Vad är Heat of Fusion?

Fusionsvärme, även kallad fusionsentalpi, är den mängd energi som krävs för att omvandla ett ämne från ett fast ämne till en vätska. När ett fast ämne har nått temperaturen vid vilket det smälter fortsätter inte temperaturen att stiga medan det smälter, även om det utsätts för samma värmekälla. Medan det smälter fortsätter ett fast ämne att absorbera energi från dess värmekälla, vilket gör att den molekylära förändringen som krävs för att smälta ska ske.

När ett fast ämne upphettas klättrar dess temperatur tills det når sin smältpunkt. När denna temperatur har uppnåtts måste ytterligare energi tillföras det fasta materialet för att förvandla den till en vätska. Smältvärmen hänvisar till den energi som behövs när smälttemperaturen har nåtts, men inte den energi som krävs för att värma fastämnet till dess smältpunkt.

Processen att transformera ett fast ämne till en vätska involverar mer än bara den fasomvandling som kan observeras för det mänskliga ögat. På mikroskopisk nivå lockar molekylerna i ett fast ämne varandra, vilket är det som gör att de kan förbli i en relativt stabil formation. För att smälta ett fast ämne måste molekylerna separeras från varandra, vilket innebär att ämnet måste få ytterligare energi. Energin som tillförs under smältningen lagras av molekylerna som potentiell energi snarare än kinetisk energi, eftersom den konstanta temperaturen under smältningen innebär att rörelsen hos molekylerna inte ökar eller minskar vid denna tidpunkt.

Efter att ämnet helt har förvandlats till en vätska börjar temperaturen igen att stiga. Det gör detta tills kokpunkten har uppnåtts, vid vilken tidpunkt temperaturen igen förblir konstant medan vätskan förvandlas till en gas. För denna omvandling kräver ämnet igen energi - den här gången kallas förångning av förångning. Temperaturen förblir alltid konstant under förändringar mellan ämnena: fast, vätska och gas.

Smältvärmen som krävs för att smälta ett fast ämne beror till stor del på styrkan hos molekylbindningen, så olika ämnen kräver olika mängder smältvärme för att förvandlas till vätskor. Mängden energi som behövs för att smälta bly är till exempel mindre än den mängd som krävs för att smälta is i flytande vatten. Detta beror på att fusionsvärmen inte tar hänsyn till temperaturen som är nödvändig för att föra ämnet upp till dess smältpunkt utan mäts endast som den mängd värme som krävs för att transformera ämnet helt till en vätska när den når sin smältpunkt.