Calor de fusão

O calor de fusão é a quantidade de energia necessária para fundir um mol de uma substância ou de um elemento químico.

• Existem três estados físicos nos quais toda matéria pode ser apresentada, dependendo da sua respectiva temperatura : sólido, líquido e gasoso. As trocas de calor entre os três estados físicos podem provocar uma mudança de estado.
  • É chamada fusão a passagem do estado sólido para o estado líquido, e solidificação o caminho contrário;
  • A vaporização é a passagem do estado líquido para o estado gasoso, e a liquefação ou condensação é o caminho contrário;
  • Tanto a passagem direta do estado sólido para o estado gasoso como seu caminho contrário são conhecidas como sublimação.

• A medida que se oferece calor a uma substância sólida, suas partículas começam a vibrar ao redor de um ponto de retículo.

As vibrações tornam-se mais intensas conforme fornecemos calor. No entanto, nenhuma alteração é visível, pois a amplitude é pequena. Aumentando-se a temperatura, aumenta-se o movimento cinético das partículas, até que seja atingido o ponto de fusão da substância. Nesse ponto, as vibrações das partículas são tão energéticas que qualquer quantidade de calor adicionada rompe as ligações entre as partículas vizinhas.

Nesse momento a energia cinética permanece constante, e por consequência, a temperatura também. Todo calor adicionado aumenta a energia potencial das partículas e esta energia executa um trabalho contra as forças de atração. No ponto de fusão a quantidade de sólido diminiu gradualmente e a de líquido aumenta gradualmente. Define-se como ponto de fusão da substância a temperatura na qual os estados sólido e líquido coexistem.

• Aplicação em exemplo, tomando como substância a água (gelo)

Se colocar um pedaço grande de gelo numa panela sobre uma fonte de calor, o intervalo de tempo para fundir o gelo sem que sua temperatura se altere também é grande. Durante a fusão, o calor cedido muda o estado físico da substância sem elevar sua temperatura.
Calor (Q) = massa (m) x calor de fusão (Q_f)
Você pode determinar a quantidade de calor necessária para fundir 1 grama de gelo do seguinte modo : Pesando um bloco de gelo a 0°C, aproximadamente do tamanho de uma laranja, e coloque num vaso. Aqueça uma quantidade igual de água a 80°C e derrame-a no gelo. Após a fusão total do gelo, a temperatura da água será praticamente igual a 0°C. Cada grama de água inicial cedeu ao gelo, ao esfriar-se, 80 calorias, fundindo igual quantidade de gelo. Oitenta calorias são a quantidade de calor necessária para fundir um grama de gelo sem elevar sua temperatura. Um grama de gelo a 0°C somado com oitenta calorias resultam em um grama de água.

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