Da solido a liquido
Passaggio di stato da solido a liquido
È noto che la materia può esistere in diversi stati di aggregazione: solido (come quasi tutti i metalli), liquido (come l'acqua) e aeriforme (come l'aria).
La materia inoltre può modificare il proprio stato di aggregazione se sottoposta a variazioni di temperatura e/o di pressione: le trasformazioni che si hanno passando da uno stato fisico ad un altro sono dette passaggi di stato.
Solido e liquido sono due dei tre stati di aggregazione della materia: lo stato solido è caratterizzato da un volume e una forma propria; lo stato liquido, invece, è caratterizzato da un volume proprio ma la forma è quella del recipiente che lo contiene.
Sono molte le sostanze che possono trasformarsi dallo stato solido alla stato liquido: ad esempio, un cubetto di ghiaccio lasciato a temperatura ambiente si trasforma rapidamente in acqua liquida mentre il ferro riscaldato ad elevate temperature diventa liquido.
Ma come si chiama il passaggio dallo stato solido a quello liquido?
Il passaggio dallo stato solido allo stato liquido è detto fusione; pertanto diremo che il cubetto di ghiaccio lasciato a temperatura ambiente fonde e che il ferro riscaldato ad elevate temperature fonde.
La fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido. Tale trasformazione avviene con acquisto di calore ed è quindi un processo endotermico. L'energia viene fornita dall'ambiente e il cubetto di ghiaccio assorbe questa energia trasformandosi in acqua liquida.
Durante la fusione di una sostanza pura la temperatura del sistema rimane costante: tale temperatura, caratteristica per ogni sostanza (ad una determinata pressione), è detta temperatura di fusione.
A pressione ambiente, dunque, ogni sostanza è caratterizzata da un certo valore della temperatura di fusione: ad esempio, alla pressione di 1 atmosfera la temperatura di fusione del ferro è 1538°C, mentre la temperatura di fusione del ghiaccio è 0°C:
Durante la fusione del ghiaccio la temperatura rimane fissa a 0°C (alla pressione di 1 atm).
La fusione, così come tutti i passaggi di stato, è una trasformazioni fisica, ovvero una trasformazioni reversibile della materia: sottraendo calore all'acqua è possibile ottenere la trasformazione opposta (liquido → solido) detta solidificazione.
Ricordiamo infine che la maggior parte delle sostanze durante la fusione aumenta il proprio volume; fanno eccezione poche sostanze tra cui l'acqua (nel passaggio ghiaccio → acqua liquida il volume diminuisce), la ghisa, l'argento, e pochi altri elementi chimici.
Calore latente di fusione
Come si è detto in precedenza, durante la fusione la temperatura della sostanza rimane costante: poiché il calore fornito non provoca aumento della temperatura del solido (il calore fornito viene infatti utilizzato per indebolire i legami chimici che tengono unite le particelle del solido) ad esso è attribuito l'aggettivo latente (= che non si manifesta con alcun segno o sintomo esterno): si parla così di calore latente di fusione.
Il calore latente di fusione (λf) è la quantità di energia necessaria per fondere completamente 1 g di sostanza alla temperatura di fusione.
Riassumendo
1) Il passaggio dallo stato solido allo stato liquido è detto fusione
2) La fusione è un processo endotermico, ovvero è un processo che avviene con acquisto di calore
2) La fusione è una trasformazione reversibile della materia (trasformazione fisica)
3) Il passaggio opposto alla fusione è la solidificazione
4) Durante la fusione di una sostanza pura la temperatura del sistema rimane costante: tale temperatura è detta temperatura di fusione
5) La maggior parte delle sostanze durante la fusione aumenta il proprio volume; fanno eccezione l'acqua e poche altre sostanze
6) Il calore latente di fusione è la quantità di energia necessaria per fondere 1 g di sostanza alla temperatura di fusione
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