La fusion est le passage de l'état solide à l'état liquide. Il se produit lorsqu'un corps, soumis à une pression donnée, reçoit de la chaleur et que sa température atteint une certaine valeur.
La quantité de chaleur que le corps doit recevoir pour devenir pleinement liquide dépend de la substance qui le constitue.
D'une manière générale, lorsqu'une substance est à l'état solide, elle a une forme bien définie. Ses atomes sont soigneusement arrangés dans une structure appelée un réseau cristallin.
Lorsqu'il reçoit de la chaleur, les atomes qui forment le solide augmentent leur vibration, augmentant leur température.
Si l'énergie entrante augmente, la vibration des atomes défait le réseau cristallin et le corps passe à l'état liquide.
Lois sur les fusions
- En maintenant la pression constante, la température tout au long du processus de fusion reste constante.
- La quantité de chaleur par unité de masse est appelée chaleur latente de fusion et est une caractéristique de la substance.
- La température à laquelle chaque substance fond est bien déterminée, et est appelée la point de fusion.
Lorsqu'elle est soumise à une pression de 1 atmosphère, l'eau fond à 0 °C, tandis que le point de fusion du fer est de 1,535 °C et le chlore est de 101,5 °C.
Quantité de chaleur latente
La quantité de chaleur nécessaire pour qu'un corps change d'état dépend de la valeur de la chaleur latente de fusion et de masse corporelle.
La valeur de la chaleur latente varie selon la substance qui compose le corps. Dans le tableau ci-dessous, nous présentons les valeurs de certaines substances.
Formule
La quantité de chaleur nécessaire pour qu'un corps change de phase est donnée par la formule :
Étant,
Q: quantité de chaleur latente (chaux)
m: masse (g)
LF: chaleur latente de fusion (cal/g)
Notez que la formule pour la quantité de chaleur dans le changement de phase ne prend pas en compte la variation de température.
Cela se produit parce que toute la quantité de chaleur reçue est utilisée pour briser le réseau cristallin, maintenant la température constante tout au long du processus.
Exemple
Combien de chaleur faut-il pour fondre complètement un bloc d'or d'une masse de 200 g ?
La chaleur latente de fusion de l'or est égale à 15 cal/g (tableau ci-dessus), on aura donc :
Q = 200. 15 = 3000 cal ou 3 kcal
Pour en savoir plus, lisez aussi :
- Changements d'état physique
- États physiques de la matière
- États physiques de l'eau
- Propriétés de la matière
- Diagramme de phases
- Liquéfaction ou condensation
- Ébullition
- Évaporation
- Sublimation
- Solidification
- Électrolyse
- Vaporisation
