Fusie is de overgang van de vaste toestand naar de vloeibare toestand. Het treedt op wanneer een lichaam, onderworpen aan een bepaalde druk, warmte ontvangt en de temperatuur een bepaalde waarde bereikt.
De hoeveelheid warmte die het lichaam moet ontvangen om volledig vloeibaar te worden, hangt af van de stof waaruit het bestaat.
Over het algemeen heeft een stof in vaste toestand een goed gedefinieerde vorm. De atomen zijn netjes gerangschikt in een structuur die a. wordt genoemd kristallijn netwerk.
Wanneer het warmte ontvangt, verhogen de atomen die de vaste stof vormen hun vibratie, waardoor hun temperatuur toeneemt.
Als de binnenkomende energie toeneemt, zal de vibratie van de atomen het kristalrooster ongedaan maken en zal het lichaam in een vloeibare toestand gaan.
Fusiewetten
- Door de druk constant te houden, blijft de temperatuur tijdens het smeltproces constant.
- De hoeveelheid warmte per massa-eenheid wordt de latente smeltwarmte genoemd en is een kenmerk van de stof.
- De temperatuur waarbij elke stof smelt is goed bepaald en wordt de fusiepunt.
Onder een druk van 1 atmosfeer smelt water bij 0 °C, terwijl het smeltpunt van ijzer 1.535 °C is en chloor 101,5 °C.
Hoeveelheid latente warmte
De hoeveelheid warmte die een lichaam nodig heeft om van toestand te veranderen, hangt af van de waarde van de latente warmte van fusie en lichaamsmassa.
De waarde van latente warmte varieert afhankelijk van de stof waaruit het lichaam bestaat. In onderstaande tabel presenteren we de waarden van enkele stoffen.
Formule
De hoeveelheid warmte die een lichaam nodig heeft om van fase te veranderen, wordt gegeven door de formule:
Wezen,
Vraag: hoeveelheid latente warmte (kalk)
m: massa (g)
Lf: latente smeltwarmte (cal/g)
Merk op dat de formule voor de hoeveelheid warmte in de faseverandering geen rekening houdt met de temperatuurvariatie.
Dit gebeurt omdat de volledige hoeveelheid ontvangen warmte wordt gebruikt om het kristalrooster te breken, waardoor de temperatuur gedurende het hele proces constant blijft.
Voorbeeld
Hoeveel warmte is er nodig om een blok goud met een massa van 200 g volledig te smelten?
De latente smeltwarmte van goud is gelijk aan 15 cal/g (tabel hierboven), dus we hebben:
Vraag = 200. 15 = 3000 cal of 3 kcal
Lees voor meer informatie ook:
- Veranderingen in fysieke toestand
- Fysieke toestanden van materie
- Fysische toestanden van water
- Materie eigenschappen
- Fasen diagram
- Liquefactie of condensatie
- kokend
- Verdamping
- sublimatie
- stollen
- elektrolyse
- Verdamping
