La chaleur latente de fusion est la quantité d'énergie nécessaire pour changer une substance d'un état solide à un état liquide à une température constante. C'est essentiellement l'énergie nécessaire pour briser les liaisons en maintenant les molécules dans une structure rigide et ordonnée (solide) et leur permettre de se déplacer plus librement (liquide).
Pensez-y comme ceci: Imaginez un bloc de glace. Pour le faire fondre, vous devez ajouter de l'énergie thermique. Cette énergie n'augmente pas la température de la glace, mais au lieu de cela, il brise les liaisons contenant les molécules d'eau dans la structure de la glace solide. Une fois que suffisamment de liaisons sont brisées, la glace se transforme en eau liquide, même si la température reste au point de fusion (0 ° C pour l'eau).
La théorie moléculaire de la matière explique le comportement de la matière au niveau atomique et moléculaire. Voici comment cela se rapporte à la chaleur latente de la fusion:
solides:
* Structure ordonnée: Dans les solides, les molécules sont étroitement emballées et maintenues ensemble par de fortes forces intermoléculaires. Ces forces créent une structure rigide et ordonnée.
* Basse mobilité: Les molécules dans un solide ont un mouvement très limité, vibrant uniquement dans leurs positions fixes.
Liquides:
* moins d'ordre: Dans les liquides, les molécules sont encore proches les unes des autres mais ont plus de liberté de mouvement. Les forces intermoléculaires sont plus faibles par rapport aux solides.
* mobilité plus élevée: Les molécules dans un liquide peuvent se déplacer, se glisser les unes contre les autres et ont plus de mouvement translationnel et rotationnel.
Felting:
* Entrée d'énergie: Lorsque la chaleur est ajoutée à un solide, l'énergie est absorbée par les molécules, ce qui les fait vibrer plus rapidement.
* Bond Breaking: À mesure que les vibrations augmentent, les forces intermoléculaires s'affaiblissent et finissent par se briser. C'est là que la chaleur latente de fusion est utilisée.
* Changement de phase: Lorsque suffisamment de liaisons sont brisées, la structure solide s'effondre et la substance passe à un état liquide. La température reste constante pendant ce changement de phase car l'énergie ajoutée est entièrement utilisée pour briser les liaisons, et non pour augmenter l'énergie cinétique des molécules (ce qui augmenterait la température).
Points importants:
* Température constante: La chaleur latente de la fusion est une valeur constante pour une substance donnée à une pression spécifique. Cela signifie que la température de la substance reste la même pendant le processus de fusion.
* Absorption de chaleur: Pendant la fusion, la substance absorbe l'énergie thermique sans augmenter sa température.
* Processus endothermique: La fusion est un processus endothermique car il nécessite une entrée d'énergie.
Exemple:
La chaleur latente de la fusion pour l'eau est de 334 J / g. Cela signifie que 334 joules d'énergie sont nécessaires pour faire fondre un gramme de glace à 0 ° C dans de l'eau liquide à 0 ° C.
En résumé, la chaleur latente de la fusion est l'énergie nécessaire pour briser les liaisons contenant les molécules dans une structure solide, leur permettant de se déplacer plus librement dans un état liquide. La théorie moléculaire de la matière nous aide à comprendre comment cette énergie est utilisée pour surmonter les forces intermoléculaires et faciliter le changement de phase.
