I cambiamenti di stato
1. I passaggi tra stati di aggregazione
Le sostanze possono passare dall'uno all'altro
dei tre stati di aggregazione mediante scambi di
calore.
La freccia rossa indica assorbimento di calore
da una fonte esterna da parte della sostanza,
quella blu la cessione di calore all'esterno.
2. La fusione e la solidificazione
Fornendo calore a un solido, esso passa allo
stato liquido seguendo tre leggi sperimentali:
1. a pressione fissata, la fusione avviene alla
temperatura di fusione, determinata e specifica
della sostanza;
2. la temperatura resta costante durante tutto il
passaggio di stato;
3. l'energia necessaria per fondere una massa
m è direttamente proporzionale alla massa
stessa.
La fusione e la solidificazione
Grafico temperatura-tempo di un blocco di
stagno posto su una fiamma costante.
A) Allo stato solido ΔT è
direttamente
proporzionale agli
intervalli di tempo, cioè al
calore fornito.
B) Durante il passaggio di
stato T resta costante.
C) T riprende a salire
proporzionalmente al
tempo quando tutta la
sostanza è allo stato
liquido.
La fusione e la solidificazione
La terza legge della fusione è espressa
dall'equazione:
Il calore latente di fusione corrisponde alla
quantità di energia necessaria per fondere
completamente 1 kg di una data sostanza.
è la quantità di calore necessaria per
fondere una massa m di sostanza.
Le leggi della solidificazione
Levando lo stagno fuso dalla fiamma, la
temperatura varia nel tempo secondo il grafico:
•
•
•
diminuisce in modo direttamente proporzionale
al tempo allo stato liquido e a quello solido;
durante il passaggio di stato di solidificazione
resta costante.
Il calore latente dal punto di vista microscopico
•
Nel reticolo cristallino di un solido, gli atomi o le
molecole oscillano attorno alle loro posizioni di
equilibrio.
Il calore latente dal punto di vista microscopico
•
•
•
Durante la fusione, il calore fornito non serve ad
aumentare l'energia cinetica dei “grani” della
sostanza, ma a scindere i legami tra di essi;
durante la solidificazione, il calore ceduto
riforma i legami.
L'energia di fusione ∆E è direttamente
proporzionale al numero di legami del reticolo;
questo numero di legami è direttamente
proporzionale al numero di atomi o molecole,
quindi alla massa della sostanza.
