Un metallo dopo esser stato fuso solidifica: è il caso del piombo
LA FUSIONE E LE SUE FASI: La fusione è il passaggio di una sostanza dallo stato solido allo stato liquido. Ogni sostanza ha una determinata temperatura di fusione come 3800° per il diamante 0° per l’acqua –39° per il mercurio. La fusione è facilmente osservabile. Prendiamo un pezzo di piombo e poniamolo su un fornello alla temperatura di 327° il piombo comincia a fondere. Per un certo periodo di tempo la temperatura aumenta regolarmente, come prevedibile a causa dell’aumento dell’agitazione termica. In un intervallo di tempo successivo la temperatura non aumenta, ma rimane costante, nonostante si continui a fornire calore. Questo fenomeno si chiama stasi termica o fase di equilibrio e si verifica quando la sostanza raggiunge la temperatura di fusione, nel nostro caso 327°C. Durante la stasi termica coesistono due fasi, quella solida e quella liquida. Solo dopo che tutto il pezzo di piombo è diventato liquido la temperatura comincia a crescere nuovamente. Durante la stasi termica il calore spezza le forze di coesione e indebolisce i legami intermolecolari.
Il calore che forniamo durante la transizione di fase, una volta che la sostanza ha raggiunto la temperatura di fusione, è chiamato calore latente di fusione, ed è la quantità di calore necessario per riuscire a fondere 1Kg di una sostanza che ha già raggiunto la temperatura di fusione. La solidificazione è il passaggio di una sostanza dallo stato liquido a quello solido. Questo fenomeno avviene mediante cessione di calore all’esterno e quindi per raffreddamento del corpo. Riprendiamo il caso del piombo e sottoponiamo il sistema a raffreddamento. Si nota che il piombo rimane liquido fino a 327°.
A questa temperatura il piombo comincia a solidificare. Coesistono due fasi, quella solida e liquida. Segue la stasi termica che si prolunga finché il piombo non solidifica completamente. Solo successivamente la temperatura torna a scendere. La temperatura di solidificazione coincide con quella di fusione. Il calore ceduto all’esterno da una chilogrammo di sostanza durante la solidificazione viene chiamato calore latente di solidificazione. La sostanza che si è solidificata ha ripreso il suo ordine interno. Ulteriori sottrazioni di calori determinano una diminuizione della temperatura. la temperatura di fusione di una sostanza è influenzata dalla pressione a cui è sottoposta. In generale un aumento della pressione provoca un aumento della temperatura di fusione.