Imaginemos
um sólido cristalino recebendo calor continuamente. No início pode acontecer
que a temperatura do sólido aumente. No entanto, quando a temperatura atinge um
determinado valor , o sólido começa sua mudança para o estado líquido , isto é
, começa a se fundir. Essa temperatura é chamada de temperatura de fusão (ou
ponto de fusão) e seu valor depende da substância e da pressão externa. Nesta parte, iremos supor que a pressão
externa é 1 atmosfera. A experiência pode mostrar que , mantida constante a
pressão : A temperatura se mantém constante durante todo o processo de fusão.
Isto é
, a temperatura só volta a subir depois que todo o sólido tiver se transformado
em líquido. Isso significa que , durante o processo de fusão, o calor não é
usado para aumentar a energia cinética das moléculas , mas sim para tirar as
moléculas do arranjo cristalino. O calor recebido pelo sólido é transformado em
energia potencial das moléculas. Tomemos como exemplo o caso que nos é mais
familiar , o da água. Sob pressão de 1 atm, o ponto de fusão da água é 0¤ C.
Assim , se a água estiver a uma temperatura inferior a 0¤ C , estará no estado
sólido (gelo). Tomemos então, por exemplo, um bloco de gelo a -30 ¤C , dentro
de um recipiente. Fornecendo-se calor ao sistema , a temperatura começa subir . Quando a temperatura atinge 0¤C tem
início a fusão . Durante a fusão , teremos uma mistura de sólido e líquido à
temperatura de 0¤C. Quando todo o sólido tiver se transformado em líquido a
temperatura voltará a subir. Se continuarmos a fornecer calor , depois de algum
tempo a água irá ferver , passando para o estado de vapor. Podemos imaginar o
inverso do experimento anterior.
Suponhamos que a água esteja inicialmente à temperatura de 20¤ C . Se
começamos a retirar calor da água , sua temperatura irá baixar até atingir a
temperatura de 0¤ C . A partir daí, se continuarmos a retirar calor , a água
começará a se solidificar . Na solidificação , durante a qual a temperatura
fica constante , até que toda a água líquida tenha se transformado em água
sólida. A partir daí, se continuarmos a retirar calor , a temperatura do gelo
irá diminuir. É importante observar que a temperatura de fusão é igual a
temperatura de solidificação.
