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temperatura ou ponto de fusão

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Ponto de fusão ou temperatura: definição e explicação

Sabe-se que uma substância pode existir em vários estados de agregação (sólido, líquido, vapor, etc.), cada um com uma faixa de estabilidade bem definida. A fusão é a transição de uma substância do estado sólido para o estado líquido e a temperatura na qual ela ocorre é chamada de temperatura de fusão.

Para entender melhor o que foi dito, consideremos um bloco de ferro e suponhamos que o aquecemos. Inicialmente, sua temperatura começa a subir até atingir uma temperatura na qual o bloco de ferro começa a derreter, ou seja, começa a se transformar em líquido. A temperatura na qual esse processo ocorre é chamada de temperatura de fusão.

Com base no que acaba de ser dito, parece que a fusão é a transição do estado sólido para o estado líquido do ferro ou, mais geralmente, de um corpo. Para obter a fusão de uma substância é necessário fornecer calor do lado de fora.

Como veremos mais adiante, durante a fusão do ferro (ou de qualquer outra substância, como o gelo) a temperatura permanece constante; o calor cedido durante o período de fusão é chamado de calor latente de fusão.

Então lembre-se disso: temperatura de fusão é a temperatura na qual uma substância derrete; esta temperatura é mantida durante todo o tempo em que ocorre a transição de sólido para líquido.

Influência da pressão na temperatura de fusão

A temperatura de fusão depende da pressão que atua sobre o sólido; esta influência, no entanto, só é sensível a grandes variações de pressão.

Em geral, um aumento na pressão diminui a temperatura de fusão nas substâncias que se contraem do estado sólido para o estado líquido (gelo) e a aumenta nas substâncias que se expandem no próprio processo.

Em outras palavras:

  • se durante a fusão a espécie química aumenta de volume (∆V > 0), um aumento na pressão corresponde a um aumento na temperatura de fusão, e isso significa que a fusão é realizada com mais dificuldade: o aumento da pressão torna a fusão mais difícil;
  • Se a espécie química diminui de volume durante a fusão (∆V <0), a temperatura de fusão diminui à medida que a pressão aumenta e, portanto, o aumento da pressão favorece a fusão. Este caso muito raro é encontrado para H.doisO, Sb, Bi, Ga.

Portanto, para a água que se contrai em volume do estado sólido para o estado líquido, um aumento na pressão permite que o gelo derreta a temperaturas abaixo de 0°C. A pressão necessária para derreter gelo a -1°C é muito alta, igual a 133 atmosferas; um patinador de 70 kg pressionando no gelo com uma área de superfície de 0,5 cmdois atinge essa pressão.

Temperatura de fusão e curva de aquecimento de uma substância pura.

Consideremos os fenômenos que ocorrem durante o aquecimento progressivo de um sólido como a água. Um cubo de gelo é colocado num aparelho adequado que lhe fornece muito lentamente quantidades conhecidas de calor e que regista a sua temperatura.

Imagine operar à pressão atmosférica e traçar as temperaturas do gelo em relação aos tempos de aquecimento subsequentes; Obtém-se um diagrama como o mostrado na figura a seguir.

Curva de aquecimento da água destilada: observa-se que durante a fusão a temperatura permanece constante em 0°C. Essa temperatura é chamada de temperatura de fusão (ou ponto).

Na primeira parte da curva, que atinge a temperatura de fusão, o calor fornecido ao sólido faz com que sua temperatura aumente desde a temperatura inicial até 0 °C; ao mesmo tempo, a energia cinética (vibração) das partículas constituintes aumenta.

Na segunda seção da curva, aquela relacionada à fusão (primeira seção horizontal a uma temperatura de 0 °C), a energia cinética média das partículas do sólido atinge o valor necessário para causar a ruptura da rede, e a sólido começa a derreter: 0°C é a temperatura de fusão do gelo.

Ao fornecer mais calor ao sistema sólido/líquido, a temperatura não aumenta, pois a energia fornecida ao sistema é usada para quebrar as ligações da rede do sólido. Durante esta fase, a temperatura permanece constante até que todo o gelo tenha derretido.

Como a quantidade de calor fornecida ao sólido na passagem do estado sólido para o líquido não causa aumento na temperatura do sólido, atribui-se-lhe o adjetivo latente. Falamos assim de calor latente de fusão, que se se refere a um mol de sólido que passa para o estado líquido, recebe o nome de calor latente de fusão molar.

Uma vez que todo o sólido derreteu e o sistema consiste apenas em líquido, continuando a adicionar calor, há um aumento adicional na energia cinética média das partículas líquidas e, portanto, na temperatura, até que a substância ferva.

Temperatura de fusão ou ponto de fusão de alguns materiais.

Relatamos os valores das temperaturas de fusão de algumas substâncias determinadas a uma pressão de 1 atm.

Ponto de fusão do alumínio = 660,3°C

Temperatura de fusão do oxigênio (-218,4°C)

Temperatura de fusão do nitrogênio (-210 ° C)

Ponto de fusão do álcool etílico (-115 ° C)

Ponto de fusão do mercúrio (-38,8°C)

Temperatura de fusão da água (0 ° C)

Temperatura de fusão do sal de cozinha (801 ° C)

Temperatura de fusão do ouro (1065 °C)

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