Il calore di fusione, detto anche entalpia di fusione, è la quantità di energia necessaria per trasformare una sostanza da solida a liquida. Una volta che un solido ha raggiunto la temperatura alla quale fonde, la sua temperatura non continua a salire mentre si sta sciogliendo, anche se è esposto alla stessa fonte di calore. Mentre si sta sciogliendo, un solido continua ad assorbire energia dalla sua fonte di calore, il che consente il cambiamento molecolare necessario per la fusione.
Quando un solido viene riscaldato, la sua temperatura sale fino a raggiungere il punto di fusione. Una volta raggiunta questa temperatura, è necessario fornire ulteriore energia al solido per trasformarlo in liquido. Il calore di fusione si riferisce all’energia necessaria una volta raggiunta la temperatura di fusione, ma non all’energia necessaria per riscaldare il solido fino al punto di fusione.
Il processo di trasformazione di un solido in un liquido coinvolge più della semplice trasformazione di fase osservabile all’occhio umano. A livello microscopico, le molecole di un solido si attraggono, il che consente loro di rimanere in una formazione relativamente stabile. Per fondere un solido, le molecole devono essere separate l’una dall’altra, il che significa che la sostanza deve ricevere energia aggiuntiva. L’energia fornita durante la fusione viene immagazzinata dalle molecole come energia potenziale, piuttosto che energia cinetica, poiché la temperatura costante durante la fusione significa che il movimento delle molecole non aumenta o diminuisce in questo momento.
Dopo che la sostanza è stata completamente trasformata in un liquido, la sua temperatura ricomincia a salire. Lo fa fino al raggiungimento del punto di ebollizione, momento in cui la temperatura rimarrà nuovamente costante mentre il liquido si trasforma in gas. Per questa trasformazione, la sostanza richiede nuovamente energia aggiuntiva, questa volta denominata entalpia di vaporizzazione. La temperatura rimane sempre costante durante i cambiamenti tra gli stati della materia: solido, liquido e gas.
Il calore di fusione necessario per fondere un solido dipende in gran parte dalla forza del legame molecolare, quindi sostanze diverse richiedono quantità diverse di calore di fusione per trasformarsi in liquidi. La quantità di energia necessaria per fondere il piombo, ad esempio, è inferiore alla quantità necessaria per sciogliere il ghiaccio in acqua liquida. Questo perché il calore di fusione non tiene conto della temperatura necessaria per portare la sostanza fino al punto di fusione ma viene misurata solo come la quantità di calore necessaria per trasformare completamente la sostanza in un liquido una volta raggiunta la sua temperatura di fusione.