La chaleur de fusion, également appelée enthalpie de fusion, est la quantité d’énergie nécessaire pour transformer une substance solide en liquide. Une fois qu’un solide a atteint la température à laquelle il fond, sa température ne continue pas d’augmenter pendant qu’il fond, même s’il est exposé à la même source de chaleur. Pendant qu’il fond, un solide continue d’absorber l’énergie de sa source de chaleur, ce qui permet au changement moléculaire nécessaire à la fusion de se produire.
Lorsqu’un solide est chauffé, sa température monte jusqu’à ce qu’il atteigne son point de fusion. Une fois cette température atteinte, une énergie supplémentaire doit être fournie au solide afin de le transformer en liquide. La chaleur de fusion fait référence à l’énergie nécessaire une fois la température de fusion atteinte, mais pas à l’énergie nécessaire pour chauffer le solide jusqu’à son point de fusion.
Le processus de transformation d’un solide en un liquide implique plus que la simple transformation de phase observable à l’œil humain. Au niveau microscopique, les molécules d’un solide s’attirent, ce qui leur permet de rester dans une formation relativement stable. Pour fondre un solide, les molécules doivent être séparées les unes des autres, ce qui signifie que la substance doit recevoir une énergie supplémentaire. L’énergie fournie pendant la fusion est stockée par les molécules sous forme d’énergie potentielle, plutôt que d’énergie cinétique, car la température constante pendant la fusion signifie que le mouvement des molécules n’augmente ou ne diminue pas à ce moment-là.
Une fois que la substance s’est entièrement transformée en liquide, sa température recommence à s’élever. Il le fait jusqu’à ce que le point d’ébullition soit atteint, moment auquel la température restera à nouveau constante pendant que le liquide se transforme en gaz. Pour cette transformation, la substance nécessite à nouveau de l’énergie supplémentaire, appelée cette fois enthalpie de vaporisation. La température reste toujours constante lors des changements entre les états de la matière : solide, liquide et gazeux.
La chaleur de fusion requise pour faire fondre un solide dépend en grande partie de la force de la liaison moléculaire, de sorte que différentes substances nécessitent différentes quantités de chaleur de fusion pour se transformer en liquides. La quantité d’énergie nécessaire pour faire fondre le plomb, par exemple, est inférieure à la quantité nécessaire pour faire fondre la glace en eau liquide. En effet, la chaleur de fusion ne prend pas en compte la température nécessaire pour amener la substance à son point de fusion, mais n’est mesurée que comme la quantité de chaleur nécessaire pour transformer entièrement la substance en liquide une fois qu’elle atteint son point de fusion.