1. Superare le forze intermolecolari:
- Da solido a liquido (fusione): In un solido, le molecole sono strettamente legate e tenute insieme da forti forze intermolecolari, come legami covalenti, legami idrogeno o legami ionici. Per trasformare un solido in un liquido è necessario fornire energia per vincere queste forze e consentire alle molecole di muoversi più liberamente. Questa energia è conosciuta come calore di fusione.
- Da liquido a gas (vaporizzazione): In un liquido, le molecole hanno più energia cinetica e sono meno fitte rispetto a un solido. Tuttavia, esistono ancora forze intermolecolari, come le forze di Van der Waals, che tengono insieme le molecole. Per convertire un liquido in un gas è necessaria ulteriore energia per superare queste forze e consentire alle molecole di muoversi in modo indipendente. Questa energia è chiamata calore di vaporizzazione.
2. Riarrangiamento molecolare:
- Da solido a liquido: Durante la fusione, la struttura rigida del solido si rompe e le molecole acquistano energia sufficiente per spostarsi l'una accanto all'altra. Le molecole diventano meno ordinate e la sostanza cambia da forma e volume fissi allo stato liquido, che assume la forma del suo contenitore.
- Da liquido a gas: Dopo la vaporizzazione, le molecole guadagnano ancora più energia e superano le rimanenti forze intermolecolari. Si muovono rapidamente, si liberano l'uno dall'altro e si disperdono, occupando un volume molto più grande come un gas.
La quantità di energia richiesta per un cambiamento di fase dipende dalla forza delle forze intermolecolari e dalla sostanza specifica sottoposta alla trasformazione. Le sostanze con forze intermolecolari più forti richiedono più energia per cambiare fase.
In sintesi, per il cambiamento di fase è necessaria energia perché comporta la rottura delle forze intermolecolari e la riorganizzazione delle molecole in un diverso stato della materia. Questa energia viene fornita sotto forma di calore, sia per fondere un solido in un liquido (calore di fusione) sia per vaporizzare un liquido in un gas (calore di vaporizzazione).
