Entalpia de fusão / Fusão
Também: Calor de fusão, Entalpia de fusão, Calor latente de fusão
A entalpia de fusão é a quantidade de energia que uma substância tem de absorver, no ponto de fusão, para passar do estado sólido ao líquido sem alterar a sua temperatura.
A entalpia de fusão (também designada por calor de fusão ou calor latente de fusão) descreve a energia que tem de ser fornecida a uma substância para a transformar, a pressão e temperatura constantes — nomeadamente no ponto de fusão — completamente do estado sólido para o líquido. Esta energia não altera a temperatura, mas quebra as ligações da rede cristalina do sólido. O processo é endotérmico; na solidificação, a mesma energia é de novo libertada como entalpia de cristalização.
Fundamento físico
Ao aquecer um metal, a temperatura sobe inicialmente de forma linear. No ponto de fusão, mantém-se constante apesar de mais calor ser fornecido, até que toda a substância esteja fundida — só então a temperatura da massa fundida continua a subir. A energia fornecida é usada na superação das forças de ligação intermoleculares.
A entalpia de fusão específica $\Delta H_\text{fus}$ resulta de:
Q = m · ΔH_fus
onde Q é a quantidade de calor necessária (em J), m a massa (em kg) e ΔH_fus a entalpia de fusão específica (em kJ/kg) do respetivo material.
Entalpias de fusão de metais preciosos importantes em comparação
| Metal | Ponto de fusão | Entalpia de fusão (kJ/mol) | Entalpia de fusão (kJ/kg) |
|---|---|---|---|
| Ouro | 1 064 °C | 12,55 | 63,7 |
| Prata | 961 °C | 11,28 | 104,6 |
| Platina | 1 768 °C | 22,17 | 113,6 |
| Paládio | 1 555 °C | 16,74 | 157,3 |
| Cobre | 1 085 °C | 13,05 | 205,4 |
A platina e o paládio apresentam entalpias de fusão bastante mais elevadas do que o ouro, tanto por mol como por quilograma, o que explica o maior esforço energético no seu processamento em refinaria.
Relevância para o processamento de metais preciosos e o valor de fusão
Para a compra, a reciclagem e a afinação de ouro usado, ouro de sucata ou ouro dentário, a entalpia de fusão desempenha um papel prático: o valor de fusão de um objeto descreve o valor material puro face ao preço do ouro ou ao preço da prata atual — independentemente da forma ou da cunhagem. As refinarias e as unidades de reciclagem têm de calcular a energia térmica no processo de fusão, que depende diretamente da entalpia de fusão da mistura da liga.
O toque de uma liga metálica influencia também a sua entalpia de fusão efetiva: ligas como o ouro 585 (14 quilates) fundem num intervalo de temperatura (solidus a liquidus), não num ponto definido como o metal puro ouro fino (999).
Em resumo
A entalpia de fusão é uma grandeza-chave da física dos metais preciosos: determina a necessidade energética na fusão, explica o patamar na curva de aquecimento e é base da calculadora do valor de fusão. Uma entalpia de fusão mais elevada significa mais esforço energético por quilograma — com influência direta nos custos de processamento em refinaria e reciclagem.