Explique por que o calor de fusão de qualquer substância é geralmente mais baixo que o calor de vaporização.
A energia térmica necessária para aumentar a energia cinética das moléculas o suficiente para derreter o sólido não produz uma grande separação das moléculas. A ordem específica é perturbada, mas as moléculas permanecem próximas. Por outro lado, quando um líquido é vaporizado, as forças intermoleculares que mantêm os contatos moleculares próximos devem ser superadas. Porque as moléculas estão sendo separadas, a necessidade de energia é maior do que para a fusão.

Passo 1

O enunciado pede para compararmos o calor latente de fusão \Delta H_{\text{fus}} com o calor latente de vaporização \Delta H_{\text{vap}} e explicar por que tipicamente
\Delta H_{\text{fus}} < \Delta H_{\text{vap}}.
Vamos usar o conceito de forças intermoleculares e o grau de separação das moléculas em cada transição de fase.

Passo 2

Na fusão de um sólido para um líquido, fornecemos energia para que as moléculas aumentem sua energia cinética e se desloquem o suficiente para romper parte da estrutura ordenada do sólido. Nesse passo, as moléculas permanecem relativamente próximas, de modo que muitas interações de curto e médio alcance ainda existem no líquido.

Passo 3

Na vaporização de um líquido para um gás, a energia fornecida deve ser suficiente não apenas para perturbar a ordem local, mas para afastar as moléculas até distâncias em que as forças intermoleculares (como ligações de hidrogênio, dipolo–dipolo e forças de London) tornem-se desprezíveis. Isso implica romper quase todas as interações moleculares.

Passo 4

Como romper totalmente as interações requer muito mais energia do que apenas perturbá-las parcialmente, o calor necessário para vaporização é sempre maior. Em outras palavras, \text{energia para separar moléculas} > \text{energia para simplesmente desordená-las},éá
portanto
\Delta H_{\text{fus}} < \Delta H_{\text{vap}}.

Resposta

O calor de fusão é menor porque na fusão as moléculas permanecem próximas e muitas interações não são totalmente quebradas, enquanto na vaporização é preciso fornecer energia suficiente para romper completamente as forças intermoleculares e separar as moléculas, exigindo, assim, um valor de energia (calor) muito maior.

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