Quando cambia lo stato di aggregazione di una sostanza si modifica l’intensità delle forze tra le particelle che la costituiscono. Infatti, come sappiamo, nei passaggi di stato varia la libertà di movimento delle particelle e cambia anche la loro posizione reciproca; di conseguenza si ha una variazione dell’energia chimica della sostanza.

Consideriamo una sostanza allo stato solido, per esempio un cristallo di cloruro di sodio: esso ha una forma propria perché tra gli ioni che lo costituiscono ci sono forze che ne impediscono lo spostamento. Ebbene, la fusione è il fenomeno associato alla rottura di queste forze: per ottenere questo risultato occorre scaldare il cristallo cioè fornire energia termica al sistema.

Sappiamo già che durante la fusione di una sostanza la sua temperatura resta costante e quindi non cambia il suo patrimonio di energia termica; questo fatto, tenendo conto del principio di conservazione dell’energia, ci porta a una importante conclusione di carattere generale: l’energia termica assorbita sotto forma di calore da una sostanza durante la fusione si trasforma in energia chimica (figura ►9).

Anche durante la vaporizzazione e la sublimazione l’energia chimica di una sostanza aumenta: infatti anche questi passaggi di stato sono processi in cui si deve fornire energia termica sotto forma di calore.

Viceversa, gli altri passaggi di stato (condensazione, solidificazione, brinamento) comportano sempre una diminuzione dell’energia chimica della sostanza. Questo fatto consente di spiegare perché durante la solidificazione la temperatura di una sostanza resta costante: una parte di energia chimica del sistema si trasforma in energia termica che va a compensare il calore ceduto all’ambiente durante il raffreddamento.

Queste considerazioni sulle trasformazioni di energia che accompagnano i cambiamenti di stato consentono di trarre una conclusione che riguarda più in generale tutte le trasformazioni.

Sono dette trasformazioni endotermiche tutte le trasformazioni di un sistema che avvengono con assorbimento di calore dall’ambiente e sono dette trasformazioni esotermiche quelle che avvengono con liberazione di calore nell’ambiente.