Pokud se okolní teplota kolem kusu ledu zvýší, zvýší se také teplota ledu. Toto stálé zvyšování teploty se však zastaví, jakmile led dosáhne bodu tání. V tomto okamžiku led prochází změnou stavu a mění se na kapalnou vodu a jeho teplota se nezmění, dokud se celý nerozpustí. Můžete to otestovat jednoduchým experimentem. Ponechte šálek kostek ledu v rozpáleném autě a teplotu sledujte teploměrem. Zjistíte, že ledová voda zůstává na mrazivých 0 stupních Fahrenheita (0 stupňů Celsia), dokud se celá nerozpustí. Když k tomu dojde, všimnete si rychlého nárůstu teploty, protože voda nadále absorbuje teplo zevnitř vozu.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Když zahříváte led, jeho teplota stoupá, ale jakmile se led začne tát, teplota zůstane konstantní, dokud se celý led neroztaví. To se děje proto, že veškerá tepelná energie jde do rozbití vazeb struktury krystalové mřížky ledu.
Fázové změny spotřebovávají energii
Když zahříváte led, jednotlivé molekuly získávají kinetickou energii, ale dokud teplota nedosáhne bodu tání, nemají energii k rozbití vazeb, které je drží v krystalové struktuře. Když přidáte teplo, vibrují rychleji v rámci svých hranic a teplota ledu stoupá. V kritickém bodě - bodu tání - získají dostatek energie, aby se osvobodili. Když k tomu dojde, veškerá tepelná energie přidaná k ledu je absorbována H
Totéž se stane, když ohřejete vodu na teplotu varu. Voda se bude ohřívat, dokud teplota nedosáhne 212 F (100 ° C), ale nebude se zahřívat, dokud se vše nezmění na páru. Dokud kapalná voda zůstane ve varné pánvi, je teplota vody 212 ° F, bez ohledu na to, jak horký je plamen pod ní.
Rovnováha existuje v bodě tání
Možná by vás zajímalo, proč se voda, která se roztavila, nebude ohřívat, dokud v ní bude led. Za prvé, toto tvrzení není zcela přesné. Pokud ohřejete velkou pánev plnou vody, která obsahuje jednu kostku ledu, voda daleko od ledu bude začnou zahřívat, ale v bezprostředním prostředí kostky ledu zůstane teplota konstantní. Jedním ze způsobů, jak pochopit, proč se to stane, je uvědomit si, že zatímco se část ledu taje, část vody kolem ledu znovu zmrzne. Tím se vytvoří rovnovážný stav, který pomáhá udržovat konstantní teplotu. Jak se stále více a více taje led, rychlost tání se zvyšuje, ale teplota stoupá, dokud nezmizí veškerý led.
Přidejte více tepla nebo trochu tlaku
Je možné vytvořit víceméně lineární nárůst teploty, pokud přidáte dostatek tepla. Například položte na oheň oheň s ledem a zaznamenejte teplotu. Pravděpodobně si nevšimnete velké zpoždění v bodě tání, protože množství tepla ovlivňuje rychlost tání. Pokud přidáte dostatek tepla, led se může víceméně spontánně roztát.
Pokud vaříte vodu, můžete zvýšit teplotu kapaliny stále v pánvi přidáním tlaku. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je omezit páru v uzavřeném prostoru. Tímto způsobem znesnadníte změnám fáze molekuly a ty zůstanou v kapalném stavu, zatímco teplota vody stoupne nad bod varu. To je myšlenka tlakových hrnců.