Εάν αυξηθεί η θερμοκρασία περιβάλλοντος γύρω από ένα κομμάτι πάγου, η θερμοκρασία του πάγου θα αυξηθεί επίσης. Ωστόσο, αυτή η σταθερή αύξηση της θερμοκρασίας σταματά μόλις ο πάγος φτάσει στο σημείο τήξης του. Σε αυτό το σημείο, ο πάγος υφίσταται αλλαγή κατάστασης και μετατρέπεται σε υγρό νερό και η θερμοκρασία του δεν θα αλλάξει έως ότου λιώσει όλα. Μπορείτε να το δοκιμάσετε με ένα απλό πείραμα. Αφήστε ένα φλιτζάνι παγάκια σε ένα καυτό αυτοκίνητο και παρακολουθήστε τη θερμοκρασία με ένα θερμόμετρο. Θα διαπιστώσετε ότι το παγωμένο νερό παραμένει στους παγωμένους 32 βαθμούς Φαρενάιτ (0 βαθμούς Κελσίου) μέχρι να λιώσει όλα. Όταν συμβεί αυτό, θα παρατηρήσετε μια γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας καθώς το νερό συνεχίζει να απορροφά θερμότητα από το εσωτερικό του αυτοκινήτου.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
Όταν θερμαίνετε τον πάγο, η θερμοκρασία του αυξάνεται, αλλά μόλις αρχίσει να λιώνει ο πάγος, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή μέχρι να λιώσει όλος ο πάγος. Αυτό συμβαίνει επειδή όλη η θερμική ενέργεια πηγαίνει στη διάσπαση των δεσμών της κρυσταλλικής δομής πλέγματος του πάγου.
Οι αλλαγές φάσης καταναλώνουν ενέργεια
Όταν θερμαίνετε πάγο, τα μεμονωμένα μόρια κερδίζουν κινητική ενέργεια, αλλά έως ότου η θερμοκρασία φτάσει στο σημείο τήξης, δεν έχουν ενέργεια για να σπάσουν τους δεσμούς που τους συγκρατούν σε κρυσταλλική δομή. Δονείται πιο γρήγορα μέσα στα όριά σας καθώς προσθέτετε θερμότητα και η θερμοκρασία του πάγου αυξάνεται. Σε κρίσιμο σημείο - το σημείο τήξης - αποκτούν αρκετή ενέργεια για να απελευθερωθούν. Όταν συμβεί αυτό, όλη η θερμική ενέργεια που προστίθεται στον πάγο απορροφάται από το Η2O μόρια που αλλάζουν φάση. Δεν έχει απομείνει τίποτα για την αύξηση της κινητικής ενέργειας των μορίων σε υγρή κατάσταση έως ότου σπάσουν όλοι οι δεσμοί που συγκρατούν τα μόρια σε μια κρυσταλλική δομή. Κατά συνέπεια, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή έως ότου λιώσει όλος ο πάγος.
Το ίδιο συμβαίνει όταν θερμαίνετε νερό στο σημείο βρασμού. Το νερό θα θερμανθεί έως ότου η θερμοκρασία φτάσει τους 212 F (100 C), αλλά δεν θα ζεσταθεί μέχρι να μετατραπεί σε ατμό. Όσο το υγρό νερό παραμένει σε μια κατσαρόλα, η θερμοκρασία του νερού είναι 212 F, ανεξάρτητα από το πόσο ζεστή είναι η φλόγα από κάτω.
Υπάρχει ισορροπία στο σημείο τήξης
Ίσως αναρωτιέστε γιατί το νερό που έχει λιώσει δεν θα ζεσταθεί όσο υπάρχει πάγος σε αυτό. Πρώτα απ 'όλα, αυτή η δήλωση δεν είναι αρκετά ακριβής. Εάν ζεσταίνετε ένα μεγάλο ταψί γεμάτο νερό που περιέχει ένα μόνο παγάκι, το νερό μακριά από τον πάγο θα αρχίσει να θερμαίνεται, αλλά στο άμεσο περιβάλλον του παγάκι, η θερμοκρασία θα παραμείνει σταθερή. Ένας τρόπος για να καταλάβετε γιατί συμβαίνει αυτό είναι να συνειδητοποιήσετε ότι, ενώ μέρος του πάγου λιώνει, μέρος του νερού γύρω από τον πάγο παγώνει ξανά. Αυτό δημιουργεί μια κατάσταση ισορροπίας που βοηθά στη διατήρηση της θερμοκρασίας σταθερή. Όσο όλο και περισσότερο λιώνει ο πάγος, ο ρυθμός τήξης αυξάνεται, αλλά η θερμοκρασία δεν ανεβαίνει μέχρι να πάει όλος ο πάγος.
Προσθέστε περισσότερη θερμότητα ή κάποια πίεση
Είναι πιθανό να δημιουργήσετε λίγο-πολύ γραμμική αύξηση θερμοκρασίας εάν προσθέσετε αρκετή θερμότητα. Για παράδειγμα, βάλτε ένα τηγάνι πάγου πάνω σε μια φωτιά και καταγράψτε τη θερμοκρασία. Πιθανότατα δεν θα παρατηρήσετε μεγάλη καθυστέρηση στο σημείο τήξης, επειδή η ποσότητα θερμότητας επηρεάζει το ρυθμό τήξης. Εάν προσθέσετε αρκετή θερμότητα, ο πάγος μπορεί να λιώσει λίγο πολύ αυθόρμητα.
Εάν βράζετε νερό, μπορείτε να αυξήσετε τη θερμοκρασία του υγρού που βρίσκεται ακόμα στο τηγάνι προσθέτοντας πίεση. Ένας τρόπος για να το κάνετε αυτό είναι να περιορίσετε τον ατμό σε κλειστό χώρο. Με αυτόν τον τρόπο, καθιστά πιο δύσκολο για τα μόρια να αλλάξουν φάση και θα παραμείνουν σε υγρή κατάσταση ενώ η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται μετά το σημείο βρασμού. Αυτή είναι η ιδέα πίσω από τις κουζίνες πίεσης.