Kui lisate kuumale veele jääd, sulab osa veesoojusest jääd. Järelejäänud kuumus soojendab jääkülma vett, kuid jahutab selle käigus kuuma vett. Segu lõpliku temperatuuri saate välja arvutada, kui teate, kui palju kuuma vett alustasite, selle temperatuuri ja kui palju jäätist lisasite. Kaks füüsikalist omadust - erisoojus ja sulamissoojus - määravad täpselt, kuidas jää sulab ja vesi jahtub.
Spetsiifiline kuumus
Aine spetsiifiline soojus mõõdab, kui palju energiat kulub temperatuuri tõstmiseks. Näiteks kui lisate 1 grammi veele 1 kalorite soojust, soojeneb see 1 Celsiuse kraadi (1,8 kraadi Fahrenheiti) võrra. Vastupidine on siis, kui vesi jahtub; gramm vett, mis langeb 1 kraadi Celsiuse järgi, kaotab 1 kalorite soojusenergiat. Teistel ainetel on erinev spetsiifiline soojus. Näiteks ühe grammi plii kuumutamiseks 1 kraadi võrra kulub ainult 0,03 kalorit.
Termotuumasüntees
Mahuti veega kaotab iga jahtunud Celsiuse kraadi kohta 1 kalorit. Kuid kui see jõuab nulli Celsiuse kraadini (32 kraadi Fahrenheiti), siis olukord muutub - vesi muutub jääks. See protsess hõlmab palju rohkem soojusenergiat - 79,7 kalorit grammi kohta - ning vee-jää segu temperatuur ei muutu enne, kui see kõik taheneb. Kui aine läbib selle faasi, nimetatakse energiat sulandumissoojuseks. Veemolekulid kaotavad tahkeks kokku sulades lisaenergia. Kui jää on tekkinud, muudab see temperatuuri vastavalt oma spetsiifilisele kuumusele - 0,49 kalorit Celsiuse kraadi kohta.
Energia muutus
Selleks, et täpselt kindlaks teha, kuidas energia kuumale veele jää lisamisel muutub, on vaja nii jää ja vee massi kui ka vee temperatuuri. Näiteks oma erisoojusväärtuse tõttu on liitri kuuma vett temperatuuril 75 kraadi (167 kraadi) Fahrenheit) on 75 000 kalorit energiat rohkem kui sama kogus vett 0 kraadi Celsiuse järgi (32 kraadi Fahrenheit). 100 grammi jää lisamine vette võtab selle sulatamiseks 7970 kalorit; saadaolevast energiast saab 67 030 kalorit. Kui see muutub veeks, võtab 100 grammi 1 kalorit kraadi kohta kuumas vees järelejäänud kuumusest, kuid kuumus pole "kadunud" - see on lihtsalt kolinud külma vette.
Temperatuuri muutus
Kuna kuum vesi kaotab jää sulatamiseks 7970 kalorit, jahtub vesi 75–67 kraadini (153 kraadi Fahrenheiti). Kuum vesi kaotab kuumuse, samas kui sulanud jää külm vesi saab sooja. Selles näites lisatakse 1000 grammi vette ainult 100 grammi jääd. Seetõttu kaotab kuum vesi väikese koguse temperatuuri, samas kui külm vesi soojeneb suurema arvu kraadide võrra. Jagades 67 030 saadaolevat kalorit 1100 kogu grammi veega, saab lõplikuks temperatuuriks umbes 61 kraadi (142 kraadi Fahrenheiti). Kuum vesi kaotab kokku 14 kraadi (57 kraadi Fahrenheiti) ja külm vesi tõuseb 61 kraadi. Pange tähele, et tulemused sõltuvad sellest, kui palju teil on alguses jääd ja kuuma vett. Kui lisate tonnile jääle 1000 grammi vett, pole kuumas vees kogu jää sulamiseks piisavalt soojust.
