Jos ympäristön lämpötila nousee jään ympärille, nousee myös jään lämpötila. Tämä tasainen lämpötilan nousu loppuu kuitenkin heti, kun jää saavuttaa sulamispisteen. Tässä vaiheessa jää muuttaa tilanmuutosta ja muuttuu nestemäiseksi vedeksi, eikä sen lämpötila muutu ennen kuin kaikki on sulanut. Voit testata tämän yksinkertaisella kokeella. Jätä kuppi jääkuutioita kuumaan autoon ja tarkkaile lämpötilaa lämpömittarilla. Huomaat, että jäinen vesi pysyy pakkasella 32 astetta Fahrenheit (0 astetta), kunnes kaikki se on sulanut. Kun näin tapahtuu, huomaat nopean lämpötilan nousun, kun vesi imee edelleen lämpöä auton sisältä.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Kun kuumennat jäätä, sen lämpötila nousee, mutta heti kun jää alkaa sulaa, lämpötila pysyy vakiona, kunnes kaikki jää on sulanut. Tämä tapahtuu, koska kaikki lämpöenergia menee jään kristallihila-rakenteen sidosten murtamiseen.
Vaihemuutokset kuluttavat energiaa
Kun kuumennat jäätä, yksittäiset molekyylit saavat kineettistä energiaa, mutta ennen kuin lämpötila saavuttaa sulamispisteen, heillä ei ole energiaa rikkoa sidoksia, jotka pitävät heitä kiderakenteessa. Ne värisevät nopeammin rajoissa, kun lisäät lämpöä, ja jään lämpötila nousee. Kriittisessä kohdassa - sulamispiste - he hankkivat riittävästi energiaa irtoamaan. Kun näin tapahtuu, H absorboi kaiken jäähän lisätyn lämpöenergian
Sama tapahtuu, kun lämmität vettä kiehumispisteeseen. Vesi lämpenee, kunnes lämpötila saavuttaa 212 F (100 C), mutta se ei kuumene ennen kuin kaikki on muuttunut höyryksi. Niin kauan kuin nestemäistä vettä on kiehuvassa pannussa, veden lämpötila on 212 F riippumatta siitä, kuinka kuuma liekki sen alla on.
Sulamispisteessä on tasapaino
Saatat ihmetellä, miksi sulanut vesi ei kuumene niin kauan kuin siinä on jäätä. Ensinnäkin tämä lausunto ei ole aivan tarkka. Jos kuumennat suuren pannun, joka on täynnä vettä ja joka sisältää yhden jääpalan, jäästä kaukana oleva vesi tulee alkavat lämmetä, mutta jääkuutioiden välittömässä ympäristössä lämpötila pysyy vakiona. Yksi tapa ymmärtää miksi näin tapahtuu, on ymmärtää, että vaikka osa jäästä sulaa, osa jäästä jäästä jäätyy uudelleen. Tämä luo tasapainotilan, joka auttaa pitämään lämpötilan vakiona. Kun yhä enemmän jäätä sulaa, sulamisnopeus kasvaa, mutta lämpötila ei nouse ennen kuin kaikki jää on hävinnyt.
Lisää lisää lämpöä tai jonkin verran painetta
On mahdollista luoda enemmän tai vähemmän lineaarinen lämpötilan nousu, jos lisäät tarpeeksi lämpöä. Laita esimerkiksi jääpannu kokon päälle ja kirjaa lämpötila. Et todennäköisesti huomaa suurta viivettä sulamispisteessä, koska lämmön määrä vaikuttaa sulamisnopeuteen. Jos lisäät tarpeeksi lämpöä, jää voi sulaa enemmän tai vähemmän spontaanisti.
Jos keität vettä, voit nostaa pannulla olevan nesteen lämpötilaa lisäämällä painetta. Yksi tapa tehdä tämä on rajoittaa höyry suljetussa tilassa. Näin tekemällä molekyylien on vaikeampi vaihtaa vaihetta, ja ne pysyvät nestemäisessä tilassa, kun veden lämpötila nousee kiehumispisteen yli. Tämä on painekattiloiden idea.