सभी पदार्थ बढ़ते तापमान के साथ चरण संक्रमण से गुजरते हैं। जैसे ही वे गर्म होते हैं, अधिकांश सामग्री ठोस के रूप में शुरू होती है और तरल पदार्थ में पिघल जाती है। अधिक गर्मी के साथ, वे गैसों में उबालते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अणुओं में ऊष्मीय कंपन की ऊर्जा उन बलों पर हावी हो जाती है जो उन्हें एक साथ रखती हैं। एक ठोस में, अणुओं के बीच बल उन्हें कठोर संरचनाओं में रखते हैं। ये बल तरल पदार्थ और गैसों में बहुत कमजोर हो जाते हैं, जिससे पदार्थ प्रवाहित और वाष्पित हो जाता है।
चरण संक्रमण
वैज्ञानिक ठोस, द्रव और गैसों को पदार्थ की प्रावस्था कहते हैं। जब यह पिघलता है, जमता है, उबलता है या संघनित होता है, तो यह एक चरण संक्रमण से गुजरता है। हालांकि कई पदार्थों में समान चरण संक्रमण व्यवहार होते हैं, प्रत्येक में तापमान और दबाव का एक अनूठा सेट होता है जो यह निर्धारित करता है कि यह किस बिंदु पर पिघलता है या उबलता है। उदाहरण के लिए, कार्बन डाइऑक्साइड गैस सामान्य दबाव में शून्य से 109 डिग्री फ़ारेनहाइट पर सीधे सूखी बर्फ में जम जाती है। इसकी तरल अवस्था केवल उच्च दाब पर होती है।
गर्मी और तापमान
जैसे ही आप किसी ठोस को गर्म करते हैं, उसका तापमान लगातार बढ़ता जाता है। तापमान वृद्धि की प्रत्येक डिग्री लगभग उतनी ही मात्रा में ऊष्मा ऊर्जा लेती है। हालांकि, एक बार जब यह अपने गलनांक पर पहुंच जाता है, तो तापमान तब तक स्थिर रहता है जब तक कि सारा पदार्थ पिघल न जाए। अणु द्रवीभूत होने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा लेते हैं, जिसे संलयन की ऊष्मा कहते हैं। इस बिंदु पर सारी ऊर्जा पदार्थ को तरल बनाने में चली जाती है। तरल पदार्थ उबालने के लिए भी यही बात होती है। गैस में संक्रमण करने के लिए उन्हें ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसे वाष्पीकरण की गर्मी कहा जाता है। एक बार जब सभी पदार्थ संक्रमण कर लेते हैं, तो अधिक ऊर्जा फिर से तापमान बढ़ा देती है।
गलन
लंदन फैलाव बल और हाइड्रोजन बंधन सहित अणुओं के बीच बल, क्रिस्टल और अन्य ठोस आकार बनाते हैं जब तापमान काफी कम होता है। बलों की ताकत पिघलने के तापमान को निर्धारित करती है। बहुत कमजोर बलों वाले पदार्थ कम तापमान पर पिघलते हैं; मजबूत बलों को उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। यदि आप पर्याप्त ऊष्मा ऊर्जा लगाते हैं, तो अंततः सभी पदार्थ पिघल जाते हैं या उबल जाते हैं।
उबलना
पिघलने को नियंत्रित करने वाले वही तंत्र उबलने पर लागू होते हैं। एक तरल में अणुओं में कमजोर बल होते हैं जो उन्हें एक साथ पकड़ते हैं। गर्मी के कारण वे जोरदार कंपन करते हैं और बाकी हिस्सों से दूर उड़ जाते हैं। एक उबलते तरल में, कुछ अणुओं में अपेक्षाकृत कम ऊर्जा होती है, अधिकांश में ऊर्जा की औसत सीमा होती है और कुछ में ऊर्जा पूरी तरह से तरल से बचने के लिए पर्याप्त होती है। अधिक गर्मी के साथ, अधिक अणु बच जाते हैं। गैस चरण में, कोई भी अणु अब एक दूसरे से बंधे नहीं रहते हैं।