Jei aplinkos temperatūra aplink ledo gabalą padidės, pakils ir ledo temperatūra. Tačiau šis nuolatinis temperatūros padidėjimas sustoja, kai tik ledas pasiekia savo lydymosi temperatūrą. Šiuo metu ledas keičiasi būsena ir virsta skystu vandeniu, o jo temperatūra nesikeis tol, kol visas ištirps. Tai galite išbandyti atlikdami paprastą eksperimentą. Palikite puodelį ledo kubelių karštame automobilyje ir stebėkite temperatūrą termometru. Pastebėsite, kad ledinis vanduo tebėra 32 laipsnių Fahrenheito (0 laipsnių Celsijaus) šalčio, kol visas ištirps. Kai tai atsitiks, pastebėsite greitą temperatūros kilimą, kai vanduo ir toliau sugeria šilumą iš automobilio vidaus.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Kaitinant ledą jo temperatūra pakyla, tačiau kai tik ledas pradeda tirpti, temperatūra išlieka pastovi, kol ištirps visas ledas. Taip atsitinka todėl, kad visa šilumos energija pereina į ledo kristalinės gardelės struktūros ryšių suardymą.
Fazių pokyčiai sunaudoja energiją
Kaitinant ledą, atskiros molekulės įgyja kinetinę energiją, tačiau kol temperatūra nepasiekia lydymosi temperatūros, jos neturi energijos pertraukti jungtis, kurios jas laiko kristalų struktūroje. Jie greičiau vibruoja savo ribose, kai jūs pridedate šilumos, o ledo temperatūra pakyla. Kritiniame taške - lydymosi temperatūroje - jie įgyja pakankamai energijos, kad išsivaduotų. Kai taip atsitinka, visą ledo pridėtą šilumos energiją sugeria H
2O molekulių kintanti fazė. Nėra nieko, kas padidintų skystos būsenos molekulių kinetinę energiją, kol nebus nutrūkę visi ryšiai, laikantys molekules kristalo struktūroje. Vadinasi, temperatūra išlieka pastovi, kol ištirps visas ledas.Tas pats atsitinka, kai kaitinate vandenį iki virimo temperatūros. Vanduo kaitins tol, kol temperatūra pasieks 212 F (100 C), tačiau jis nebus karštesnis, kol jis visas virs garais. Kol skystas vanduo lieka verdančioje keptuvėje, vandens temperatūra yra 212 F, nesvarbu, kokia karšta po ja esanti liepsna.
Lydymosi taške egzistuoja pusiausvyra
Jums gali kilti klausimas, kodėl ištirpęs vanduo nebus karštesnis, kol jame bus ledo. Visų pirma, šis teiginys nėra gana tikslus. Jei kaitinsite didelę keptuvę, pilną vandens, kuriame yra vienas ledo kubas, toli nuo ledo esantis vanduo bus pradeda kaisti, tačiau tiesioginėje ledo kubo aplinkoje temperatūra išliks pastovi. Vienas iš būdų suprasti, kodėl taip atsitinka, yra suvokti, kad nors dalis ledo tirpsta, dalis vandens aplink ledą vėl užšąla. Tai sukuria pusiausvyros būseną, kuri padeda palaikyti pastovią temperatūrą. Tirpstant vis daugiau ledo, tirpimo greitis didėja, tačiau temperatūra nepakyla tol, kol visas ledas neišnyks.
Pridėkite daugiau šilumos ar šiek tiek slėgio
Pridėjus pakankamai šilumos, galima sukurti maždaug mažiau linijinį temperatūros kilimą. Pavyzdžiui, uždėkite ledo keptuvę ant laužo ir užfiksuokite temperatūrą. Jūs tikriausiai nepastebėsite didelio vėlavimo lydymosi temperatūroje, nes šilumos kiekis turi įtakos lydymosi greičiui. Jei pridėsite pakankamai šilumos, ledas gali daugiau ar mažiau savaime ištirpti.
Jei verdate vandenį, pridedant slėgį galite pakelti keptuvėje esančio skysčio temperatūrą. Vienas iš būdų tai padaryti yra uždaryti garus uždaroje erdvėje. Tai padarius, molekulėms bus sunkiau pakeisti fazę, o jos išliks skystos, kol vandens temperatūra pakils virš virimo temperatūros. Tai yra greitųjų viryklių idėja.