Visas vielas iziet fāzu pārejās, paaugstinoties temperatūrai. Sildot, lielākā daļa materiālu sākas kā cietas vielas un izkausē šķidrumos. Ar lielāku siltumu tie vārās gāzēs. Tas notiek tāpēc, ka siltuma vibrāciju enerģija molekulās pārspēj spēkus, kas tās satur. Cietā stāvoklī starp molekulām esošie spēki tos notur stingrās struktūrās. Šie spēki šķidrumos un gāzēs ievērojami vājina, ļaujot vielai plūst un iztvaikot.
Fāzes pāreja
Cietās vielas, šķidrumus un gāzes zinātnieki sauc par vielas fāzēm. Kūstot, sasalstot, vāroties vai kondensējoties, notiek fāzes pāreja. Lai gan daudzām vielām ir līdzīga fāzes pārejas uzvedība, katrai no tām ir unikāls temperatūru un spiedienu kopums, kas nosaka, kurā brīdī tā kūst vai vārās. Piemēram, oglekļa dioksīda gāze normālā spiedienā sasalst tieši sausajā ledū pie mīnus 109 grādiem pēc Fārenheita. Tam ir šķidruma fāze tikai pie augsta spiediena.
Siltums un temperatūra
Sildot cieto vielu, tā temperatūra vienmērīgi paaugstinās. Katra temperatūras paaugstināšanās pakāpe aizņem apmēram tādu pašu siltumenerģijas daudzumu. Kad temperatūra ir sasniegusi kušanas temperatūru, temperatūra paliek nemainīga, līdz visa viela izkūst. Molekulas sašķidrināšanai prasa papildu enerģiju, ko sauc par kodolsintēzes siltumu. Šajā brīdī visa enerģija tiek izmantota vielas pagatavošanai par šķidrumu. Tas pats notiek ar šķidrumu vārīšanu. Lai veiktu pāreju uz gāzi, tām nepieciešama enerģija, ko sauc par iztvaikošanas siltumu. Kad visa viela veic pāreju, vairāk enerģijas atkal paaugstina temperatūru.
Kūst
Spēki starp molekulām, ieskaitot Londonas dispersijas spēku un ūdeņraža savienojumu, veido kristālus un citas cietas formas, kad temperatūra ir pietiekami zema. Spēku stiprums nosaka kušanas temperatūru. Vielas ar ļoti vājiem spēkiem kūst zemā temperatūrā; spēcīgiem spēkiem nepieciešama augsta temperatūra. Ja jūs lietojat pietiekami daudz siltumenerģijas, galu galā visas vielas izkausē vai vārās.
Vārīšanās
Uz vārīšanu attiecas tie paši mehānismi, kas regulē kušanu. Šķidrumā esošajām molekulām ir vāji spēki, kas tās satur. Siltums liek viņiem spēcīgi vibrēt un aizlidot prom no pārējiem. Verdošā šķidrumā dažām molekulām būs salīdzinoši maz enerģijas, lielākajai daļai to būs vidējais diapazons un dažām enerģijas būs pietiekami augstas, lai pilnībā izietu no šķidruma. Ar lielāku siltumu izplūst vairāk molekulu. Gāzes fāzē neviena molekula vairs nav saistīta viena ar otru.