Alle stoffer går gjennom faseoverganger med økende temperaturer. Når de varmes opp, begynner de fleste materialer som faste stoffer og smelter til væsker. Med mer varme koker de til gasser. Dette skjer fordi energien til varmevibrasjoner i molekyler overmanner kreftene som holder dem sammen. I et fast stoff holder krefter mellom molekyler dem i stive strukturer. Disse kreftene svekkes sterkt i væsker og gasser, slik at et stoff kan strømme og fordampe.
Faseovergang
Forskere kaller faste stoffer, væsker og gasser fasene til et stoff. Når den smelter, fryser, koker eller kondenserer, gjennomgår den en faseovergang. Selv om mange stoffer har lignende faseovergangsatferd, har hver et unikt sett med temperaturer og trykk som bestemmer på hvilket punkt det smelter eller koker. For eksempel fryser karbondioksydgass direkte inn i tørris ved minus 109 grader Fahrenheit ved normalt trykk. Den har en væskefase bare ved høyt trykk.
Varme og temperatur
Når du varmer opp et fast stoff, stiger temperaturen jevnt. Hver grad av temperaturøkning tar omtrent samme mengde varmeenergi. Når den når smeltepunktet, forblir temperaturen jevn til alt stoffet smelter. Molekylene tar ekstra energi, kalt fusjonsvarmen, for å flytende. All energien på dette tidspunktet går i å gjøre stoffet til en væske. Det samme skjer for kokende væsker. De krever energi, kalt fordampningsvarmen, for å gjøre overgangen til gass. Når alt stoffet har gjort overgangen, øker mer energi temperaturen igjen.
Smelting
Krefter mellom molekyler, inkludert dispersjonskraften i London og hydrogenbinding, danner krystaller og andre faste former når temperaturene er lave nok. Styrken til kreftene bestemmer smeltetemperaturen. Stoffer med svært svake krefter smelter ved lave temperaturer; sterke krefter krever høye temperaturer. Hvis du bruker nok varmeenergi, smelter eller koker til slutt alle stoffer.
Kokende
De samme mekanismene som styrer smelting gjelder koking. Molekylene i en væske har svake krefter som holder dem sammen. Varme får dem til å vibrere sterkt og fly bort fra resten. I en kokende væske vil noen molekyler ha relativt lave energier, de fleste har et gjennomsnittlig energiområde, og noen få har energier som er høye nok til å unnslippe væsken helt. Med mer varme slipper flere molekyler. I gassfasen er ingen molekyler lenger bundet til hverandre.