Ak sa zvýši teplota okolia okolo kúska ľadu, zvýši sa tiež teplota ľadu. Toto stále zvyšovanie teploty sa však zastaví, akonáhle ľad dosiahne svoj bod topenia. V tomto okamihu ľad prechádza zmenou skupenstva a mení sa na kvapalnú vodu a jeho teplota sa nezmení, kým sa celý neroztopí. Môžete to vyskúšať jednoduchým experimentom. Šálku kociek ľadu nechajte v rozpálenom aute a teplotu sledujte teplomerom. Zistíte, že ľadová voda zostáva na mrazivých 0 stupňoch Celzia, kým sa celá neroztopí. Keď sa to stane, všimnete si rýchly nárast teploty, keď voda naďalej absorbuje teplo z vnútra vozidla.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Keď ohrievate ľad, jeho teplota stúpa, ale akonáhle sa ľad začne topiť, teplota zostane konštantná, kým sa všetok ľad neroztopí. To sa deje preto, že všetka tepelná energia ide do rozbitia väzieb štruktúry kryštálovej mriežky ľadu.
Fázové zmeny spotrebúvajú energiu
Keď zahrievate ľad, jednotlivé molekuly získavajú kinetickú energiu, ale kým teplota nedosiahne bod topenia, nemajú energiu na to, aby rozbili väzby, ktoré ich držia v kryštalickej štruktúre. Keď pridáte teplo, vibrujú rýchlejšie v rámci svojich hraníc a teplota ľadu stúpa. V kritickom bode - bode topenia - získavajú dostatok energie na to, aby sa vymanili. Keď sa to stane, všetka tepelná energia pridaná do ľadu je absorbovaná H
To isté sa stane, keď ohrejete vodu na teplotu varu. Voda sa bude ohrievať, kým teplota nedosiahne 100 ° C, ale až kým sa celá nezmení na paru, nebude sa otepľovať. Pokiaľ tekutá voda zostáva vo vriacej panvici, je teplota vody 212 F, bez ohľadu na to, aký horúci je plameň pod ňou.
Rovnováha existuje pri teplote topenia
Mohli by ste sa čudovať, prečo sa voda, ktorá sa topí, nebude viac ohrievať, pokiaľ v nej bude ľad. Po prvé, toto tvrdenie nie je celkom presné. Ak ohrejete veľkú panvicu plnú vody, ktorá obsahuje jednu kocku ľadu, voda ďaleko od ľadu bude začnú zahrievať, ale v bezprostrednom prostredí kocky ľadu zostane teplota konštantná. Jedným zo spôsobov, ako pochopiť, prečo sa to stane, je uvedomiť si, že zatiaľ čo sa časť ľadu topí, časť vody okolo ľadu opätovne zamŕza. Tým sa vytvorí rovnovážny stav, ktorý pomáha udržiavať konštantnú teplotu. Ako sa čoraz viac ľadu topí, rýchlosť topenia sa zvyšuje, ale teplota stúpa, až keď všetok ľad zmizne.
Pridajte viac tepla alebo trochu tlaku
Ak pridáte dostatok tepla, je možné vytvoriť viac-menej lineárny nárast teploty. Napríklad položte panvu ľadu na táborák a zaznamenajte teplotu. Pravdepodobne si nebudete všimnúť veľké oneskorenie v bode topenia, pretože množstvo tepla ovplyvňuje rýchlosť topenia. Ak pridáte dostatok tepla, ľad sa môže viac-menej spontánne roztopiť.
Ak varíte vodu, môžete zvýšiť teplotu tekutiny, ktorá je stále v panvici, pridaním tlaku. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je obmedziť paru v uzavretom priestore. Týmto spôsobom sťažíte molekulám zmenu fázy a tie zostanú v kvapalnom stave, zatiaľ čo teplota vody stúpa nad bod varu. Toto je myšlienka tlakových hrncov.