Tüm maddeler artan sıcaklıklarla faz geçişlerinden geçer. Isındıkça çoğu malzeme katı olarak başlar ve erir ve sıvı hale gelir. Daha fazla ısı ile gazlara kaynarlar. Bunun nedeni, moleküllerdeki ısı titreşimlerinin enerjisinin, onları bir arada tutan kuvvetleri aşmasıdır. Bir katıda, moleküller arasındaki kuvvetler onları katı yapılarda tutar. Bu kuvvetler sıvılarda ve gazlarda büyük ölçüde zayıflayarak bir maddenin akmasına ve buharlaşmasına izin verir.
Faz geçişi
Bilim adamları katıları, sıvıları ve gazları bir maddenin fazları olarak adlandırır. Eridiğinde, donduğunda, kaynadığında veya yoğunlaştığında bir faz geçişine uğrar. Birçok maddenin benzer faz geçiş davranışları olmasına rağmen, her birinin hangi noktada eridiğini veya kaynadığını belirleyen benzersiz bir sıcaklık ve basınç seti vardır. Örneğin, karbondioksit gazı, normal basınçlarda eksi 109 Fahrenheit'te doğrudan kuru buza dönüşür. Sadece yüksek basınçlarda sıvı faza sahiptir.
Isı ve Sıcaklık
Bir katıyı ısıtırken, sıcaklığı sürekli olarak yükselir. Her bir sıcaklık artışı derecesi yaklaşık olarak aynı miktarda ısı enerjisi alır. Ancak erime noktasına ulaştığında, maddenin tamamı eriyene kadar sıcaklık sabit kalır. Moleküller, sıvılaşmak için füzyon ısısı adı verilen ekstra enerji alır. Bu noktada tüm enerji maddeyi sıvı hale getirmeye gider. Aynı şey kaynayan sıvılar için de geçerlidir. Gaza geçiş yapmak için buharlaşma ısısı adı verilen enerjiye ihtiyaç duyarlar. Maddenin tamamı geçişi yaptığında, daha fazla enerji sıcaklığı tekrar yükseltir.
Erime
Londra dağılma kuvveti ve hidrojen bağı dahil olmak üzere moleküller arasındaki kuvvetler, sıcaklıklar yeterince düşük olduğunda kristaller ve diğer katı şekiller oluşturur. Kuvvetlerin gücü erime sıcaklığını belirler. Çok zayıf kuvvetleri olan maddeler düşük sıcaklıklarda erir; güçlü kuvvetler yüksek sıcaklıklar gerektirir. Yeterli ısı enerjisi uygularsanız, sonunda tüm maddeler erir veya kaynar.
Kaynamak
Erimeyi yöneten aynı mekanizmalar kaynama için de geçerlidir. Bir sıvıdaki moleküller, onları bir arada tutan zayıf kuvvetlere sahiptir. Isı onların güçlü bir şekilde titreşmesine ve diğerlerinden uzaklaşmasına neden olur. Kaynayan bir sıvıda, bazı moleküller nispeten düşük enerjiye sahip olacak, çoğu ortalama bir enerji aralığına sahip olacak ve birkaçının da sıvıdan tamamen kaçacak kadar yüksek enerjileri olacaktır. Daha fazla ısı ile daha fazla molekül kaçar. Gaz fazında artık hiçbir molekül birbirine bağlı değildir.