Bir buz parçasının etrafındaki ortam sıcaklığı artarsa, buzun sıcaklığı da artacaktır. Bununla birlikte, sıcaklıktaki bu sürekli artış, buz erime noktasına ulaşır ulaşmaz durur. Bu noktada buz bir hal değişimine uğrar ve sıvı suya dönüşür ve tamamı eriyene kadar sıcaklığı değişmez. Bunu basit bir deneyle test edebilirsiniz. Sıcak bir arabada bir bardak buz küpü bırakın ve sıcaklığı bir termometre ile izleyin. Buzlu suyun tamamı eriyene kadar 32 derece Fahrenheit (0 santigrat derece) soğukta kaldığını göreceksiniz. Bu olduğunda, su arabanın içinden ısıyı emmeye devam ettikçe hızlı bir sıcaklık artışı fark edeceksiniz.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Buzu ısıttığınızda sıcaklığı yükselir, ancak buz erimeye başlar başlamaz, tüm buz eriyene kadar sıcaklık sabit kalır. Bunun nedeni, tüm ısı enerjisinin buzun kristal kafes yapısının bağlarını kırmaya gitmesidir.
Faz Değişiklikleri Enerji Tüketir
Buzu ısıttığınızda, tek tek moleküller kinetik enerji kazanır, ancak sıcaklık erime noktasına ulaşana kadar, onları bir kristal yapıda tutan bağları kıracak enerjileri olmaz. Siz ısı ekledikçe, sınırları içinde daha hızlı titreşirler ve buzun sıcaklığı yükselir. Kritik bir noktada - erime noktasında - serbest kalmaya yetecek kadar enerji kazanırlar. Bu olduğunda, buza eklenen tüm ısı enerjisi H tarafından emilir.
2O molekülleri faz değiştirir. Sıvı haldeki moleküllerin kinetik enerjisini kristal yapıdaki molekülleri tutan tüm bağlar kopana kadar artıracak hiçbir şey kalmaz. Sonuç olarak, tüm buz eriyene kadar sıcaklık sabit kalır.Suyu kaynama noktasına kadar ısıttığınızda da aynı şey olur. Su, sıcaklık 212 F'ye (100 C) ulaşana kadar ısınacaktır, ancak tamamı buhara dönüşene kadar daha fazla ısınmayacaktır. Kaynayan bir tavada sıvı su kaldığı sürece, altındaki alev ne kadar sıcak olursa olsun suyun sıcaklığı 212 F'dir.
Erime Noktasında Bir Denge Vardır
İçinde buz olduğu sürece eriyen suyun neden daha fazla ısınmayacağını merak ediyor olabilirsiniz. Her şeyden önce, bu ifade tam olarak doğru değil. Tek bir buz küpü içeren suyla dolu büyük bir tavayı ısıtırsanız, buzdan uzaktaki su ısınmaya başlar, ancak buz küpünün yakın çevresinde sıcaklık sabit kalacaktır. Bunun neden olduğunu anlamanın bir yolu, buzun bir kısmı erirken, buzun etrafındaki suyun bir kısmının yeniden donduğunu anlamaktır. Bu, sıcaklığı sabit tutmaya yardımcı olan bir denge durumu yaratır. Gittikçe daha fazla buz eridikçe erime hızı artar, ancak tüm buz yok olana kadar sıcaklık artmaz.
Daha Fazla Isı veya Biraz Basınç Ekleyin
Yeterince ısı eklerseniz, aşağı yukarı doğrusal bir sıcaklık artışı yaratmak mümkündür. Örneğin, bir şenlik ateşinin üzerine bir buz kabı koyun ve sıcaklığı kaydedin. Muhtemelen erime noktasında fazla bir gecikme fark etmeyeceksiniz çünkü ısı miktarı erime hızını etkiler. Yeterince ısı eklerseniz, buz az çok kendiliğinden eriyebilir.
Su kaynatıyorsanız, tavada hala sıvının sıcaklığını basınç ekleyerek yükseltebilirsiniz. Bunu yapmanın bir yolu, buharı kapalı bir alana hapsetmektir. Bunu yaparak, moleküllerin faz değiştirmesini zorlaştırırsınız ve su sıcaklığı kaynama noktasını geçerken sıvı halde kalırlar. Düdüklü tencerelerin arkasındaki fikir budur.