エネルギーの追加:
* 融解: 十分なエネルギー(熱)を追加すると、氷が溶け始めます。これは、追加されたエネルギーが氷内の水分子の運動エネルギーを増加させ、固体構造に保持している結合を破壊するためです。混合物の温度は、すべての氷が溶けるまで0°C(32°F)のままになります。
* 加熱: 氷が溶けたら、エネルギーを増やすと水の温度が上がります。分子はより速く移動し、水は暖かくなります。
* 沸騰: 十分な熱を追加し続けると、水は最終的に沸点(100°Cまたは212°F)に達します。 分子は、液相を逃れて蒸気になるのに十分なエネルギーを持っています(水蒸気)。 沸騰プロセス中は温度は一定のままです。
エネルギーの除去:
* 冷却: エネルギー(熱)を除去すると、水が冷却されます。分子は減速し、温度が低下します。
* 凍結: エネルギーを除去し続けると、水は最終的に凍結点(0°Cまたは32°F)に達します。 水分子は固体構造を形成するのに十分なほど遅くなり、水は氷に凍ります。 凍結プロセス中は温度は一定のままです。
キーポイント:
* 位相の変化: エネルギーを追加または除去すると、物質状態(固体、液体、ガス)の変化を引き起こす可能性があります。これらの変更は位相変化と呼ばれます。
* 温度: 相変化中、温度は一定のままです。これは、追加または除去されたエネルギーが、速度論的エネルギーを増加させるのではなく、分子間の結合を破壊または形成するために使用されるためです。
例:
0°Cで氷水を飲んでいると想像してください。ガラスに熱を加えると、氷は溶けますが、温度はすべての氷が溶けるまで0°Cにとどまります。 その後、水の温度が上昇し始めます。