Lämmityskäyrät
kuva \(\PageIndex{3}\) esittää lämmityskäyrän, lämpötilan ja lämmitysajan kuvaajan 75 g: n vesinäytteelle. Näyte on aluksi jäätä 1 atm ja -23°C; kun lämpöä lisätään, jään lämpötila nousee lineaarisesti ajan kanssa. Viivan kaltevuus riippuu sekä jään massasta että jään ominaislämmöstä (Cs), joka on 1 g jään lämpötilan nostamiseen 1°C: lla tarvittavien joulien määrä. Kun jään lämpötila nousee, jääkiteen vesimolekyylit imevät yhä enemmän energiaa ja värähtelevät voimakkaammin. Sulamispisteessä niillä on tarpeeksi liike-energiaa voittaakseen vetovoimat ja liikkuakseen suhteessa toisiinsa. Kun lämpöä tulee lisää, systeemin lämpötila ei nouse enempää vaan pysyy vakiona 0°C: ssa, kunnes kaikki jää on sulanut. Kun kaikki jää on muutettu nestemäiseksi vedeksi, veden lämpötila alkaa jälleen nousta. Nyt lämpötila nousee kuitenkin aiempaa hitaammin, koska veden ominaislämpökapasiteetti on suurempi kuin jään. Kun veden lämpötila nousee 100°C: seen, vesi alkaa kiehua. Myös täällä lämpötila pysyy vakiona 100°C: ssa, kunnes kaikki vesi on muutettu höyryksi. Tässä vaiheessa lämpötila alkaa jälleen nousta, mutta nopeammin kuin muissa vaiheissa nähdään, koska höyryn lämpökapasiteetti on pienempi kuin jään tai veden.
näin systeemin lämpötila ei muutu faasimuutoksen aikana. Tässä esimerkissä systeemin lämpötila pysyy sulamisprosessin aikana 0°C: ssa niin kauan kuin pienikin määrä nestemäistä vettä on läsnä, systeemin lämpötila pysyy kiehumisprosessin aikana 100°C: ssa. Lämmön lisäysnopeus ei vaikuta jään/veden tai veden/höyryn seoksen lämpötilaan, koska lisättyä lämpöä käytetään yksinomaan niiden puoleensavetävien voimien voittamiseen, jotka pitävät tiivistyneemmän faasin koossa. Monet kokit ajattelevat, että ruoka kypsyy nopeammin, jos lämpöä käännetään korkeammalle niin, että vesi kiehuu nopeammin. Sen sijaan vesikannu kiehuu kuiviin nopeammin, mutta veden lämpötila ei riipu siitä, kuinka voimakkaasti se kiehuu.
näytteen lämpötila ei muutu faasimuutoksen aikana.
Jos lämpöä lisätään vakionopeudella, kuten kuvassa \(\PageIndex{3}\), vaakaviivojen pituus, joka kuvaa aikaa, jonka aikana lämpötila ei muutu, on suoraan verrannollinen faasimuutoksiin liittyvien entalpioiden suuruuteen. Kuvassa \(\PageIndex{3}\) vaakasuora viiva 100°C: ssa on paljon pidempi kuin viiva 0°C: ssa, koska veden höyrystymisen entalpia on useita kertoja suurempi kuin fuusion entalpia.
ylikuumennettu neste on näyte nesteestä siinä lämpötilassa ja paineessa, jossa sen pitäisi olla kaasua. Ylikuumennetut nesteet eivät ole stabiileja, vaan neste kiehuu lopulta, joskus rajusti. Ylikuumennusilmiö aiheuttaa ”kolahduksia”, kun nestettä kuumennetaan laboratoriossa. Kun vettä sisältävää koeputkea kuumennetaan esimerkiksi Bunsenpolttimen päällä, yksi osa nesteestä voi helposti kuumentua liian kuumaksi. Kun ylikuumennettu neste muuttuu kaasuksi, se voi työntää tai ”tönäistä” loput nesteestä ulos koeputkesta. Sekoitussauvan tai pienen keraaminpalan (”kiehuvan sirun”) asettaminen koeputkeen mahdollistaa höyrykuplien muodostumisen kohteen pinnalle niin, että neste kiehuu sen sijaan, että siitä tulisi ylikuumennettua. Superlämpö on syy siihen, että tasaisessa kupissa mikroaaltouunissa lämmitettävä neste ei välttämättä kiehu ennen kuin kuppia siirretään, jolloin kupin liike mahdollistaa kuplien muodostumisen.