Verwarmingscurves
figuur \(\Paginindex{3}\) toont een verwarmingscurve, een grafiek van temperatuur versus verwarmingstijd, voor een 75 g watermonster. Het monster is aanvankelijk ijs bij 1 atm en -23°C; als er warmte wordt toegevoegd, neemt de temperatuur van het ijs lineair met de tijd toe. De helling van de lijn is afhankelijk van zowel de massa van het ijs als de soortelijke warmte (Cs) van ijs, dat is het aantal joules dat nodig is om de temperatuur van 1 g ijs met 1°C te verhogen. Naarmate de temperatuur van het ijs stijgt, absorberen de watermoleculen in het ijskristal meer en meer energie en trillen krachtiger. Op het smeltpunt hebben ze genoeg kinetische energie om aantrekkelijke krachten te overwinnen en ten opzichte van elkaar te bewegen. Naarmate er meer warmte wordt toegevoegd, stijgt de temperatuur van het systeem niet verder, maar blijft constant bij 0°C totdat al het ijs is gesmolten. Zodra al het ijs is omgezet in vloeibaar water, begint de temperatuur van het water weer te stijgen. Nu stijgt de temperatuur echter langzamer dan voorheen omdat de specifieke warmtecapaciteit van water groter is dan die van ijs. Wanneer de temperatuur van het water 100°C bereikt, begint het water te koken. Ook hier blijft de temperatuur constant op 100°C totdat al het water is omgezet in stoom. Op dit punt begint de temperatuur weer te stijgen, maar in een sneller tempo dan in de andere fasen gezien, omdat de warmtecapaciteit van stoom minder is dan die van ijs of water.
De temperatuur van een systeem verandert dus niet tijdens een faseverandering. In dit voorbeeld blijft de temperatuur van het systeem tijdens het smeltproces op 0°C zolang er maar een kleine hoeveelheid vloeibaar water aanwezig is, de temperatuur van het systeem tijdens het kookproces op 100°C. De snelheid waarmee warmte wordt toegevoegd heeft geen invloed op de temperatuur van het mengsel ijs/water of water/stoom, omdat de toegevoegde warmte uitsluitend wordt gebruikt om de aantrekkelijke krachten die de Meer gecondenseerde fase bij elkaar houden, te overwinnen. Veel koks denken dat voedsel sneller zal koken als de hitte hoger wordt gedraaid, zodat het water sneller kookt. In plaats daarvan zal de pot water eerder tot droogte koken, maar de temperatuur van het water is niet afhankelijk van hoe krachtig het kookt.
De temperatuur van een monster verandert niet tijdens een faseverandering.
als warmte wordt toegevoegd met een constante snelheid, zoals in Figuur \(\Paginindex{3}\), dan is de lengte van de horizontale lijnen, die de tijd vertegenwoordigt waarin de temperatuur niet verandert, recht evenredig met de grootte van de enthalpieën geassocieerd met de faseveranderingen. In Figuur \(\Paginindex{3}\) is de horizontale lijn bij 100°C veel langer dan de lijn bij 0°C omdat de enthalpie van verdamping van water meerdere malen groter is dan de enthalpie van fusie.
een oververhitte vloeistof is een monster van een vloeistof bij de temperatuur en druk waarbij het een gas moet zijn. Oververhitte vloeistoffen zijn niet stabiel; de vloeistof zal uiteindelijk koken, soms heftig. Het fenomeen van oververhitting veroorzaakt “stoten” wanneer een vloeistof in het laboratorium wordt verwarmd. Wanneer bijvoorbeeld een reageerbuis met water over een Bunsenbrander wordt verwarmd, kan een deel van de vloeistof gemakkelijk te heet worden. Wanneer de oververhitte vloeistof wordt omgezet in een gas, kan het de rest van de vloeistof uit de reageerbuis duwen of “stoten”. Het plaatsen van een roerstaaf of een klein stukje Keramiek (een “kokende chip”) in de reageerbuis zorgt ervoor dat er dampbellen ontstaan op het oppervlak van het object, zodat de vloeistof kookt in plaats van oververhit te raken. Oververhitting is de reden dat een vloeistof die in een gladde beker in een magnetron wordt verwarmd, niet kan koken totdat de beker wordt verplaatst, wanneer de beweging van de beker bubbels laat vormen.