Schimbări de fază
Tranzițiile între fazele solide, lichide și gazoase includ de obicei cantități mari de energie, în comparație cu căldura specifică. Dacă la o masă de gheață, adăugăm căldură la o rată constantă, pentru a o transporta prin schimbările de fază, mai întâi în lichid și apoi în vapori, energiile necesare pentru realizarea fazei se schimbă (numită căldură latentă de fuziune și căldură latentă a vaporizare), ar da naștere platourilor pe care le observăm în graficul de temperatură vs timp de mai jos. Presiunea din grafic se presupune a fi 1 atmosferă standard.
| Scale de temperatură | Modificări ale fazei apei | Punct de fierbere |
| Apă |
Datele privind modificarea fazei de vaporizare sunt luate la o presiune de 1 atmosferă standard.
Studiind energia schimbărilor de fază din apă, constatăm că energia potențială este tratată ca o cantitate negativă. Analogia cu un sistem mecanic care are energie potențială gravitațională și energie cinetică ne poate ajuta să înțelegem logica acestei cantități de energie negativă. Suntem întotdeauna liberi să alegem zero de energie potențială și pare logic să alegem acest zero de energie potențială, astfel încât o moleculă liberă în repaus să aibă energie zero. O particulă legată în repaus are energie potențială negativă.
| Modificări ale fazei apei |
Se știe că trebuie să adăugăm 100 de calorii de energie pentru a crește temperatura de 1 gram de apă de la 0 ° la 100 ° C. O parte din această energie crește energia cinetică a moleculelor, iar o altă parte se adaugă la energia potențială.
Mărimile blocurilor care reprezintă energia cinetică a moleculelor la 0 ° C și la 100 ° C ne oferă o ilustrare vizuală a semnificației temperaturii și a naturii scării absolute sau a temperaturii Kelvin. Din definiția temperaturii cinetice, se vede că dimensiunea blocului este proporțională cu temperatura, iar raportul înălțimilor blocurilor CE (energie cinetică) este raportul temperaturilor. Dar temperatura cinetică este inerent o temperatură absolută, deci raportul de înălțimi al blocurilor este de 373K/273K. Prin urmare, temperatura absolută este de fapt proporțională cu energia cinetică de translație a moleculelor, în timp ce temperaturile Celsius sunt alese pentru comoditate.