热物理学

熔化、汽化、凝结

相变时物质吸收或释放潜热；在定压下，纯物质相变期间温度通常保持不变。

冰熔化为液态水，水汽化为气体，水蒸气可凝结为液体。交换的能量改变分子排列和间距，不一定改变温度。

加热曲线

在约 1 atm 下加热冰，温度升至 0 ℃ 后在熔化期间近似不变。液态水随后升至沸点；汽化时即使继续吸热，温度也近似不变。

快速检测

在通常压强下，冰正在熔化时，即使持续吸收能量，混合物温度仍接近 0 ℃。这些能量用于改变分子排列并削弱分子间吸引；只有冰全部熔化后，额外能量才会使液态水升温。同样，沸腾时汽化潜热使分子脱离液相。质量为 $m$ 的物质熔化或汽化所需能量为 $Q=mL$，其中 $L$ 取决于材料和过程。凝结时相应潜热释放到环境中。对于恒压下的纯物质，温度—时间图上的平台可能表示相变。相变区间本身不能使用 $Q=mc\Delta T$。若过程包含多个阶段，应分别计算升温热量和相变潜热，再按一致的符号相加。

取 $L_f=334$ kJ/kg，将 0 ℃ 的 0.10 kg 冰完全熔化所需热量为 $Q=mL_f=33.4$ kJ。若之后继续加热，应另行计算使水升温所需能量。实际情况下，压强会改变沸点，杂质也可能改变熔点。