Se la temperatura ambiente intorno a un pezzo di ghiaccio aumenta, aumenta anche la temperatura del ghiaccio. Tuttavia, questo costante aumento della temperatura si interrompe non appena il ghiaccio raggiunge il suo punto di fusione. A questo punto, il ghiaccio subisce un cambiamento di stato e si trasforma in acqua liquida, e la sua temperatura non cambierà fino a quando non si sarà completamente sciolta. Puoi testare questo con un semplice esperimento. Lascia una tazza di cubetti di ghiaccio in una macchina calda e controlla la temperatura con un termometro. Scoprirai che l'acqua ghiacciata rimane a una temperatura di 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius) fino a quando non si è completamente sciolta. Quando ciò accade, noterai un rapido aumento della temperatura man mano che l'acqua continua ad assorbire calore dall'interno dell'auto.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Quando riscaldi il ghiaccio, la sua temperatura aumenta, ma non appena il ghiaccio inizia a sciogliersi, la temperatura rimane costante fino a quando tutto il ghiaccio si è sciolto. Questo accade perché tutta l'energia termica va a rompere i legami della struttura del reticolo cristallino del ghiaccio.

I cambiamenti di fase consumano energia

Quando riscaldi il ghiaccio, le singole molecole acquisiscono energia cinetica, ma fino a quando la temperatura raggiunge il punto di fusione, non hanno energia per rompere i legami che li tengono in una struttura cristallina. Vibra più rapidamente all'interno dei loro confini quando si aggiunge calore e la temperatura del ghiaccio sale. In un punto critico - il punto di fusione - acquisiscono abbastanza energia per liberarsi. Quando ciò accade, tutta l'energia termica aggiunta al ghiaccio viene assorbita dalla fase mutante delle _{2O H 2 . Non è rimasto nulla per aumentare l'energia cinetica delle molecole allo stato liquido fino a quando tutti i legami che tengono le molecole in una struttura cristallina sono stati spezzati. Di conseguenza, la temperatura rimane costante fino a quando tutto il ghiaccio si è sciolto.}

La stessa cosa accade quando riscaldi l'acqua fino al punto di ebollizione. L'acqua si scalderà fino a quando la temperatura non raggiungerà i 212 F (100 C), ma non diventerà più calda fino a quando non sarà completamente girata a vapore. Finché l'acqua liquida rimane in una pentola bollente, la temperatura dell'acqua è di 212 F, non importa quanto calda sia la fiamma sottostante.

Esiste un equilibrio nel punto di fusione

potrebbe chiedersi perché l'acqua che si è sciolta non diventerà più calda a patto che ci sia del ghiaccio. Prima di tutto, questa affermazione non è abbastanza accurata. Se riscaldi una grande padella piena d'acqua che contiene un singolo cubetto di ghiaccio, l'acqua lontana dal ghiaccio inizierà a riscaldarsi, ma nell'ambiente immediato del cubetto di ghiaccio, la temperatura rimarrà costante. Un modo per capire perché ciò accade è rendersi conto che, mentre parte del ghiaccio si sta sciogliendo, parte dell'acqua intorno al ghiaccio si sta ri-congelando. Questo crea uno stato di equilibrio che aiuta a mantenere costante la temperatura. Man mano che il ghiaccio si scioglie sempre più, la velocità di fusione aumenta, ma la temperatura non sale finché tutto il ghiaccio non è sparito.

Aggiungi altro calore o una certa pressione

È possibile creare un aumento di temperatura più o meno lineare se si aggiunge abbastanza calore. Ad esempio, mettere una padella di ghiaccio su un falò e registrare la temperatura. Probabilmente non noterai molto di un ritardo al punto di fusione perché la quantità di calore influisce sulla velocità di fusione. Se aggiungi abbastanza calore, il ghiaccio può sciogliersi più o meno spontaneamente.

Se stai facendo bollire l'acqua, puoi aumentare la temperatura del liquido ancora nella padella aggiungendo pressione. Un modo per farlo è quello di confinare il vapore in uno spazio chiuso. Facendo così, rendi più difficile per le molecole cambiare fase, e rimarranno allo stato liquido mentre la temperatura dell'acqua supera il punto di ebollizione. Questa è l'idea alla base delle pentole a pressione.