انتقالات المرحلة

توجد المواد،عادةًفي واحدة من ثلاث مراحل:الصلابة،والسيولة،أو الغازية. الانتقال من مرحلة إلى أخرى،يغير على نحو كبير طريقة ترتيب الجزيئات ومدى تماسكها. تتنقل الجزيئات بين المراحل المختلفة،عندما تسمح لها طاقتها الداخلية لأن تكون في أي من المراحل.

يعتمد هذا على عوامل مثل،شدة القوى البين جزيئية في حالة الكثافة الأعلى والضغط الواقع على المادة. درجة الحرارة انعكاس للطاقة الداخلية،ولذلك توصف نقاط التحول،غالبًا،حسب درجة الحرارة تحت ضغط معيّن. على سبيل المثال،لنقارن بين الماء والأسيتون.

بينما يبدي الماء روابط هيدروجينية قوية،تبدي جزيئات الأسيتون روابط ضعيفة بين جزيئين قطبيين. ولأن قوى الجذب أشد قوة،نحتاج إلى حرارة أكبر لتحويل الماء إلى بخار. هذا يفسر السبب الذي يجعل نقطة غليان الأسيتون،تحت أي ضغط،أقل من نقطة غليان الماء تحت نفس الضغط.

تحدث التحولات المرحلية لكل جزيء على حدة،وهكذا تتواجد المراحل في آن معًا أثناء التحول. إلى أن يكتمل تحول الكتلة،تبقى درجة الحرارة ثابتة رغم أن عملية السخونة تتدفق من أو إلى المادة. ويلاحظ الأمر ذاته عند تسخين الماء.

تستمر حرارة الماء في الارتفاع إلى أن تصل نقطة الغليان،وعند تلك النقطة تتواجد المرحلتان السيولة والغازية في الوقت ذاته. وفي حال استمر التسخين،فلن ترتفع درجة حرارة الماء السائل أعلى من نقطة الغليان،وبدلًا عن ذلك،فإنها تزيد من سرعة الغليان ليس إلّا. التغيير في الطاقة اللازم لمول واحد من المادة،ليخوض التحول بشكل كامل،دون تغيير في درجة الحرارة،يسمى الحرارة المولية أو المحتوى الحراري لذلك التحول.

إذا امتصت مادة معينة حرارة لإجراء تحول،يكون المحتوى الحراري لذلك التحول موجبًا،مما يجعلها عملية امتصاص للحرارة. أما التحولات التي تفقد خلالها المادة جزءًا من حرارتها فتكون ذات محتوى حراري سالب،ما يجعلها طاردة للحرارة. إذا وُضعت مادة معينة عند نقطة تحول في نظام مغلق فستصل عمليات التحول المقابلة إلى حالة من التوازن الديناميكي.