שינויי שלב

מעברי שלבים ממלאים תפקיד תיאורטי ומעשי חשוב בחקר זרימת החום. בהתכה או בהיתוך, מוצק הופך לנוזל; התהליך ההפוך הוא קופא. באידוי, נוזל הופך לגז; התהליך ההפוך הוא עיבוי.

חומר נמס או קופא בטמפרטורה הנקראת נקודת ההיתוך שלו ורותח או מתעבה בנקודת הרתיחה שלו. טמפרטורות אלו תלויות בלחץ. לחץ גבוה מעדיף את הצורה הצפופה יותר של החומר, כך שבדרך כלל, לחץ גבוה מעלה את נקודת ההיתוך ונקודת הרתיחה, ולחץ נמוך מוריד אותן.

לדוגמה, נקודת הרתיחה של מים היא 100 °C ב-1.00 atm. בלחצים גבוהים יותר נקודת הרתיחה גבוהה יותר ובלחצים נמוכים היא נמוכה יותר. החריג העיקרי הוא התכה והקפאה של מים.

האנרגיה המעורבת בשינוי פאזה תלויה במספר הקשרים או זוגות הכוחות ובחוזקם. מספר הקשרים הוא פרופורציונלי למספר המולקולות ולפיכך למסה של המדגם. האנרגיה ליחידת מסה הנדרשת כדי לשנות חומר מהשלב המוצק לשלב הנוזלי, או המשתחררת כאשר החומר משתנה מנוזל למוצק, ידועה כחום היתוך. האנרגיה ליחידת מסה הדרושה לשינוי חומר מהשלב הנוזלי לשלב האדים ידוע כחום האידוי. יתר על כן, חום ההיתוך הסמוי והחום הסמוי של האידוי הם קבועי חומר שניתן לקבוע בניסוי. הקבועים הללו "חבויים," או נסתרים, מכיוון שבשינויי פאזה, אנרגיה נכנסת או יוצאת ממערכת מבלי לגרום לשינוי טמפרטורה במערכת; אז, למעשה, האנרגיה מוסתרת.