Faz Dönüşümleri

Faz geçişleri ısı akışının incelenmesinde önemli bir teorik ve pratik rol oynar. Erime veya füzyon sırasında bir katı bir sıvıya dönüşür; bunun tam tersi ise donmadır. Buharlaşma sırasında bir sıvı bir buhara dönüşür; bunun tam tersi yoğuşmadır.

Bir madde, erime noktası denilen bir sıcaklıkta erir veya donar ve kaynama noktasında kaynar veya yoğuşur. Bu sıcaklıklar basınca bağlıdır. Yüksek basınç maddenin daha yoğun formunu tercih eder, bu nedenle genellikle yüksek basınç erime noktasını ve kaynama noktasını yükseltirken, düşük basınç onları düşürür.

Örneğin, suyun kaynama noktası 1.00 atm'de 100 °C'dir. Daha yüksek basınçlarda kaynama noktası daha yüksek, daha düşük basınçlarda ise daha düşüktür. Ana istisna, suyun erimesi ve donmasıdır.

Bir faz değişiminde yer alan enerji, bağ sayısına veya kuvvet çiftlerine ve güçlerine bağlıdır. Bağ sayısı moleküllerin sayısına ve dolayısıyla örneğin kütlenin sayısına orantılıdır. Bir maddenin katı fazdan sıvı fazına dönüşmesi için birim kütleye gereken veya sıvıdan katıya dönüşmesi sırasında yayılan enerjiye erime ısısı denir. Bir maddenin sıvı fazdan buhar fazına dönüşmesi için birim kütleye gereken enerjiye buharlaşma ısısı denir. Ayrıca, erime ısısı ve buharlaşma ısısı deneysel olarak belirlenebilen malzeme sabitleridir. Bu sabitler, enerjinin etkisiz hale getirildiği veya bir sistemde bir sıcaklık değişikliği oluşturmadan bir sisteme giren veya çıkan enerjinin olduğu için "gizlenmiş" olarak adlandırılır.