1. Observation och experiment:

* smältande is: Du kan observera att isen smälter när värmen appliceras. Om du helt enkelt skulle lägga till värme till ett isblock skulle temperaturen stiga tills den når 0 ° C (32 ° F). Temperaturen förblir emellertid konstant vid denna tidpunkt tills alla isen smälter. Denna konstant temperatur indikerar att värmeenergin används för att bryta bindningarna mellan vattenmolekyler, vilket ändrar tillståndet från fast till vätska, snarare än att höja temperaturen.

* kokande vatten: På samma sätt, när vatten kokar, förblir temperaturen vid 100 ° C (212 ° F) även med fortsatt värmeanvändning. Detta visar att energin används för att byte av tillstånd (vätska till gas) istället för att öka temperaturen.

* frysning och kondens: De omvända processerna visar också detta. Frysning av vatten kräver att värme avlägsnas och kondensation av ångfrisläppande värme.

2. Kalorimetri:

* Specifik värmekapacitet: Varje ämne har en specifik värmekapacitet, vilket är mängden värme som krävs för att höja temperaturen på 1 gram av det ämnet med 1 graders Celsius. När ett ämne genomgår en tillståndsförändring är värmeenergin som krävs betydligt högre än vad som skulle behövas för att helt enkelt höja temperaturen. Detta indikerar att energin används för att bryta eller bilda bindningar, inte bara ökar molekylernas kinetiska energi.

* entalpi av fusion och förångning: Dessa värden representerar mängden värme som krävs för att smälta eller förångar en specifik mängd substans. Värdena är betydande och belyser den stora mängden energi som behövs för dessa tillståndsförändringar.

3. Förklaring av molekylnivå:

* Intermolekylära krafter: Materiets tillstånd bestäms av styrkan hos de intermolekylära krafterna (IMF) mellan molekyler. Fasta tillstånd har starka IMF:er och håller molekyler tätt ihop. Vätskor har svagare IMF:er, vilket möjliggör större rörelse. Gaser har mycket svaga IMF:er, vilket gör att molekyler kan spridas fritt. Att bryta eller bilda dessa bindningar kräver betydande energi.

* kinetisk energi: När värmeenergi tillsätts, rör sig molekylerna inom en substansförstärkning kinetisk energi och rör sig snabbare. Under en statsförändring används denna ökade energi för att övervinna IMF:erna som håller molekylerna ihop.

4. Värmen av fusion och förångning:

* fusionsvärme: Mängden värme som krävs för att ändra 1 gram av ett ämne från en fast till en vätska vid dess smältpunkt.

* Förångningsvärme: Mängden värme som krävs för att ändra 1 gram av ett ämne från en vätska till en gas vid dess kokpunkt.

Slutsats:

Beviset stöder överväldigande idén att statens förändringar kräver energi som annars skulle orsaka temperaturökning. Denna energi används för att övervinna de intermolekylära krafterna som håller molekylerna i sitt nuvarande tillstånd och gör att de kan övergå till ett annat tillstånd.