Si la température ambiante autour d'un morceau de glace augmente, la température de la glace augmentera également. Cependant, cette augmentation constante de la température s'arrête dès que la glace atteint son point de fusion. À ce stade, la glace subit un changement d'état et se transforme en eau liquide, et sa température ne changera pas tant qu'elle n'aura pas fondu. Vous pouvez tester cela avec une expérience simple. Laisser une tasse de glaçons dans une voiture chaude et surveiller la température avec un thermomètre. Vous constaterez que l'eau glacée reste à un degré glacial de 32 degrés Fahrenheit (0 degré Celsius) jusqu'à ce que tout cela a fondu. Lorsque cela se produit, vous remarquerez une augmentation rapide de la température, car l'eau continue d'absorber la chaleur de l'intérieur de la voiture.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Lorsque vous chauffez de la glace, sa température augmente, mais dès que la glace commence à fondre, la température reste constante jusqu'à ce que toute la glace ait fondu. Cela se produit parce que toute l'énergie thermique entre dans la rupture des liens de la structure cristalline de la glace.
Les changements de phase consomment de l'énergie
Quand vous chauffez la glace, les molécules individuelles gagnent de l'énergie cinétique la température atteint le point de fusion, ils n'ont pas d'énergie pour rompre les liens qui les retiennent dans une structure cristalline. Ils vibrent plus rapidement dans leurs limites lorsque vous ajoutez de la chaleur, et la température de la glace augmente. À un point critique - le point de fusion - ils acquièrent suffisamment d'énergie pour se libérer. Lorsque cela se produit, toute l'énergie thermique ajoutée à la glace est absorbée par les molécules H 2O changeant de phase. Il ne reste plus rien pour augmenter l'énergie cinétique des molécules à l'état liquide jusqu'à ce que toutes les liaisons contenant les molécules dans une structure cristalline aient été rompues. Par conséquent, la température reste constante jusqu'à ce que toute la glace ait fondu. La même chose se produit lorsque vous chauffez de l'eau jusqu'à la température d'ébullition. L'eau va chauffer jusqu'à ce que la température atteigne 212 F (100 C), mais elle ne deviendra pas plus chaude tant qu'elle ne sera pas entièrement vaporisée. Tant que l'eau liquide reste dans une casserole d'ébullition, la température de l'eau est de 212 F, quelle que soit la température de la flamme. Un équilibre existe au point de fusion On peut se demander pourquoi l'eau qui a fondu ne deviendra pas plus chaude tant qu'il y aura de la glace dedans. Tout d'abord, cette affirmation n'est pas tout à fait exacte. Si vous chauffez une grande casserole pleine d'eau contenant un seul glaçon, l'eau loin de la glace commencera à chauffer, mais dans l'environnement immédiat du glaçon, la température restera constante. Une façon de comprendre pourquoi cela se produit est de se rendre compte que, pendant qu'une partie de la glace fond, une partie de l'eau autour de la glace recongèle. Cela crée un état d'équilibre qui aide à maintenir la température constante. Comme de plus en plus de glace fond, le taux de fusion augmente, mais la température ne monte pas jusqu'à ce que toute la glace ait disparu. Ajouter plus de chaleur ou de pression Il est possible de créer une augmentation de température plus ou moins linéaire si vous ajoutez suffisamment de chaleur. Par exemple, mettez une casserole de glace sur un feu de camp et enregistrez la température. Vous ne remarquerez probablement pas beaucoup de retard au point de fusion, car la quantité de chaleur affecte le taux de fusion. Si vous ajoutez suffisamment de chaleur, la glace peut fondre plus ou moins spontanément. Si vous faites bouillir de l'eau, vous pouvez augmenter la température du liquide restant dans la casserole en ajoutant de la pression. Une façon de faire est de confiner la vapeur dans un espace clos. Ce faisant, il est plus difficile pour les molécules de changer de phase et elles resteront à l'état liquide pendant que la température de l'eau dépasse le point d'ébullition. C'est l'idée derrière les autocuiseurs.