Прихована теплота плавлення і випаровування води

Якщо температура твердого тіла підвищилася до точки плавлення або якщо рідина досягла точки кипіння, то настає перехідна фаза, як би пауза, під час якої дві фази (тверда і рідка або рідка і газоподібна) існують одночасно. Протягом цього проміжку часу, який триває до тих пір, поки тверде тіло повністю не перетвориться в рідину або рідину в пару, що поглинається тепло не викликає ніяких змін в температурі тіла. Це тепло називається прихованою теплотою, і його кількість у різних речовин неоднаково. Прихована теплота плавлення, а також випаровування, у води надзвичайно велика; ця обставина має величезне значення для температури поверхні землі. Вживане нами слово "прихована" містить вже деякий натяк на один фізичний закон, який необхідно підкреслити: тепло, що поглинається водою, нікуди не зникає. Як відомо, одним з основних законів природи є закон збереження і перетворення енергії. У найзагальнішому вигляді цей закон формулюється так: енергія з однієї форми переходить в другою (наприклад, теплова енергія може перетворюватися в механічну) не знищили; в замкнутій системі загальна кількість енергії залишається постійним. Цей закон підтверджується і наведеними нами випадком. Коли ми говоримо, що вода має виняткову теплоємністю, ми просто констатуємо, що вода як речовина може накопичити більше теплової енергії при меншому русі атомів і молекул (а це якраз те, що вимірюється температурою), ніж будь-яка інша широко поширене речовина. Енергія залишається на місці, в воді; вона вивільниться у вигляді тепла, коли температура навколишнього середовища знизиться; в результаті зниження температури не буде таким різким. Вода, замерзаючи, віддає те ж саме кількість тепла, яке вона поглинає при таненні льоду. Ми знаємо, що важче переносити спекотну, але сиру погоду з температурою близько 30 °, ніж суху і ясну погоду з ще більш високою температурою. Причина цього двояка: по-перше, наш піт, випаровуючись, охолоджує нас, відбираючи тепло з поверхні шкіри і з навколишнього повітря, але він не може випаровуватися в насиченою водяною парою атмосфері сирого дня; по-друге, при конденсації водяної пари і перетворення його в воду виділяється рівно стільки тепла, скільки його було витрачено на випаровування.

У води найвища в світі мінералів прихована теплота випаровування і прихована теплота плавлення. Щоб випарувати воду з чайника, тепла потрібно в п'ять з половиною разів більше, ніж для того, щоб закип'ятити його. Якби не це її властивість - навіть у спеку повільно випаровуватися, багато озер і річок влітку пересихали б до дна. Для плавлення льоду потрібно затратити велику кількість теплоти. Прихована теплота плавлення (кількість тепла, необхідне для розплавлення 1 г льоду при температурі 0 °) становить 79,4 кал. Ось чому весняне танення льоду відбувається повільно і рятує нас від великих повеней (хоч і не завжди).