Με τον όρο «φάσεις» (ή φυσικές καταστάσεις ή καταστάσεις της ύλης) εννοούμε τις τρεις διαφορετικές μορφές υπό τις οποίες μπορεί να βρεθεί μια ουσία στη φύση, δηλαδή τη στερεή, την υγρή και την αέρια. Η χημική ένωση H₂O παρουσιάζεται στη στερεή φάση ως πάγος, στην υγρή φάση ως νερό και στην αέρια φάση ως υδρατμός.

Στο αντικείμενο παρουσιάζεται διαγραμματικά το παρακάτω πείραμα: μέσα σε ένα κύλινδρο έχουμε κομμάτι πάγου θερμοκρασίας -40^oC. Ο κύλινδρος έχει κινητό έμβολο που δεν επιτρέπει την είσοδο ατμοσφαιρικού στο χώρο που βρίσκεται ο πάγος. Στην εξωτερική πλευρά του εμβόλου επικρατεί σταθερή πίεση 1atm. Θερμαίνουμε τον κύλινδρο σταθερά, χωρίς διακοπή καθ’ όλη τη διάρκεια του πειράματος, παρακολουθώντας τη θερμοκρασία στο εσωτερικό του.

Κατά τις μετατροπές από τη μια φάση στην άλλη είτε απορροφάται είτε αποβάλλεται θερμότητα προς το περιβάλλον. Έτσι κατά την τήξη και την ατμοποίηση (ή την εξάτμιση) απορροφάται θερμότητα από το περιβάλλον. Αντιθέτως κατά την πήξη και τη συμπύκνωση, αποβάλλεται θερμότητα προς το περιβάλλον.

Η θερμότητα που απορροφάται ή αποβάλλεται κατά τις μετατροπές φάσης σωμάτων και ουσιών, ονομάζεται λανθάνουσα θερμότητα, διότι δεν γίνεται αντιληπτή από μεταβολή της θερμοκρασίας, αλλά από την αλλαγή φάσης.

Στο διάγραμμα παριστάνεται η θερμοκρασία της ουσίας Η₂Ο ως συνάρτηση της προσδιδόμενης θερμότητας, για συνεχή και σταθερή θέρμανση 1Kg ουσίας υπό σταθερή πίεση 1atm.

α. Σε ποιες περιοχές του διαγράμματος έχουμε μετατροπές φάσης; Ποια είναι η μορφή της καμπύλης σε αυτές τις περιοχές;

β. Ποιο είναι το ποσό της θερμότητας που χρειάστηκε για να μετατραπεί η ποσότητα 1Kg πάγου θερμοκρασίας -40^oC σε ξηρό κορεσμένο ατμό θερμοκρασίας 100^oC;

Ι. Να υπολογίσετε το ποσό της θερμότητας του ερωτήματος (β) της εφαρμογής που αντιστοιχεί σε αισθητή και σε λανθάνουσα θερμότητα. Τι συμπέρασμα βγάζετε κάνοντας τη σύγκριση ανάμεσα στα δύο παραπάνω ποσά;