Odpowiedź :
(1) Aby lód na jeziorze stopniał, potrzebuje przyjąć z otoczenia odpowiednio dużo energii w postaci ciepła, aby zmienić swój stan skupienia. (2) Parowanie odbywa się tylko na powierzchni cieczy, a wrzenie to parowanie w całej objętości cieczy.
Dlaczego cały lód na powierzchni jeziora nie topnieje od razu, gdy zaczyna się robić ciepło?
Lód, tak jak każda substancja w stałym stanie skupienia, ma swoją wartość ciepła topnienia (krzepnięcia). Takie wartości możemy odczytać z tablic ciepła topnienia. Dla lodu wynosi ona [tex]L=335000\frac{J}{kg}[/tex]. Ta wartość oznacza, że aby 1kg lodu zmienił stan skupienia z ciała stałego w ciecz, musi pobrać z otoczenia 335000J ciepła. W zależności od masy lodu, do jego stopnienia należy dostarczyć więcej lub mniej ciepła. Lód do momentu całkowitego stopnienia (oraz woda, która jest w jego pobliżu) ma temperaturę [tex]0^oC[/tex] i zamieni się w wodę dopiero w momencie, kiedy pobierze z otoczenia odpowiednią ilość ciepła.
Ilość potrzebnego ciepła Q do zamiany danej masy m ciała stałego o cieple topnienia L w ciecz liczymy ze wzoru:
[tex]Q=mL[/tex].
Czym różni się parowanie od wrzenia?
Parowanie to zmiana stanu skupienia danej substancji z cieczy w gaz. Cząsteczki danej substancji, niezależnie od stanu skupienia, są w ciągłym ruchu (najszybciej poruszają się w gazach, wolniej w cieczach, w stałym stanie skupienia wykonują drgania względem swojego położenia w ciele). Jeśli dana cząsteczka cieczy ma odpowiednio dużą prędkość (i tym samym odpowiednio dużą energię kinetyczną), może wykonać pracę przeciwko siłom wzajemnego przyciągania cząsteczek i uwolnić się z powierzchni cieczy. Parowanie zachodzi w każdej temperaturze
Wrzenie to również zmiana stanu skupienia substancji z cieczy w gaz, jednak jest to bardziej gwałtowny proces. Każda substancja ma swoją temperaturę wrzenia, w której ten proces zachodzi. Podczas wrzenia w całej powierzchni cieczy powstają pęcherzyki pary, które mają duże prędkości. Dzięki sile wyporu unoszą się one w górę cieczy. Gdy docierają na powierzchnię, pękają, a para wodna w nich zgromadzona unosi się do przestrzeni nad cieczą.
Zatem porównajmy jeszcze raz parowanie i wrzenie. Pierwszy proces zachodzi w każdej temperaturze tylko na powierzchni cieczy, drugi natomiast w ściśle określonej temperaturze w całej objętości cieczy.
