Nhiệt nóng chảy riêng, nhiệt hoá hơi riêng và đồ thị nung nóng

$$Q=\lambda\,m.$$

Khi đông đặc, vật toả đúng lượng $\lambda m$ này. Với nước đá $\lambda\approx3{,}34\cdot10^5\ \text{J/kg}$: nóng chảy $1\ \text{kg}$ đá ở $0\,^\circ\text{C}$ cần nhiệt lượng đủ đun nóng $1\ \text{kg}$ nước thêm khoảng $80\,^\circ\text{C}$.

$$Q=L\,m.$$

Khi ngưng tụ, hơi toả đúng lượng $Lm$. Với nước $L\approx2{,}26\cdot10^6\ \text{J/kg}$ ở $100\,^\circ\text{C}$, gấp khoảng $6{,}8$ lần lượng nhiệt đun nóng cùng khối lượng nước từ $20\,^\circ\text{C}$ đến $100\,^\circ\text{C}$ (khoảng $3{,}34\cdot10^5\ \text{J}$ cho mỗi kg nước). Vì hoá hơi phải tách hẳn phân tử ra xa nhau (thắng lực hút), còn nóng chảy chỉ nới lỏng chúng, nên $L>\lambda$. Cũng vì thế hơi nước $100\,^\circ\text{C}$ gây bỏng nặng hơn nước $100\,^\circ\text{C}$.

Muốn biến $m$ kg đá ở $t_1<0\,^\circ\text{C}$ thành nước ở $t_2$ (với $0<t_2<100$), cộng ba giai đoạn:

$$Q=\underbrace{mc_đ\,(0-t_1)}_{\text{đá lên }0\,^\circ\text{C}}+\underbrace{\lambda m}_{\text{tan hết}}+\underbrace{mc_n\,(t_2-0)}_{\text{nước lên }t_2}.$$

Muốn tiếp tục thành hơi ở $100\,^\circ\text{C}$: nước lên $100\,^\circ\text{C}$ rồi cộng $Lm$.

Cấp nhiệt với công suất không đổi $P$, không hao phí: sau thời gian $\tau$ vật nhận $Q=P\tau$.

• Đoạn nghiêng (đổi nhiệt độ trong một thể): $P\tau=mc\Delta t$. Độ dốc $k=\dfrac{\Delta t}{\Delta\tau}=\dfrac{P}{mc}$: $c$ càng lớn thì đoạn càng thoải.
• Đoạn nằm ngang (chuyển thể): $P\tau=\lambda m$ (hay $Lm$). Độ dài đoạn nằm ngang tỉ lệ với $\lambda m$ (hay $Lm$).

Với $0{,}5\ \text{kg}$ nước đá ở $-20\,^\circ\text{C}$, $P=500\ \text{W}$:

Nếu chất là vô định hình (nhựa đường, thuỷ tinh), đồ thị không có đoạn nằm ngang: nhiệt độ tăng liên tục, chất mềm dần. Chất kết tinh mới có nhiệt độ nóng chảy xác định.

Khi làm nguội ngược lại, đồ thị đối xứng: nước đông đặc ở $0\,^\circ\text{C}$ cũng có đoạn nằm ngang, vì lúc đó vật toả $\lambda m$.

• $Q=\lambda m$ (nóng chảy, đông đặc), $Q=Lm$ (hoá hơi, ngưng tụ); nhiệt độ không đổi lúc chuyển thể.
• Tổng nhiệt = cộng các giai đoạn $mc\Delta t$ và $\lambda m$ / $Lm$.
• Đồ thị $t$–$\tau$: đoạn nghiêng $k=P/(mc)$; đoạn nằm ngang dài $\Delta\tau=\lambda m/P$ hay $Lm/P$.
• Chất vô định hình: không có đoạn nằm ngang.