Madde, doğada katı, sıvı ve gaz olmak üzere farklı hallerde bulunabilir. Hal değişimi, bir maddenin bir halden başka bir hale geçmesidir. Bu geçişler sırasında madde ısı alır veya ısı verir.
Isı ve sıcaklık kavramları genellikle karıştırılır, ancak farklı şeylerdir:
Hal değişimi sırasında maddeye ısı verilmesine rağmen sıcaklık sabit kalır. Çünkü verilen ısı, moleküller arasındaki bağları kırmak için kullanılır, moleküllerin kinetik enerjisini (ve dolayısıyla sıcaklığı) artırmak yerine.
Bir madde erirken, aldığı ısı sıcaklığını artırmak yerine katı haldeki moleküller arasındaki bağları koparmak için kullanılır. Aynı şekilde, bir madde donarken, verdiği ısı sıcaklığını düşürmek yerine sıvı haldeki moleküllerin katı hale geçmesini sağlar.
Bir sıvı buharlaşırken, aldığı ısı sıcaklığını artırmak yerine sıvı haldeki moleküller arasındaki bağları koparmak için kullanılır. Aynı şekilde, bir gaz yoğunlaşırken, verdiği ısı sıcaklığını düşürmek yerine gaz haldeki moleküllerin sıvı hale geçmesini sağlar.
Bir maddenin birim kütlesinin hal değiştirmesi için gerekli olan ısı miktarına hal değişim ısısı denir. Erime ısısı ($L_e$) ve buharlaşma ısısı ($L_b$) olmak üzere iki türü vardır.
Hal değişimi sırasında alınan veya verilen ısı miktarı aşağıdaki formülle hesaplanır:
$Q = m \cdot L$
Burada:
0°C'deki 100 gram buzu tamamen eritmek için ne kadar ısı gerekir? (Buzun erime ısısı $L_e = 334 \text{ J/g}$)
Çözüm:
$Q = m \cdot L_e = 100 \text{ g} \cdot 334 \text{ J/g} = 33400 \text{ J}$
Cevap: 33400 J ısı gerekir.
