كيف يتم التحول الحراري من حالة للمادة إلى حالة اخرى؟

كما هو معروف فإن جزيئات المواد تكون لها ثلاث حركات جزيئية (طبقاً لكمية الطاقة الحرارية المتاحة) وهذه الحركات هي:

* الحركة التذبذبية (vibrational)

* الحركة الالتفاقية (rotational)

* الحركة الانتقالية (transitional)

في الحالة الصلبة المتبلورة فإن جزيئات المادة  تكون مثبتة في وضعها في الشبكة البلورية ولا يتاح لها إلا الحركة التذبذبية وهي في مكانها. وبرفع درجة حرارتها فإن مدى التذبذب يزيد تدريجياً حتى يصل إلى نقطة لا تتحملها الروابط بين الجزيئات وتنكسر الشبكة البلورية ويتاح للجزيئات ان تقوم بالحركات الالتفاقية والانتقالية مع بدء عملية تحول الصلب إلى الحالة السائلة وتستمر عملية التحول مع ثبات درجة الحرارة والتي تسمى درجة الانصهار وهي تمثل تحول حراري من الدرجة الاولى.

وإذا تتبعنا العلاقة بين التغير في الحجم النوعي (خاصية من خواص المادة تتغير بالتسخين) ودرجة الحرارة التي تتعرض لها المادة نرى كما في الشكل (1) إن الحجم النوعي لمادة صلبة

متبلورة يزيد تدريجياً بالتسخين حتى تصل درجة حرارة الانصهار (درجة الانصهار) يحدث عندها زيادة مفاجئة كبيرة في الحجم النوعي ويتم هذا مع ثبات درجة الحرارة (isothermally).

وبعد تحول كل الصلب إلى الحالة السائلة يبدأ الحجم النوعي في الزيادة من جديد باستمرار ارتفاع درجة الحرارة حتى درجة الغليان وتحول السائل إلى بخار عند (T_b) وهي درجة الغليان مع ثبات درجة الحرارة كذلك اثناء عملية التحول. وبالعكس إذا بدأنا بسائل مصهور (مصهور المادة الصلبة)عند درجة حرارة

 أعلى من درجة الانصهار للمادة الصلبة (T_m) وبدأنا في خفض درجة الحرارة فإن الحجم النوعي للسائل يقل تدريجياً حتى نصل إلى درجة حرارة (T_f) (تمثل هذه الحالة درجة تجمد السائل) وعندها ينخفض الحجم النوعي فجائياً وبدون التغيير في درجة الحرارة وحتى تتحول كل كمية المادة السائل إلى مادة متبلورة. بمعنى ان خط سير الانخفاض في الحجم النوعي يخفض درجة حرارة المصهور يكون في اتجاه العكس تماماً لاتجاهه سير الزيادة في الحجم النوعي عند زيادة درجة حرارة المادة الصلبة وتعتبر لذلك حالات الانصهار والتجمد والغليان حالات تحول حراري من الدرجة الاولى