从宏观上看,水的温度到了100℃时,水分子大量地跑出水面,在水面上形成汽相水(假定容器不是完全敞开的,而保持1atm)。汽相水的温度在这时也是100℃。汽相与液相的水在100℃同时共存｡
如果在这时这个系统 (杯中的水及其上面的水汽)与外界没有任何热的交换,即既不从外界吸收热量,也不把热量释放到系统外而去,则液相与汽相形成平衡系统｡液相水中的分子可以脱出水面进入汽相,汽相中的分子也可失去一些运动而能进入液相｡这两个方向进出的分子数一定相等,才能维持平衡状态｡
如果加热这个系统,则从液相进入汽相的分子成为占主导地位的运动方向,水就继续汽化,直到全部液相水变成汽相为止｡由于水分子从液相进入汽相时需要挣脱液相中周围水分子的约束,所以从液相转变成汽相时需要吸收热量｡这就是水的汽化热,在100℃时为2.256 ×106J/kg。
如果用适当的方法使杯中水的温度下降,那么随着温度的降低水分子的热运动也就缓慢下来｡水分子到处地游动的速率变慢,一个水分子与另一个水分子相接近的时间就增长｡到了水的温度降低到0℃时,分子与分子之间开始形成固定的结合,这就是固相水-冰的出现｡与汽化过程一样,在0℃时｡液相水与固相冰同时并存｡因为前者分子热运动比后者分子的热运动强烈,必须继续取出热量,水才会最后全部变成冰｡从0℃的水转变成0℃的冰需要取出的热量就是水的凝固热｡凝固过程的逆过程是熔解过程｡在冰中,每个水分子与周围水分子都结合在一起,要使冰中的水分子挣脱周围分子的约束变成液相中的水分子,就必须给予这些分子一定能量｡所以,从冰转变成水就必须吸收热量,这就是熔解热, 0℃就是水的熔点｡冰在0℃的溶解热为0.333×106J/kg，当然这个数值在绝对值上就是水的凝固热｡
