Die Temperatur, bei[8] der ein starrer Körper flüssig wird, heisst sein Schmelzpunkt; die Temperatur, bei der ein flüssiger Körper starr wird, heisst sein Erstarrungs- oder Gefrierpunkt. Beide Temperaturen sind für dieselbe Substanz gleich. Das Schmelzen und Erstarren ist meist von einer plötzlichen sprungweisen Aenderung des Volumens begleitet. So dehnt sich das Wasser beim Gefrieren um[1] beinahe 1/11 seines Volumens aus; infolgedessen ist das Eis spezifisch leichter als das Wasser. Die Ausdehnung geschieht mit grosser Gewalt, so dass selbst starke gusseiserne Bomben durch darin gefrierendes Wasser zersprengt werden.
Die Verwandlung des flüssigen in den gasförmigen Zustand nennt man Verdampfen; der Uebergang des Dampfes in Flüssigkeit heisst Verdichtung. Eine Flüssigkeit entwickelt bei[8] jeder Temperatur Dampf. Infolge seines Bestrebens sich auszubreiten, übt[9] der Dampf, wie jedes Gas, einen gewissen Druck aus, welchen man Dampfdruck oder Dampfspannung[10] nennt. Die Dampfspannung wächst mit der Temperatur der Flüssigkeit.
Eine Flüssigkeit siedet, sobald die Spannkraft[10] ihres Dampfes gleich dem Luftdruck geworden ist. Die Temperatur, bei[8] welcher das Sieden bei[8] einem Druck von 760 mm Quecksilber eintritt, nennt man den Siedepunkt. Beim[8] Sieden entweicht der Dampf nicht nur von der Oberfläche, sondern es[11] bilden sich auch im Inneren der Flüssigkeit Dampfblasen. Indem dieselben aufsteigen, verursachen sie das Aufwallen der Flüssigkeit. Man nennt auch die Dampfbildung beim[8] Sieden Verdampfen[12] im engeren Sinne, während man die Dampfbildung, wobei der Dampfdruck kleiner als der Luftdruck ist, als Verdunstung[13] bezeichnet.
25.
Der Siedepunkt wird erniedrigt, wenn der Druck vermindert, und erhöht, wenn der Druck vermehrt wird. Vermindert man z. B. den Druck auf 92 mm, so siedet das Wasser bereits bei[1] 50° C. Man benutzt diese Verminderung der Siedetemperatur, wie z. B. bei[1] den Vakuumpfannen[2] in den Zuckersiedereien[3], um Wasser aus Stoffen zu entfernen, die sich bei höherer Temperatur zersetzen würden.
Umgekehrt[4] kann man die Temperatur des siedenden Wassers steigern, wenn man dasselbe in einem geschlossenen Gefäss erhitzt. Dann kann der sich entwickelnde Dampf nicht entweichen, wodurch der Druck und damit die Temperatur steigt. Hierauf beruht der Papinsche[5] Topf oder Digestor, ein starker eiserner Topf mit angeschraubtem Deckel, woran ein Sicherheitsventil[6] angebracht ist, welches sich bei einem bestimmten Druck öffnet. Man kann in einem solchen Topf Substanzen in Lösung bringen, die sich in Wasser, das bei gewöhnlichem Druck siedet, nicht auflösen.
Gesättigt nennt man einen Dampf, wenn derselbe die[7] grösste bei[1] einer bestimmten Temperatur mögliche Spannkraft und das grösste relative Gewicht besitzt. Andernfalls nennt man den Dampf ungesättigt oder überhitzt. Man kann überhitzten Dampf erhalten, entweder indem man[8] eine gewisse Menge von gesättigtem Dampf absperrt[9], und, ohne die Temperatur zu ändern, sein Volumen vergrössert, oder indem man die Temperatur des abgesperrten Dampfes steigert, oder indem man beides gleichzeitig ausführt.
Sobald der überhitzte Dampf eine bestimmte Temperatur überschritten hat, lässt er sich durch keinen noch[10] so grossen Druck mehr in eine tropfbare[11] Flüssigkeit verwandeln. Er verhält sich dann völlig wie die sogen.[12] permanenten Gase. Beim[1] Wasser ist diese kritische Temperatur 364° Celsius.
Ein starrer Körper verwandelt sich beim[1] Erwärmen nicht mehr in eine Flüssigkeit, wenn der Druck, unter dem er steht, kleiner ist als die Spannkraft des Dampfes bei[1] der Erstarrungstemperatur des flüssigen Körpers. Man nennt diesen Grenzwert[13] den kritischen Druck. Unterhalb des kritischen Drucks kann ein Körper nur im gasförmigen und starren Zustand existieren. So verdampft Eis unter einem geringeren Drucke als 4,6 mm, ohne sich erst in Wasser zu verwandeln.