La mayoría de los materiales se expanden cuando son calentados debido a que, cuando es añadido calor, los átomos se mueven más rápido. Podemos pensar que este movimiento movimiento es una alegoría en la que los átomos precisan “más espacio para mover los codos”. Como consecuencia de las temperaturas más altas, la mayoría de los materiales se expanden.

El agua no siempre se expande cuando es calentada. Es un hecho que cuando el agua se congela, se expande, cosa que podemos comprobar por ejemplo, cuando las cañerías de agua revientan en tiempo de frío.

Esta propiedad caracteriza no sólo la transición agua-hielo, sino también el agua a baja temperatura. De cero a cuatro grados centígrados, el agua se contrae a medida que es calentada. En otras palabras, el agua se halla en su estado más denso cuando está a cuatro grados, y en realidad es menos densa a temperaturas más bajas. Eso significa que el agua en el fondo de los océanos puede ser más cálida que la de profundidades superiores.

El fundirse y evaporarse implican ambos energía. Si calentamos un sólido, los átomos se mueven más y más rápido. Finalmente se alcanza un punto en el que los átomos no pueden ser mantenidos más tiempo en su estructura rígida y empiezan a soltarse. Cuando esto ocurre, el material cambia de sólido a líquido, y decimos que se funde.

Elevar la temperatura de un material más allá del punto de fundición requiere energía extra. Esto se debe a que además de aumentar la energía cinética de las moléculas, tenemos que romper las ataduras que mantienen unidos los átomos. A medida que la energía necesaria para romper esas ataduras es añadida a los sistemas, la materia permanece a una temperatura constante (la temperatura de fusión).

Por ejemplo, el funcionamiento de una antigua destilería depende del hecho que el punto de ebullición del alcohol es un poco menor que el del agua.

Lo mismo ocurre con un líquido que es hervido. En este caso, hay que añadir la energía necesaria para permitir que las moléculas escapen de la atracción de sus vecinas en el líquido y vuelen al aire.

El punto de ebullición de un líquido depende de la presión. La escapatoria de las moléculas de la superficie de un líquido calentado es más fácil si la presión externa del aire es inferior. Es por eso por lo que el agua hierve a una temperatura inferior a grandes altitudes que al nivel del mar.

Si alguna vez hemos intentado realizar una receta de cocina estando en las montañas, es probable que hayamos observado este fenómeno. Un huevo duro de diez minutos puede que tenga que ser hervido más de diez minutos en los Alpes.

Ya traté hace tiempo del fenómeno del cero absoluto, así que no hace falta que lo explique de nuevo. Al otro extremo de la escala de temperaturas, las reacciones a fusión, ya sea en armas o en laboratorio, se producen a temperaturas comparables a las del interior del Sol, que se supone que giran en torno a los 150 millones de grados centígrados.