Dalam ilustrasi rekaan ini, beberapa es batu berada di dalam gelas. Udara dan gelas yang lebih hangat memindahkan energi ke es, lalu es perlahan berubah menjadi air. Jika air itu terus menerima panas, sebagian molekulnya dapat lepas ke udara sebagai uap. Rangkaian sederhana ini, yang menjadi bahasan cair14, menunjukkan bagaimana suhu berkaitan dengan bentuk padat, cair, dan gas.

Tiga wujud, satu zat

Es, air cair, dan uap air sama-sama tersusun dari molekul H2O. Yang berbeda adalah susunan dan gerak molekulnya. Pada es, molekul tersusun teratur dan bergetar di tempat. Pada air cair, molekul tetap berdekatan, tetapi dapat bergerak melewati satu sama lain. Dalam wujud gas, molekul bergerak lebih bebas dan menyebar mengisi ruang yang tersedia.

Karena susunan molekulnya berbeda, setiap wujud tampak berbeda pula. Es mempertahankan bentuknya, air cair mengikuti bentuk wadah, sedangkan gas tidak memiliki bentuk maupun volume tetap seperti benda padat dan cair.

Saat es menerima panas

Ketika es dalam ilustrasi menerima energi dari sekitarnya, gerak molekulnya meningkat. Pada kondisi yang memungkinkan, susunan teratur es mulai terurai dan terbentuklah air cair. Perubahan dari padat menjadi cair disebut mencair atau melebur.

Energi yang diterima selama proses mencair tidak serta-merta membuat suhu es terus naik. Sebagiannya digunakan untuk mengubah susunan molekul dari padat menjadi cair. Karena itu, perubahan wujud tidak hanya soal benda terasa lebih hangat; susunan dan kebebasan gerak molekul juga berubah.

Air cair dapat menguap tanpa mendidih

Setelah es mencair, molekul-molekul di permukaan air dapat memperoleh cukup energi untuk lepas ke udara. Perubahan cair menjadi gas ini disebut penguapan. Penguapan dapat berlangsung tanpa air mencapai keadaan mendidih; perbedaannya, penguapan terjadi di permukaan, sementara saat mendidih gelembung uap terbentuk di seluruh bagian cairan.

Uap air dalam bentuk gas umumnya tidak terlihat. Kabut putih yang kadang tampak di atas air panas bukanlah gas yang terlihat, melainkan butiran kecil air cair yang terbentuk ketika uap mendingin.

Peran suhu dan kondisi sekitar

Pemanasan menambah energi gerak molekul, sehingga pencairan dan penguapan lebih mudah berlangsung dalam kondisi yang sesuai. Namun, suhu bukan satu-satunya hal yang berpengaruh. Tekanan sekitar juga berkaitan dengan suhu didih; karena itu, angka suhu untuk perubahan wujud tidak selalu sama dalam setiap kondisi.

Pada contoh gelas tadi, air tidak harus mendidih agar sebagian darinya menguap. Jika air menerima panas lebih banyak, penguapan dapat berlangsung lebih cepat. Jika uap air justru mendingin, molekul-molekulnya dapat berkumpul kembali menjadi cairan. Perubahan gas menjadi cair ini disebut pengembunan.

Perubahan wujud bukan perubahan zat

Urutan es mencair lalu air menguap membantu membedakan wujud zat dari jenis zatnya. Dalam ilustrasi ini, yang berubah adalah susunan dan gerak molekul, bukan identitas H2O. Pemanasan dapat membawa air dari padat ke cair lalu ke gas; pendinginan dapat mengarahkan perubahan sebaliknya, dari gas ke cair dan dari cair ke padat.

Dengan begitu, suhu memberi petunjuk tentang energi yang dimiliki molekul, sedangkan wujud menunjukkan bagaimana molekul-molekul itu tersusun dan bergerak. Satu gelas berisi es cukup untuk menggambarkan hubungan tersebut—dari kristal yang kaku, menjadi cairan yang mengikuti wadah, hingga molekul gas yang menyebar ke udara.