Les changements d'état correspondent au passage d'une substance d'un état physique à un autre. Il existe principalement six changements d'état : la fusion, la solidification, la vaporisation, la condensation, la sublimation et la déposition. Lors de la fusion, un solide passe à l'état liquide, tandis que la solidification est le passage inverse. La vaporisation correspond au passage de l'état liquide à l'état gazeux et peut prendre la forme d'une évaporation ou d'une ébullition. La condensation est le processus inverse, passant de l'état gazeux à l'état liquide. La sublimation est le passage direct de l'état solide à l'état gazeux, et la déposition est son contraire, c’est-à-dire le passage de l'état gazeux à l'état solide.

Pour décrire symboliquement un changement d'état, on utilise les formules chimiques des substances impliquées en ajoutant un indice matérialisant l'état. Par exemple, pour représenter la sublimation de la glace (H₂O) à la vapeur d'eau, on écrit : H₂O (s) → H₂O (g), où (s) indique l'état solide et (g) l'état gazeux.

Au niveau microscopique, le changement d'état d'une substance est expliqué par la variation d'énergie cinétique et la réorganisation des particules qui la composent. Par exemple, lorsque de l'énergie thermique est fournie à un solide, les particules qui le composent gagnent en énergie cinétique, ce qui les amène à vibrer plus intensément. Si l'apport énergétique est suffisant, les particules peuvent vaincre les forces d'attraction qui les maintiennent ensemble dans la structure solide et passer à un état liquide. Ces réarrangements se font généralement sans modification de la nature chimique des particules.

Le changement d'état est souvent lié à un transfert thermique. Lorsque la température d'une substance atteint un certain point, appelé point de changement d'état, l'énergie absorbée ou libérée par la substance à ce moment-là est principalement utilisée pour changer l'état plutôt que pour varier la température. Par exemple, lors de la fusion, l’énergie thermique reçue par le solide est utilisée pour briser les liaisons internes afin de le transformer en liquide, la température du solide restant constante jusqu’à la fin du changement d’état.

L'énergie massique de changement d'état (L) est la quantité d'énergie nécessaire pour changer l'état de 1 kg de substance sans changement de température. Elle s'exprime en joules par kilogramme (J/kg). Les formules pour calculer l'énergie transférée lors d'un changement d'état sont : - Pour la fusion ou solidification : Q = m × L_fusion - Pour la vaporisation ou condensation : Q = m...