Maddeler belirli şartlar altında katı, sıvı veya gaz halde bulunur. Bu şartlarda meydana gelen bir değişiklik maddenin hal değiştirmesine neden olabilir. Isı etkisiyle maddenin hal değişimine uğradığını hatırlayınız. Örneğin katı haldeki buz ısı aldığında sıvı hale, sıvı haldeki su ısı aldığında su buharına dönüşebilir. Su buharı ısı verdiğinde ise olaylar tersine gerçekleşebilir. Hal değişimleri maddenin görünüşünde meydana gelen değişimlerdir. Katı bir madde ısıtıldığında enerji kazanır ve taneciklerinin hareketliliği artar. Enerjisi artan tanecikler birbirinden uzaklaşır ve tanecikler arası boşluk da artar. Belirli bir sıcaklıkta tanecikler arasındaki düzenlilik bozulur ve titreşim hareketiyle birlikte öteleme hareketi de başlar. Bu durumda katı madde sıvı hale geçer yani erir. Sıvı madde ısı almaya devam ederse taneciklerin enerjisi daha da artar.
Enerjisi artan tanecikler daha hızlı hareket eder ve birbirinden daha çok uzaklaşır. Tanecikler arası boşluk artar ve tanecikler bağımsız hareket etmeye başlar. Sıvı madde gaz hale geçer ; yani buharlaşır. Gaz madde ısı verdiğinde ise tanecikleri yavaş hareket etmeye başlar. Tanecikler arası boşluk azalır ve madde yoğuşarak sıvı hale geçer. Sıvı yeterince soğuduğunda da tanecikler birbirine yaklaşır, boşluk azalır. Isı vermeye devam eden madde katılaşır ve maddenin tanecikleri sadece titreşim hareketi yapar. Maddelerin, genelde ısı verirken tanecikleri arasındaki boşluk azalır. Diğer maddelerin aksine ısı veren suda, su tanecikleri arasındaki boşluk 4°C’a kadar azalır. daha düşük sıcaklıkta artar. Bu, suya özgü bir. özelliktir.