Podwyższenie temperatury substancji chemicznej jest połączone z dopływem energii cieplnej, dzięki której cząsteczki wykonują szybsze ruchy, tzn. wzrasta ich energia kinetyczna. Określenie ?ciepło” odnosi się do całkowitej zawartości energii kinetycznej w próbce, a temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej cząstek. Aby cząsteczki mogły poruszać się swobodniej, część wiązań wodorowych w wodzie musi ulec rozerwaniu. Energia wprowadzona do układu służy głównie do rozerwania wiązań wodorowych, a tylko nieznaczna część zostaje zużyta do przyśpieszenia ruchów cząsteczek, a więc do wzrostu temperatury wody. Odwrotnie dzieje się, gdy woda przechodzi ze stanu płynnego w stały (lód): powstają dodatkowe wiązania wodorowe, ograniczające swobodę ruchów cząsteczek. Energia cieplna jest wówczas uwalniana do środowiska. Ciepło parowania, tj. ilość energii cieplnej niezbędna do przejścia l g substancji ze stanu ciekłego w gazowy, wyraża się w kaloriach. Kaloria (cal) jest to ilość energii cieplnej niezbędna do podwyższenia temperatury l g wody o l stopień Celsjusza (°C). Woda odznacza się wysokim ciepłem parowania (540 cal), wskutek obecności licznych wiązań wodorowych. Ciepło parowania większości innych cieczy jest mniejsze. W miarę podgrzewania wody niektóre cząsteczki zaczynają poruszać się szybciej niż inne, gdyż uzyskują większą energię kinetyczną. Istnieje większe prawdopodobieństwo, że szybciej poruszające się cząsteczki wcześniej opuszczą fazę ciekłą i przejdą do gazowej.