Co je bod mrazu ve stupních Celsia?
Bod tuhnutí může být definován jako teplota, při které se kapalina při daném tlaku přemění na pevnou látku. Bod tuhnutí je obvykle definován poté, co je kapalina vystavena nízkým teplotám. V několika látkách však dochází ke zmrazení po zvýšení teploty kapaliny. Nejběžnější látka, voda, má bod tuhnutí 0 ° C.
Přechlazení
Supercooling je proces, při kterém se kapalina nezmění na pevnou formu, i když je vystavena teplotám pod bodem mrazu. Taková kapalina bude krystalovat pouze poté, co se do ní přidá další jádro semene nebo krystal semen. Pokud si však kapalina zachová svou původní strukturu, ztuhne. Podchlazené kapaliny mají odlišné fyzikální vlastnosti, z nichž mnohé dosud nejsou vědci přesvědčivě pochopeny. Je známo, že voda zůstává v kapalném stavu po podchlazení i při nízkých teplotách - (negativní) 4000 Celsia a při vystavení vysokotlakým podmínkám zůstává podchlazená voda v kapalném stavu při nízkých teplotách - (negativní) 700 Celsia . Pro srovnání, bod tuhnutí čisté vody za normálních podmínek je 00 ° C.
Krystalizace
Ve většině kapalin zahrnuje proces zmrazování krystalizaci. Krystalizace je proces, při kterém se kapalina mění na krystalickou pevnou formu po vystavení nízkým teplotám a mění atomovou strukturu kapaliny za vzniku krystalické struktury. Zmrazování se během krystalizace zpomaluje a teploty zůstávají konstantní, dokud není zmrazení dokončeno. Kromě teploty jsou dalšími faktory ovlivňujícími proces krystalizace ionizace a polarita kapaliny.
Vitrifikace
Existuje mnoho látek, které nekrystalizují, i když jsou vystaveny nízkým teplotám, ale místo toho procházejí procesem známým jako vitrifikace, kde si zachovávají svůj kapalný stav, ale nízké teploty mění jejich viskoelastické vlastnosti. Tyto látky jsou známé jako amorfní pevné látky. Některé příklady těchto amorfních pevných látek jsou glycerol a sklo. Je známo, že několik forem polymerů prochází vitrifikací. Proces vitrifikace je odlišný od zmrazování, protože je definován jako nerovnovážný proces, kde neexistuje rovnováha mezi krystalickou a jeho kapalnou formou.
Exotermní a endotermní zmrazení
Proces zmrazování ve většině sloučenin je primárně exotermní proces, což znamená, že pro přeměnu kapaliny na pevnou fázi je nutné uvolňovat tlak a teplo. Toto teplo, které se uvolňuje, je latentní teplo a také se nazývá entalpie fúze. Entalpie fúze je energie potřebná k přeměně kapaliny na pevnou látku a naopak. Jedinou významnou výjimkou z této definice je jakákoliv podchlazená kapalina v důsledku změny jejích fyzikálních vlastností. Je známo, že existuje jeden prvek, o němž je známo, že vykazuje endotermní zmrazení, kde je požadována teplota, aby se dosáhlo mrznutí. Tento prvek je helium-3, které při určitém tlaku vyžaduje zvýšení teploty pro zamrznutí, a proto může být označeno jako mající negativní entalpii fúze.
