Čo je bod mrazu v stupňoch Celzia?
Teplota tuhnutia môže byť definovaná ako teplota, pri ktorej sa kvapalina pri danom tlaku premení na pevnú látku. Teplota tuhnutia je zvyčajne definovaná potom, čo je kvapalina vystavená nízkym teplotám. Avšak v niekoľkých látkach nastáva zmrazenie po zvýšení teploty kvapaliny. Najbežnejšia látka, voda, má bod tuhnutia 0 ° C.
podchladenie
Superchladenie je proces, pri ktorom sa kvapalina nezmení na pevnú formu napriek tomu, že je vystavená teplotám pod bodom mrazu. Takáto kvapalina bude kryštalizovať až po pridaní ďalšieho jadra semien alebo zárodočných kryštálov. Ak si však kvapalina zachováva svoje pôvodné štruktúrne zloženie, tuhne. Podchladené kvapaliny majú odlišné fyzikálne vlastnosti, z ktorých mnohé musia byť vedcami jednoznačne pochopené. Je známe, že voda zostane v kvapalnom stave po ochladení aj pri nízkych teplotách - (záporných) 4000 stupňov Celzia a pri vystavení vysokotlakovým podmienkam zostane podchladená voda v kvapalnom stave pri nízkych teplotách - (záporných) 700 stupňov Celzia, Pre porovnanie, bod tuhnutia čistej vody za normálnych podmienok je 00 ° C.
kryštalizácie
Vo väčšine kvapalín proces zmrazovania zahŕňa kryštalizáciu. Kryštalizácia je proces, pri ktorom sa kvapalina po vystavení nízkym teplotám zmení na kryštalickú pevnú formu a zmení atómovú štruktúru kvapaliny tak, aby vytvorila kryštálovú štruktúru. Zmrazovanie sa počas kryštalizácie spomaľuje a teploty zostávajú konštantné až do skončenia zmrazovania. Okrem teploty sú ďalšími faktormi, ktoré ovplyvňujú proces kryštalizácie ionizácia a polarita kvapaliny.
vitrifikácie
Existuje mnoho látok, ktoré nekryštalizujú ani pri nízkych teplotách, ale namiesto toho prechádzajú procesom známym ako vitrifikácia, kde si zachovávajú svoj kvapalný stav, ale nízke teploty menia svoje viskoelastické vlastnosti. Takéto látky sú známe ako amorfné pevné látky. Niektoré príklady týchto amorfných pevných látok sú glycerol a sklo. Je tiež známe, že niekoľko foriem polymérov podlieha vitrifikácii. Proces vitrifikácie je odlišný od zmrazenia, pretože je definovaný ako nerovnovážny proces, kde neexistuje rovnováha medzi kryštalickou a jeho kvapalnou formou.
Exotermické a endotermické zmrazovanie
Proces zmrazovania vo väčšine zlúčenín je primárne exotermický proces, čo znamená, že na to, aby sa kvapalina transformovala do tuhého stavu, je potrebné uvoľňovať tlak a teplo. Toto teplo, ktoré sa uvoľňuje, je latentné teplo a tiež sa nazýva entalpia fúzie. Entalpia fúzie je energia potrebná na premenu kvapaliny na pevnú látku a naopak. Jedinou významnou výnimkou z tejto definície je každá podchladená kvapalina v dôsledku zmeny jej fyzikálnych vlastností. Je známe, že existuje jeden prvok, o ktorom je známe, že vykazuje endotermické zmrazenie, kde sa vyžaduje teplota na zvýšenie zmrazenia, ktoré sa má uskutočniť. Tento prvok je hélium-3, ktoré pri určitom tlaku vyžaduje zvýšenie teploty na zamrznutie, a preto ho možno označiť ako majúce negatívnu entalpiu fúzie.
