基本介紹
- 中文名：凝固
- 外文名：solidification
- 同義詞：凝集
- 反義詞：熔化
結晶,過冷,放熱反應,玻璃轉化,低溫下對生物體的影響,細菌,植物,動物,食物保存,參見,
結晶
主條目：結晶
許多液體在凝固時會結晶，形成晶體的固體。結晶的過程是一階的熱力學相變化，在液態固態共存的期間，系統的平衡溫度不變，等於凝固點。結晶主要包括二個現象：成核和晶體生長。成核是指分子開始聚集形成晶核，在奈米尺度以已定義的周期形式排列，其排列方式決定了晶體結構。晶體生長就是晶體持續的變大，最後到達晶核的臨界大小。
過冷
主條目：過冷
過冷是指液體低於熔點而沒有凝固的現象。
因為勻相核化結晶的活化能，純液體的結晶一般會在略低於熔點時開始。晶核的形成也表示形成新相和液體之間的相界面，此過程會消耗能量，能量大小依其表面能而定，假如要形成的晶核太小，形成晶核產生的能量無法形成界面，就不會開始成核的現象。一直要到溫度夠低，可以產生穩定的晶核，才會開始凝固。若容器的表面有不規則，或是有固體或氣體的雜質，已經形成的固體結晶，或是存在成核劑或是振動，就可能會有非勻相核化結晶，其中一些相界面的破壞會釋出能量，使得過冷點接近或等於熔點。
水在一大氣壓下的熔點很接近0℃，若在存在成核劑的情形下，其凝固點會很接近熔點，但若沒有成核劑時，水在0℃以下就會出現過冷的現象，一直要到−40℃才會形成固體。若是在2,000大氣壓的高壓下，水在−70℃之前都是處於過冷的狀態。
放熱反應
主條目：熔化熱
凝固過程中多半會放熱，也就是說當液體相變成固體時，會釋放壓力和能量能，這部分有些違反直覺，因為除了過冷液體外，液體在凝固時溫體不會上升，但若無法持續的將能量由液體中移出，凝固過程就會停止。凝固釋放的能量為潛熱，一般稱為熔化熱，也等於等量固體在熔化時需要的能量。
玻璃轉化
主條目：玻璃轉化
像玻璃或甘油等物質會在沒有結晶的情形下凝固，這稱為無定形體，無定形體也包括一些沒有凝固點的聚合物，沒有在某一特定溫度下有突然的相變化，其粘彈性的特性是在一個溫度範圍內漸漸變化。這類物質有一性質稱為玻璃轉化溫度，大約可以定義為物質的密度和溫度圖出現明顯斜率變化的“膝點”。因為玻璃轉化是一個非平衡的過程，在晶相和液相之間未達到平衡狀態，一般不視為凝固。
低溫下對生物體的影響
主條目：低溫生物學
