Kaj je točka zmrzovanja v Celzija?

Točko zmrzovanja lahko definiramo kot temperaturo, pri kateri se tekočina pri danem tlaku pretvori v trdno snov. Točka zmrzovanja je običajno določena, ko je tekočina izpostavljena nizkim temperaturam. Vendar pa se v nekaj snoveh zamrzovanje pojavi, ko se tekočina pojavi v povišani temperaturi. Najpogostejša snov, voda, ima zmrziščno točko 0 ° C.

Supercooling

Prehladitev je postopek, pri katerem se tekočina ne spremeni v trdno obliko, čeprav je izpostavljena temperaturam pod lediščem. Takšna tekočina se kristalizira šele po dodatnem semenskem jedru, ali se vanj doda kristal semena. Če pa tekočina ohrani svojo prvotno strukturno sestavo, se strdi. Supercooled tekočine imajo različne fizikalne lastnosti, od katerih jih mnogi še niso dokončno razumeli znanstveniki. Znano je, da voda ostane v tekočem stanju po prehladitvi tudi pri nizkih temperaturah - (negativnih) 4000 stopinj Celzija in pri izpostavljenosti visokotlačnim pogojem bo ohlajena voda ostala v tekočem stanju pri nizkih temperaturah - (negativnih) 700 stopinj Celzija. . Za primerjavo, zmrzišče čiste vode v normalnih pogojih je 00 Celzija.

Kristalizacija

V večini tekočin postopek zamrzovanja vključuje kristalizacijo. Kristalizacija je postopek, pri katerem se tekočina ob izpostavitvi nizkim temperaturam spremeni v kristalno trdno obliko in spremeni atomsko strukturo tekočine, da tvori kristalno strukturo. Zamrzovanje se med kristalizacijo upočasni in temperature ostanejo konstantne, dokler zamrzovanje ni končano. Poleg temperature so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na proces kristalizacije, ionizacija in polarnost tekočine.

Vitrifikacija

Obstajajo številne snovi, ki se ne kristalizirajo, tudi če so izpostavljene nizkim temperaturam, ampak gredo skozi postopek, ki je znan kot vitrifikacija, kjer ohranijo svoje tekoče stanje, vendar nizke temperature spremenijo njihove viskoelastične lastnosti. Take snovi so znane kot amorfne trdne snovi. Nekateri primeri teh amorfnih trdnih snovi so glicerol in steklo. Znano je, da je nekaj oblik polimerov podvrženo vitrifikaciji. Proces vitrifikacije se razlikuje od zamrzovanja, saj je opredeljen kot neravnotežni proces, kjer med kristalno in njegovo tekočo obliko ni ravnovesja.

Eksotermno in endotermno zamrzovanje

Proces zamrzovanja v večini spojin je predvsem eksotermni proces, kar pomeni, da je potrebno tekočino, da se pretvori v trdno stanje, sprosti tlak in toplota. Ta toplota, ki se sprosti, je latentna toplota in se imenuje tudi entalpija fuzije. Entalpija fuzije je energija, ki je potrebna za pretvorbo tekočine v trdno snov in obratno. Edina izjemna izjema pri tej definiciji je vsaka prehlajena tekočina zaradi spreminjanja njenih fizikalnih lastnosti. Obstaja en element, za katerega je znano, da kaže endotermno zamrzovanje, kjer je potrebna temperatura za povečanje za zamrzovanje. Ta element je Helij-3, ki pri določenem tlaku zahteva povišanje temperature za zamrzovanje, zato ga lahko označimo kot negativno entalpijo taljenja.

Uporaba zamrzovanja

Proces zamrzovanja ima veliko sodobnih uporab. Ena od uporab je ohranjanje hrane. Razlog za uspeh zamrzovanja pri konzerviranju hrane je, da zmanjšuje hitrost reakcije spojin v hrani in preprečuje rast bakterij z omejevanjem razpoložljivosti tekoče vode.