Mis on külmumispunkt Celsiuses?
Külmumispunkti võib defineerida kui temperatuuri, mille juures vedelik muundub teatud rõhul tahkeks. Külmumispunkt määratakse tavaliselt pärast seda, kui vedelik on allutatud madalatele temperatuuridele. Kuid mõnedes ainetes esineb külmumine pärast vedeliku temperatuuri tõusu. Kõige tavalisem aine, vesi, on külmumispunktiga 0 ° C.
Ülekuumenemine
Ülekuumutamine on protsess, mille käigus vedelik ei muutu tahkeks vormiks, vaatamata sellele, et see on allpool külmumispunkti. Selline vedelik kristalliseerub alles pärast täiendavat seemnekesta või sellele lisatud seemnekristalli. Kui vedelik säilitab oma esialgse struktuurse koostise, siis tahkestub see. Ülekuumenenud vedelikul on erinevad füüsikalised omadused, millest paljud on teadlastele veel lõplikult mõistetavad. On teada, et vesi on pärast jahutamist vedelas olekus isegi madalatel temperatuuridel - (negatiivne) 4000 Celsiuse juures ja kõrgsurve tingimustes kokkupuutel, jahutatav vesi on madalal temperatuuril - (negatiivne) 700 Celsiuse juures vedelas olekus . Võrdluseks, puhta vee külmumispunkt normaalsetes tingimustes on 00 Celsiust.
Kristallisatsioon
Enamikus vedelikes on külmumisprotsess kristalliseerumine. Kristalliseerumine on protsess, kus vedelik muutub madala temperatuuriga kokkupuutel kristalliliseks tahkeks vormiks ja muudab vedeliku aatomistruktuuri kristallstruktuuri moodustamiseks. Külmutamine aeglustub kristalliseerumise ajal ja temperatuurid jäävad konstantseks, kuni külmutamine on lõppenud. Lisaks temperatuurile on teised kristalliseerumisprotsessi mõjutavad tegurid vedeliku ionisatsioon ja polaarsus.
Vitrifikatsioon
On mitmeid aineid, mis ei kristalliseeru isegi madalal temperatuuril, vaid läbivad klaasistamise protsessi, kus nad säilitavad oma vedeliku, kuid madalad temperatuurid muudavad nende viskoelastseid omadusi. Sellised ained on tuntud kui amorfsed tahked ained. Mõned neist amorfsetest tahketest ainetest on glütserool ja klaas. Samuti on teada, et mõned polümeeride vormid läbivad klaasistamise. Klaasistamise protsess erineb külmutamisest, kuna see on määratletud kui mittetasakaaluline protsess, kus puudub tasakaal kristalse ja selle vedeliku vahel.
Eksotermiline ja endotermiline külmutamine
Enamikus ühendites on külmumisprotsess peamiselt eksotermiline protsess, mis tähendab, et vedeliku muutumine tahkeks olekuks on vajalik vabaneda rõhust ja soojusest. See vabanev soojus on varjatud soojus ja seda nimetatakse ka fusiooni entalpiaks. Fusiooni entalpia on energia, mis on vajalik vedeliku tahkeks muutmiseks ja vastupidi. Ainus märkimisväärne erand sellest määratlusest on mis tahes ülekuumenenud vedelik, mis on tingitud selle füüsikalistest omadustest. On teada üks element, millel on teadaolevalt endotermiline külmutamine, kus temperatuuri on vaja külmutamiseks suurendada. See element on heelium-3, mis teatud rõhul nõuab temperatuuri tõusu külmutamiseks ja seetõttu võib seda nimetada fusiooni negatiivse entalpiaga.
