Frysepunktet kan defineres som temperaturen ved hvilken en væske omdannes til et faststoff ved et gitt trykk. Frysepunktet er vanligvis definert etter at en væske er utsatt for lave temperaturer. Men i noen få stoffer oppstår frysing etter væskeopplevelser en økning i temperaturen. Den vanligste substansen, vann, har et frysepunkt for 0o Celsius.
kjøling
Superkjøling er prosessen der en væske ikke blir til fast form til tross for å bli utsatt for temperaturer under frysepunktet. Slike væsker vil bare krystallisere etter en ytterligere frøkjerne, eller frøkrystall blir tilsatt i den. Men hvis væsken opprettholder sin opprinnelige strukturelle sammensetning, vil den størkne. Varmekjølte væsker har forskjellige fysiske egenskaper, hvorav mange ennå ikke er fullstendig forstått av forskere. Vann er kjent for å forbli i flytende tilstand etter superkjøling selv ved temperaturer så lave som - (negative) 4000 Celsius, og når det blir utsatt for høytrykksforhold, vil superkjølt vann forbli i flytende tilstand ved lave temperaturer på - (negativ) 700 Celsius. Til sammenligning er frysepunktet for rent vann under normale forhold 00 Celsius.
krystallisering
I de fleste væsker involverer frysingsprosessen krystallisering. Krystallisering er prosessen der en væske blir til en krystallinsk fast form ved eksponering for lave temperaturer og forandring av væskens atomstruktur for å danne en krystallstruktur. Frysingen senkes under krystallisering og temperaturen forblir konstant til frysingen er fullført. Foruten temperaturen er andre faktorer som påvirker krystallisasjonsprosessen jonisering og polaritet av væsken.
forglassing
Det er mange stoffer som ikke krystalliserer, selv når de blir utsatt for lave temperaturer, men i stedet går gjennom en prosess som kalles forglasning hvor de beholder sin flytende tilstand, men de lave temperaturene forandrer sine viskoelastiske egenskaper. Slike stoffer er kjent som amorfe faste stoffer. Noen eksempler på disse amorfe faste stoffene er glyserol og glass. Noen få former for polymerer er også kjent for å gjennomgå forglasning. Prosessen med vitrifikasjon er forskjellig fra frysing som definert som en ikke-likevektsprosess hvor det ikke eksisterer likevekt mellom en krystallinsk og dens flytende form.
Eksoterm og endotermisk frysing
Fryseprosessen i de fleste forbindelser er hovedsakelig en eksoterm prosess, noe som betyr at for at væsken skal transformere til en fast tilstand, er det nødvendig med trykk og varme å frigjøres. Denne varmen som slippes ut, er en latent varme og kalles også entalpien av fusjon. Fusjonens entalpi er energien som kreves for å omdanne en væske til en solid og vice versa. Det eneste bemerkelsesverdige unntaket til denne definisjonen er noen superkjølt væske på grunn av endring av dens fysiske egenskaper. Det er et element som er kjent for å vise endotermisk frysing der temperaturen er nødvendig for å øke for frysing til å finne sted. Dette elementet er Helium-3, som ved et visst trykk krever en økning i temperaturen for frysing å forekomme og kan derfor betegnes som å ha en negativ entalpy av fusjon.
