凝固- 维基百科，自由的百科全书

凝固是指在溫度降低時，物質由液態變為固態的過程，物質凝固時的溫度稱為凝固點。

目前已知的液體幾乎都可以在低溫時凝固成為固體，氦是唯一的例外，常壓下在絕對零度時 ... 凝固 维基百科，自由的百科全书 跳到导航 跳到搜索 凝固是指在溫度降低時，物質由液態變為固態的過程，物質凝固時的溫度稱為凝固點。

目前已知的液體幾乎都可以在低溫時凝固成為固體，氦是唯一的例外，常壓下在絕對零度時仍為液體（液態氦），需加壓才能凝固為固體[1]。

大多數的物質其凝固點和熔點溫度相同。

但有些物質的凝固點和熔點會不一様。

例如洋菜膠有熱遲滯現象：在85 °C會熔化，而凝固點在31 °C至40 °C之間。

目录 1結晶 2過冷 3放熱反應 4玻璃轉化 5急冻 6低溫下對生物體的影響 6.1細菌 6.2植物 6.3動物 7食物保存 8参见 9相關條目 結晶[编辑] 主条目：結晶 許多液體在凝固時會結晶，形成晶体的固體。

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：成核和晶体生长。

成核是指分子開始聚集形成晶核，在奈米尺度以已定義的週期形式排列，其排列方式決定了晶体结构。

晶体生长就是晶體持續的變大，最後到達晶核的臨界大小。

過冷[编辑] 主条目：過冷 過冷的水迅速形成冰塊 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（英语：homogeneousnucleation）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介面，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介面，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，其中一些相介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[2][3]。

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[4]。

放熱反應[编辑] 主条目：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，這部份有些違反直覺[5]，因為除了過冷液體外，液體在凝固時溫體不會上昇，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。

低溫的氦是已知唯一凝固時不會放熱的物質[6]。

氦3在0.3K以下有負的熔化熱，氦4在0.8K以下有相當輕微的負熔化熱，這表示在特定的壓力下，需要提供熱量才能使氦凝固[7]。

玻璃轉化[编辑] 主条目：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，這稱為无定形体，无定形体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，其粘弹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转化温度，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。

急冻[编辑] 急冻，也称“速冻”，是指物体在深低温环境下快速（几个小时内）凝固的过程。

急冻是对流层形成冰云（英语：icecloud）的原理，因此大气科学中极其重要。

[8]急冻样本中的冰晶较小，不会像普通冷冻一样破坏细胞结构，因此在食品保存和生物样本中都有使用。

[9][10] 低溫下對生物體的影響[编辑] 主条目：低温生物学 許多生物可以長期忍受攝氏零度以下低溫。

大部份生物會累積如抗凍蛋白、多元醇，葡萄糖等抗凍劑以避免體內的水結凍。

大部份植物其至可以生存在−4 °C至−12 °C的低溫。

像假单胞杆菌（英语：Pseudomonassyringae）等細菌會產生特殊的蛋白質作為成核劑來，使得水果和植物表面在約−2 °C時結冰[11]，結凍會使得表皮組織受傷，使細菌可以得到中下層植物組織中的養份[12]。

細菌[编辑] 在冰凍上千年的冰塊中分別有發現存活的更新世肉食杆菌（英语：Carnobacteriumpleistocenium）[13]、格陵蘭金黃桿菌（英语：Chryseobacteriumgreenlandensis）及Herminiimonasglaciei[14]。

植物[编辑] 植物有一個稱為健化（英语：Hardening(botany)）的過程，可以使植物在零度以下存活數週到數個月[15]。

動物[编辑] 捻转血矛线虫可以在液態氮中存活44週。

其他可以在0 °C以下存活的线虫包括Trichostrongyluscolubriformis及Panagrolaimusdavidi。

許多爬蟲類及兩棲類動物可以忍受0 °C以下的低溫。

人類的配子以及2,4,8個細胞的胚胎可以在冰凍條件下生存到十年，此程序稱為深低溫保存。

人體冷凍技術是一種試驗中的醫學技術，把人體在極低溫的情況下冷藏保存，並希望在未來通過先進的醫療科技使他們解凍後復活及治療。

食物保存[编辑] 主条目：急凍食品 冷凍也是一種常見的食物保存法，可以減緩食物腐壞的速度以及微生物生長的速度。

除了低溫時化學反應速率變慢外，冷凍時也可以減少細菌生長所需要的液態水。

参见[编辑] 升华 沸腾 蒸发 融化 霜 姆潘巴现象 相图 相關條目[编辑] ^多用途的氣體—氦氣.科學月刊.[2014-02-18].（原始内容存档于2014-02-22）.  ^LundheimR.Physiologicalandecologicalsignificanceofbiologicalicenucleators.PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyB.2002,357(1423):937–943.PMC 1693005 .PMID 12171657.doi:10.1098/rstb.2002.1082.  ^FranksF.Nucleationoficeanditsmanagementinecosystems(PDF).PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyA.2003,361(1804):557–574[2014-02-18].Bibcode:2003RSPTA.361..557F.PMID 12662454.doi:10.1098/rsta.2002.1141.（原始内容存档于2016-01-28）.  ^Jeffery,CA;Austin,PH.Homogeneousnucleationofsupercooledwater:Resultsfromanewequationofstate.JournalofGeophysicalResearch.November1997,102(D21):25269–25280.Bibcode:1997JGR...10225269J.doi:10.1029/97JD02243.  ^Whatisanexothermicreaction?（页面存档备份，存于互联网档案馆）ScientificAmerican,1999 ^Atkins,Peter;Jones,Loretta,ChemicalPrinciples:TheQuestforInsight4th,W.H.FreemanandCompany:236,2008,ISBN 0-7167-7355-4  ^Ott,J.Bevan;Boerio-Goates,Juliana,ChemicalThermodynamics:AdvancedApplications,AcademicPress:92–93,2000,ISBN 0-12-530985-6  ^Betterunderstandingofwater'sfreezingbehavioratnanoscale.sciencedaily.com.[2017-01-17].（原始内容存档于2018-07-09）.  ^Da-WenSun(2001),Advancesinfoodrefrigeration,Yen-ConHung,CryogenicRefrigeration,p.318,LeatherheadFoodResearchAssociationPublishing,http://www.worldcat.org/title/advances-in-food-refrigeration/oclc/48154735（页面存档备份，存于互联网档案馆） ^PreparingCompetentE.coliwithRF1/RF2solutions.Personal.psu.edu.[2009-07-03].（原始内容存档于2021-09-23）.  ^MakiLR,GalyanEL,Chang-ChienMM,CaldwellDR.Icenucleationinducedbypseudomonassyringae.AppliedMicrobiology.1974,28(3):456–459.PMC 186742 .PMID 4371331.  ^ZachariassenKE,KristiansenE.Icenucleationandantinucleationinnature.Cryobiology.2000,41(4):257–279.PMID 11222024.doi:10.1006/cryo.2000.2289.  ^地球凍土層3萬年細菌仍存活火星生命可能性增加.華翼網.2005-02-25[2014-02-18].（原始内容存档于2014-02-25）.  ^极端条件下的生命.華夏地理雜誌.2009-06-26[2014-02-18].（原始内容存档于2014-03-02）.  ^溫度.教育部數位教學資源入口網.[2014-02-18].（原始内容存档于2014-02-26）.  查论编物质状态状态 固体 液体 气体/蒸氣 等离子体 低能量 玻色–爱因斯坦凝聚 费米凝聚 简并态物质 量子霍尔效应 里德伯物質（英语：Rydbergmatter） 里德伯極化子（英语：Rydbergpolaron） 奇异物质 超流体 超固体 光子分子 简并态物质 超金属 高能量 夸克物质（英语：QCDmatter） Lattice夸克（英语：LatticeQCD） 夸克-膠子漿 奇異物質 超臨界流體 色荷玻璃冷凝物（英语：Color-glasscondensate） 其他物态 膠體 晶体 液晶 无定形体 玻璃 時間晶體 準晶体 柔粘性結晶（英语：Plasticcrystal） 磁狀態 反铁磁性 亚铁磁性 铁磁性 弦狀網液態 超玻璃 暗物質 反物質 相變 沸腾 沸点 临界线（英语：Criticalline(thermodynamics)） 临界点 结晶 凝华 蒸发 闪蒸 凝固 λ点 熔化 熔点 復冰現象 饱和流体 升华 过冷 三相點 清晰點 液晶化點 二级相变 數量 熔化热 升华热 汽化热 潛熱 潜内能 特魯頓規則 揮發性 概念 双结点（英语：Binodal） 压缩流体（英语：Compressedfluid） 冷卻曲線‎ 狀態方程 莱顿弗罗斯特现象 姆潘巴现象 有序与无序（英语：Orderanddisorder(physics)） 调幅分解（英语：Spinodal） 超导现象 过热蒸汽 过热 热-电介质效应（英语：Thermo-dielectriceffect） 列表 相态列表 规范控制 AAT:300053883 BNF:cb119829532(data) LCCN:sh85124645 NDL:00562688 NKC:ph938568 取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=凝固&oldid=70245981” 分类：​化学工程相变大气热力学HVAC低温生物学隐藏分类：​包含AAT标识符的维基百科条目包含BNF标识符的维基百科条目包含LCCN标识符的维基百科条目包含NDL标识符的维基百科条目包含NKC标识符的维基百科条目 导航菜单 个人工具 没有登录讨论贡献创建账号登录 命名空间 条目讨论 不转换 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 阅读编辑查看历史 更多 搜索 导航 首页分类索引特色内容新闻动态最近更改随机条目资助维基百科 帮助 帮助维基社群方针与指引互助客栈知识问答字词转换IRC即时聊天联络我们关于维基百科 工具 链入页面相关更改上传文件特殊页面固定链接页面信息引用本页维基数据项目 打印/导出 下载为PDF打印页面 在其他项目中 维基共享资源 其他语言 العربيةAsturianuBikolCentralБългарскиবাংলাCatalàکوردیČeštinaDeutschΕλληνικάEnglishEsperantoEspañolEestiEuskaraفارسیSuomiFrançaisGalegoעבריתहिन्दीHrvatskiBahasaIndonesiaItaliano日本語Taqbaylit한국어LatinaLietuviųLatviešuМакедонскиBahasaMelayuမြန်မာဘာသာPlattdüütschNederlandsNorsknynorskNorskbokmålOccitanPolskiPortuguêsRomânăРусскийSrpskohrvatski/српскохрватскиSimpleEnglishSlovenčinaSlovenščinaChiShonaСрпски/srpskiதமிழ்TürkçeУкраїнськаTiếngViệtWalonWinaray吴语Bân-lâm-gú粵語 编辑链接