Frysepunktet kan defineres som den temperatur, ved hvilken en væske omdannes til et faststof ved et givet tryk. Frysepunktet defineres sædvanligvis efter at en væske er udsat for lave temperaturer. Men i nogle få stoffer opstår frysning efter væskeoplevelser en stigning i temperaturen. Det mest almindelige stof, vand, har et frysepunkt af 0o Celsius.
underafkøling
Superkøling er den proces, hvormed en væske ikke bliver til fast form til trods for at den udsættes for temperaturer under frysepunktet. En sådan væske vil kun krystallisere efter en yderligere frøkerne, eller der tilsættes frøkrystal i den. Men hvis væsken opretholder sin oprindelige strukturelle sammensætning, vil den størkne. Varmekølet væsker har forskellige fysiske egenskaber, hvoraf mange endnu ikke er fuldstændigt forstået af forskere. Vand er kendt for at forblive i flydende tilstand efter superkøling selv ved temperaturer så lave som - (negative) 4000 Celsius og ved udsættelse for højtryksbetingelser forbliver superkølet vand i en flydende tilstand ved lave temperaturer på - (negativ) 700 Celsius. Til sammenligning er frysepunktet for rent vand under normale forhold 00 Celsius.
Krystallisation
I de fleste væsker involverer fryseprocessen krystallisering. Krystallisering er den proces, hvor en væske omdannes til en krystallinsk fast form ved udsættelse for lave temperaturer og ændring af væskens atomstruktur til dannelse af en krystalstruktur. Frysning sænkes under krystallisation og temperaturer forbliver konstante, indtil frysning er afsluttet. Udover temperaturen er andre faktorer, som påvirker krystalliseringsprocessen, ionisering og polaritet af væsken.
forglasning
Der er mange stoffer, som ikke krystalliserer, selv når de udsættes for lave temperaturer, men i stedet går gennem en proces, der kaldes forglasning, hvor de bevarer deres flydende tilstand, men de lave temperaturer ændrer deres viskoelastiske egenskaber. Sådanne stoffer er kendt som amorfe faste stoffer. Nogle eksempler på disse amorfe faste stoffer er glycerol og glas. Et par former for polymerer er også kendt for at gennemgå forglasning. Glasforarbejdningsprocessen adskiller sig fra frysning, da den defineres som en ikke-ligevægtsproces, hvor der ikke findes nogen ligevægt mellem en krystallinsk og dens flydende form.
Exoterm og endotermisk frysning
Fryseprocessen i de fleste forbindelser er primært en eksoterm proces, hvilket betyder, at for at væsken skal omdannes til en fast tilstand, skal tryk og varme være frigivet. Denne varme, der frigives, er en latent varme og kaldes også fusionens entalpy. Fusionens entalpien er den energi, der kræves for at omdanne en væske til et faststof og omvendt. Den eneste bemærkelsesværdige undtagelse til denne definition er enhver superkølet væske som følge af ændring af dens fysiske egenskaber. Der er et element, der vides at udvise endotermisk frysning, hvor temperaturen er nødvendig for at øge til frysning til at finde sted. Dette element er Helium-3, som ved et bestemt tryk kræver en forøgelse af temperaturen for frysning at forekomme og kan derfor betegnes som at have en negativ entalpy af fusion.
