Jäätymispiste

Jäätymispiste on lämpötilan raja, jolla neste muuttuu kiinteäksi. Yleisimmin termiä käytetään veden jäätymispisteestä: puhdas vesi jäätyy 0 °C:ssa normaalissa ilmanpaineessa (1 atm). Jäätymispiste riippuu kuitenkin sekä aineesta että olosuhteista: epäpuhtaudet, liuokset ja paine vaikuttavat siihen.

Epät puhtaat liuokset alentavat jäätymispistettä. Tämä ilmiö tunnetaan jäätymispisteen alenemisena. Yksinkertaista kuvausta antaa Van't Hoffin laki: ΔT_f ≈ i K_f m, jossa ΔT_f on jäätymispisteen aleneminen, i on van't Hoffin faktori, m on liuoksen molaliteetti ja K_f on jään ominais jäätymispisteen alentumiskerroin. Mitä suurempi pitoisuus ja i, sitä suurempi alenema.

Paineen vaikutus jäätymispisteeseen on yleensä pieni tavanomaisissa oloissa. Poikkeustapauksissa suuremmissa paineissa järjestelmät voivat käyttäytyä monimutkaisemmin, ja joskus voi esiintyä superkylmyyttä, jolloin neste pysyy nestemäisenä alle 0 °C ilman kiteytymistä.

Jäätymispisteellä on keskeisiä sovelluksia: elintarvikkeiden pakastus ja kylmäketjun hallinta, ruosteen ja talviolosuhteiden ehkäisy teillä useilla jäähdytetyt järjestelmät sekä monissa teollisissa prosesseissa. Lisäksi se on tärkeä käsite meteorologiassa ja materiaalitutkimuksessa.

Määrittely ja mittaaminen tapahtuvat usein standardipaineessa (1 atm) ja tietyissä olosuhteissa, mutta käytännössä jäätymispiste arvioidaan sen mukaan, miten järjestelmä käyttäytyy kyseisissä olosuhteissa.