El agua libera energía cuando cambia de líquido a sólido. Se requiere la misma energía para cambiar de sólido a líquido. Se llama calor latente o calor de fusión y está simplemente relacionado con la cristalización o la fusión como tal, por lo que no está provocando un cambio de temperatura. Por lo tanto, durante esta liberación o absorción de energía, la temperatura no cambia.
Una cosa es interesante y sorprendente para muchos: el hielo normal hecho de agua pura siempre se derrite a 0 ° C, pero el agua pura no siempre se congela a 0 ° C. Puede, pero no siempre sucede. Esto parece contradictorio con lo que escribí anteriormente.
Para congelar el agua, algunas moléculas de agua deben ‘asumir la posición’ de un núcleo, en esencia ensamblarse en un tamaño mínimo crítico de un cristal de hielo. Una vez que se forma dicho núcleo, puede crecer a medida que se unen más moléculas de agua en la orientación cristalina adecuada a la superficie del cristal en crecimiento.
No es fácil que las moléculas de agua formen este núcleo y a 0 ° C solo ocurrirá como resultado de alguna influencia externa, por ejemplo, vibración. La posibilidad de que ocurra aumenta a medida que disminuye la temperatura del agua y a una temperatura de ~ -42 ° C, las moléculas de agua no tienen otra opción más que congelarse. Esto se llama nucleación homogénea (las moléculas de agua mismas actúan como núcleos).
Las impurezas en el agua ayudan a que la congelación ocurra más fácilmente, especialmente si estas impurezas imitan las superficies de los cristales de hielo. Prácticamente todos los cuerpos de agua en la tierra son impuros, contaminados con partículas de polvo, etc. y, por lo tanto, el agua dulce se congelará fácilmente a 0 ° C. En las nubes puede ser diferente porque las microgotas de agua pueden ser muy puras. Pueden existir en forma líquida a temperaturas muy inferiores a 0 ° C.
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