冷冻

凝固（solidification，freezing）是物质从液态转变为固态的相变过程或现象。最常见的情况是当温度降低时，物质由液体变为固体。物质凝固时的温度称为凝固点（solidifying/freezing point），其精确定义是：液体开始固化，液相与固相处于平衡时的温度。大多数物质凝固点的数值与熔点相同。
目前已知的液体几乎都可以在低温时凝固成为固体，氦是唯一的例外，常压下在绝对零度时仍为液体（液态氦），需加压才能凝固为固体。
晶体在凝固过程中放出热量，冷却到一定温度时开始凝固，此时温度保持不变，即为凝固点。非晶体（如玻璃、石蜡等）在凝固过程中随温度降低而逐渐失去流动性，最后变为固体，但没有凝固点。有些物质的凝固点和熔点会不一様。例如洋菜胶有热迟滞现象：在 85°C会熔化，而凝固点在 31°C至 40°C之间。

== 结晶 ==

许多液体在凝固时会结晶，形成晶体的固体。结晶的过程是一阶的热力学相变化，在液态固态共存的期间，系统的平衡温度不变，等于凝固点。结晶主要包括二个现象：成核和晶体生长。成核是指分子开始聚集形成晶核，在奈米尺度以已定义的週期形式排列，其排列方式决定了晶体结构。晶体生长就是晶体持续的变大，最后到达晶核的临界大小。

== 过冷 ==

过冷是指液体低于熔点而没有凝固的现象。
因为匀相核化结晶的活化能，纯液体的结晶一般会在略低于熔点时开始。晶核的形成也表示形成新相和液体之间的相介面，此过程会消耗能量，能量大小依其表面能而定，假如要形成的晶核太小，形成晶核产生的能量无法形成介面，就不会开始成核的现象。一直要到温度够低，可以产生稳定的晶核，才会开始凝固。若容器的表面有不规则，或是有固体或气体的杂质，已经形成的固体结晶，或是存在成核剂或是振动，就可能会有非匀相核化结晶，其中一些相介面的破坏会释出能量，使得过冷点接近或等于熔点。
水在一大气压下的熔点很接近0 ℃，若在存在成核剂的情形下，其凝固点会很接近熔点，但若没有成核剂时，水在0 ℃以下就会出现过冷的现象，一直要到−40 ℃才会形成固体。若是在2,000大气压的高压下，水在−70 ℃之前都是处于过冷的状态。

== 放热反应 ==

凝固过程中多半会放热，也就是说当液体相变成固体时，会释放压力和能量，这部份有些违反直觉，因为除了过冷液体外，液体在凝固时温体不会上昇，但若无法持续的将能量由液体中移出，凝固过程就会停止。凝固释放的能量为潜热，一般称为熔化热，也等于等量固体在熔化时需要的能量。
低温的氦是已知唯一凝固时不会放热的物质。氦3在0.3K以下有负的熔化热，氦4在0.8K以下有相当轻微的负熔化热，这表示在特定的压力下，需要提供热量才能使氦凝固。

== 玻璃转化 ==

像玻璃或甘油等物质会在没有结晶的情形下凝固，这称为无定形体，无定形体也包括一些没有凝固点的聚合物，没有在某一特定温度下有突然的相变化…