Quando um líquido é resfriado até o ponto de congelamento, ele sofre uma transição de fase do estado líquido para o sólido. Este processo é conhecido como congelamento ou solidificação. Durante o congelamento, as moléculas do líquido perdem energia cinética e desaceleram, permitindo que se organizem em uma estrutura cristalina mais ordenada. A temperatura exata na qual um líquido congela depende de sua composição química e pressão. Por exemplo, a água congela a 0 graus Celsius (32 graus Fahrenheit) à pressão ao nível do mar.

À medida que um líquido congela, ele libera energia térmica conhecida como calor latente de fusão. Esta energia é necessária para quebrar as ligações intermoleculares entre as moléculas líquidas e permitir que elas se reorganizem em uma estrutura sólida. O calor latente de fusão é específico de cada substância e normalmente representa uma quantidade significativa de energia.

O processo de congelamento pode ocorrer de forma gradual ou rápida, dependendo de diversos fatores como a taxa de resfriamento, a presença de impurezas e a área superficial exposta ao ambiente frio. O congelamento rápido resulta em cristais de gelo menores, enquanto o congelamento lento produz cristais maiores. As impurezas podem atuar como locais de nucleação, promovendo a formação de cristais de gelo e acelerando o processo de congelamento.

O congelamento é um processo vital na natureza. Desempenha um papel crucial nos fenómenos meteorológicos e climáticos, incluindo a formação de flocos de neve, granizo e calotas polares. Na vida cotidiana, o congelamento é utilizado na refrigeração e preservação de alimentos para inibir o crescimento de microrganismos e prolongar a vida útil de itens perecíveis.