Sé que cuando se reduce la presión, el punto de ebullición del agua se reduce también. ¿Pero cómo afecta la presión al punto de congelación del agua?
En un ambiente de baja presión, ¿el punto de congelación es más de 0 C o menos?
Puedes echar un vistazo a este diagrama de fases presión/temperatura del agua:
Diagrama de fases extraído de Página web de Martin Chaplin bajo licencia CC-BY-NC-ND. Esta página web es muy recomendable, con toneladas de enlaces y artículos útiles.
Como referencia, el diagrama muestra un punto etiquetado como $`` \textbf{E} "$ para condiciones humanas bastante estándar, alrededor de $25\sideset{^{\circ}}{}{\mathrm{C}} ~ \left(\sim 77\sideset{^{\circ}}{}{\mathrm{F}}\right)$ y la presión atmosférica normal.
El límite de fase entre $\color{darkblue}{\textbf{Solid Ih}}$ y $\color{green}{\textbf{Liquid}}$ representa las combinaciones de temperatura y presión en las que el agua coexiste entre el agua líquida y el hielo sólido. Este límite muestra que la temperatura de congelación es aproximadamente constante en un amplio rango de presiones, desde aproximadamente el punto triple (donde pueden coexistir el sólido, el líquido y el vapor) y hasta una presión de aproximadamente $200 \, \mathrm{MPa} .$
Si disminuye la presión, el punto de congelación del agua aumentará ligeramente. De 0° C a 1 atm de presión pasará a 0,01° C a 0,006 atm. Este es el punto triple del agua. A presiones inferiores a ésta, el agua nunca será líquida. Cambiará directamente entre la fase sólida y la gaseosa (sublimación). La temperatura para este cambio de fase, el punto de sublimación, disminuirá a medida que se reduzca la presión.
Aquí hay un artículo interesante que muestra cómo se congeló el agua a alta temperatura bajo presión
http://www.azom.com/news.aspx?newsID=8016
Aquí hay un extracto Sandia convierte el agua en hielo en nanosegundos Publicado el 19 de marzo de 2007 a las 1:15 AM La enorme máquina Z de Sandia, que genera temperaturas más calientes que el sol, ha convertido el agua en hielo en nanosegundos.
"Las tres fases del agua que conocemos -hielo frío, líquido a temperatura ambiente y vapor caliente- son en realidad sólo una pequeña parte del repertorio de estados del agua", dice el investigador de Sandia Daniel Dolan. "Comprimir el agua la calienta habitualmente. Pero bajo una compresión extrema, es más fácil para el agua densa entrar en su fase sólida [hielo] que mantener la fase líquida más energética [agua]." Sandia es un laboratorio de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA).
"Al parecer, es prácticamente imposible evitar que el agua se congele a presiones superiores a las 70.000 atmósferas", afirma Dolan.
Cuando se aplica una presión elevada a un gas, éste se convierte en líquido. Del mismo modo, si se aplica más presión al líquido, la fuerza de atracción aumenta de modo que el líquido se convierte en estado sólido. A medida que aumenta la presión, también aumenta la tasa de cristalización, es decir, también aumenta el punto de congelación.
Lo que ocurre cuando el agua se convierte en hielo: se expande.
Con un cambio de presión aplicar El principio de Le Châtelier
Así, en el caso de que el volumen de hielo sea mayor que el de agua, al aumentar la presión el sistema intenta reducir la presión convirtiendo el hielo en agua.
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