Liquidevignette|L'eau est une substance abondante sur la surface terrestre, se manifestant notamment sous forme de liquide. vignette|Diagramme montrant comment sont configurés les molécules et les atomes pour les différents états de la matière.
SolidificationLa solidification est l'opération (plus ou moins réversible) au cours de laquelle un liquide passe à l'état solide. Cela peut se faire par refroidissement (cas le plus courant), par augmentation de la pression, par cristallisation, par catalyse ou bien par une combinaison de ces phénomènes. La congélation peut aussi permettre la solidification de certains fluides (l'eau par exemple). La solidification de l'eau se fait à une température de .
Nucléationvignette|Nucléation de bulles de CO2 autour d'un doigt. La nucléation (ou germination) est l'apparition de petits domaines (appelés nuclei ou germes) d'une nouvelle phase à l'intérieur ou à la frontière d'une phase homogène devenue instable (en raison d'une modification de la température, de la pression ou de sa composition). La nucléation est une étape indispensable à la réalisation de la plupart des transitions de phase (fluide ↔ fluide, solide ↔ solide et fluide → solide).
SurébullitionLa surébullition est l'état d'un liquide maintenu à une température supérieure à son point d'ébullition sans bouillir. Il est obtenu par chauffage d'une substance homogène dans un récipient propre, pauvre en sites de nucléation (donc en aspérités), et en prenant soin de ne pas agiter le liquide. C'est un état dit métastable : une petite perturbation peut suffire pour déclencher abruptement l'ébullition. Un état apparenté, appelé surfusion, existe pour une matière qui demeure en phase liquide alors que sa température est inférieure à son point de solidification.
Cristallisation (chimie)vignette|Cristaux de sel obtenus par cristallisation lente dans une saumure à température ambiante. 250px|vignette La cristallisation est une opération unitaire du génie chimique consistant à isoler un produit sous forme de cristaux. La cristallisation est l’une des opérations physiques les plus anciennes pratiquées, avec l'évaporation de l’eau de mer pour isoler du sel.
Transition vitreuseLa transition vitreuse est un ensemble de phénomènes physique associés au passage d'un état de liquide surfondu à un état solide, qualifié de vitreux. Elle caractérise le passage entre la forme dure et relativement cassante et la forme « fondue » ou caoutchouteuse d'un matériau amorphe (ou d'un matériau semi-cristallin avec des régions amorphes). Un solide amorphe qui montre une telle forme de transition vitreuse est appelé un verre. Le refroidissement intense d'un liquide visqueux vers sa forme vitreuse est appelé la vitrification.
Point de fusionvignette|Un panneau routier québécois rappelle le point de congélation de l'eau à . Le point de fusion (ou la température de fusion) d'un corps pur ou d'un eutectique est, à une pression donnée, la température à laquelle les états liquide et solide de cette substance peuvent coexister à l'équilibre. Si l'on chauffe la substance (initialement solide), elle fond à cette température et la température ne peut pas augmenter tant que tout le solide n'a pas disparu.
Métastabilitévignette|États d'un système métastable : L'état 1 paraît stable, mais une perturbation suffisante pour dépasser l'état 2 conduira à l’état 3, plus stable que l'état 1 (qui de fait n'est que métastable). vignette|Bille en équilibre métastable au sommet d'un hémisphère. La métastabilité est la propriété d'un état d'apparence stable mais qu'une perturbation peut faire aller rapidement vers un état encore plus stable. En l'absence de perturbation significative la vitesse de la transformation menant à l'état stable peut être très faible, voire quasiment nulle.
Diagramme de phaseUn diagramme de phase, ou diagramme de phases, est une représentation graphique utilisée en thermodynamique, généralement à deux ou trois dimensions, représentant les domaines de l'état physique (ou phase) d'un système (corps pur ou mélange de corps purs), en fonction de variables, choisies pour faciliter la compréhension des phénomènes étudiés. Les diagrammes les plus simples concernent un corps pur avec pour variables la température et la pression ; les autres variables souvent utilisées sont l'enthalpie, l'entropie, le volume massique, ainsi que la concentration en masse ou en volume d'un des corps purs constituant un mélange.
Glace de merthumb|upright=1.25|Fragments épars de glace de mer recouverts de neige. thumb|upright=1.25|Lame fine de glace de mer, observée sous une lumière à polarisation croisée. Tous les cristaux (que l'on distingue grâce aux couleurs d'interférence différentes) contiennent des inclusions de saumure (solution saline) et d'air ; inclusions situées dans le plan cristallographique. La glace de mer est constituée d'eau de mer gelée, et parfois aussi de neige tassée ou d'eau douce gelée (l'eau de mer gèle à une température plus basse - environ -2°C - que l'eau douce).
