يمكن أن يبدأ الجليد في التسامي عندما يكون ضغط البخار المشبع عند درجة حرارة معينة أكبر من الضغط الجزئي لبخار الماء في البيئة ؛ يعتبر شفط والتقاط بخار الماء بواسطة المكثف ، والذي يكون أقل من درجة حرارة المنتج ، شرطًا ضروريًا للتسامي.
المسافة التي تقطعها جزيئات الغاز بين تصادمين متتاليين تسمى متوسط المسار الحر ، والذي يتناسب عكسياً مع الضغط. تحت الضغط العادي ، تكون قيمته صغيرة جدًا ، وتتصادم جزيئات الماء المتسامية بسهولة مع الغاز وتعود إلى سطح مصدر البخار ، وبالتالي تكون سرعة التسامي بطيئة جدًا. مع انخفاض الضغط إلى أقل من 13.3 باسكال ، يزداد متوسط المسار الحر بمقدار 105 مرات ، مما يؤدي إلى تسريع سرعة التسامي بشكل كبير. نادرًا ما تغير جزيئات الماء المتطايرة جوانبها ، وبالتالي تشكل تدفق بخار اتجاهي.
تلعب مضخة التفريغ دور ضخ الغاز في مجفف التجميد المختبري للحفاظ على الضغط المنخفض اللازم للتسامي. 1 جرام من بخار الماء هو 1.25 لتر عند الضغط العادي لكنه يتوسع إلى 10000 لتر عند 13.3 باسكال من المستحيل لمضخة تفريغ عادية أن تضخ مثل هذا الحجم الكبير من الحجم لكل وحدة زمنية. يشكل المكثف في الواقع مضخة تفريغ تحبس بخار الماء على وجه التحديد.
تكون درجة حرارة المنتج والتكثيف عادة -25 درجة مئوية و -50 درجة مئوية. ضغط البخار المشبع للثلج عند درجة الحرارة هذه هو 63.3 باسكال و 1.1 باسكال على التوالي ، لذلك هناك فرق ضغط كبير بين سطح التسامي وسطح التكثيف. إذا كان من الممكن تجاهل الضغط الجزئي للغاز غير القابل للتكثيف في النظام في هذا الوقت بغض النظر ، فسوف يتسبب ذلك في وصول بخار الماء المتصاعد من المنتج إلى سطح المكثف بمعدل تدفق معين وتشكيل صقيع.
تبلغ حرارة تسامي الجليد حوالي 2822J / جم. إذا كانت عملية التسامي لا توفر الحرارة ، فيمكن للمنتج فقط تقليل الطاقة الداخلية للتعويض عن حرارة التسامي ، حتى يتم موازنة درجة الحرارة مع درجة حرارة المكثف ، سيتوقف التسامي. من أجل الحفاظ على فرق درجة الحرارة بين التسامي والتكثيف ، يجب توفير حرارة كافية للمنتج.
