V- SURFUSION
1) Introduction
Nous avons déjà vu apparaître le phénomène de surfusion lors de l'animation du paragraphe II 1; Dans la réalité, le phénomène de surfusion a une autre explication : prenons l'exemple d'un échantillon de glace sphérique. Le volume est proportionnel à R3, R étant le rayon, et la surface à R2. Quand R
, surface/volume 
,
toutes les molécules
peuvent alors être considérés comme des molécules de la surface. Or ces dernières sont mal attachées. Pour
les très petits échantillons de glace, la température de fusion est donc inférieure à O°C. Or pour
que de l'eau gèle, il faut commencer par la formation de petits échantillons. Un choc, ou
une impureté peut amener à la formation brutale d'un échantillon suffisamment gros pour que sa température
de fusion soit supérieure à la température du milieu, et l'eau vient cristalliser dessus. La surfusion
de l'eau cesse, comme le montre la vidéo ci-contre à droite.
2) Élévation de la température lorsque la surfusion cesse
Lorsque la surfusion cesse, la solidification du liquide dégage de l'énergie et cela fait augmenter la température. Autrement dit, il y a transformation d'énergie potentielle en énergie cinétique d'agitation thermique. Cela est manifeste dans l'animation ci-contre, où lorsqu'on permet aux billes d'aller en bas, la moyenne de v2, proportionnelle à la température augmente.
En général, la température atteint la température de fusion avant que tout le liquide ne se soit solidifié. On arrive à un mélange liquide solide à la température du palier. L'acétate de sodium trihydraté CH3COONa·3H2O, fond à 58°C et reste en surfusion par refroidissement. Pour faire cesser la surfusion, il suffit de cliquer une pastille métallique à l'intérieur. La température remonte à 58°C (voir vidéo ci-contre à droite). On peut se servir de ce dispositif pour se réchauffer quand on fait du ski (sachets GIB'HOT disponibles en pharmacie). Pour réobtenir l'acétate liquide, il suffit de plonger le sachet dans l'eau bouillante. Voir également la vidéo ci-dessous ou on voit qu'un choc, ou le fait de le toucher, fait cristalliser l'acétate en surfusion. Suite : congélation de l'eau salée
