La surfusion est l'état de la matière quand elle reste liquide alors que sa température descend en dessous de sa température de solidification.
La solidification est le passage de l'état liquide à l'état solide. La fusion est le passage de l'état solide à l'état liquide. La vaporisation est le passage de l'état liquide à l'état de vapeur. La liquéfaction est le passage de l'état de vapeur à l'état liquide.
L'eau en surfusion, c'est-à-dire toujours liquide en dessous de 0°C, se transforme en glace quand les molécules d'eau s'associent entre elles pour former des tétraèdres (pyramides à quatre faces).
On la trouve sous les trois états : état liquide : mer, fleuve, rivière, pluie, brouillard, … état solide : glace, neige, verglas, … état gazeux : invisible tout autour de nous.
· 1 litre d'eau douce pèse 1 kg; · 1 m³ d'eau douce pèse 1 000 kg; · 1 m³ d'eau de mer pèse 1 020 kg; · Un volume d'eau douce de 1 000 mm x 1 000 mm x 1 mm (c'est-à-dire 0,001 m³) équivaut à 1 litre et pèse donc 1 kg.
La surfusion est due à l'énergie de tension superficielle à l'interface solide-liquide. De manière simplifiée, on peut considérer que dans un liquide libre d'impuretés, les petits germes de solide en voie de congélation sont instables car ils sont refondus par l'agitation thermique.
Un peu plus loin, ce même article nous apprend que « 100 °C, soit la température d'ébullition de l'eau, c'est en fait la température où la totalité du liquide chauffé se transforme en gaz.
Seul l'état gazeux de l'eau (vapeur d'eau) est invisible. Si l'eau est visible, elle est donc soit à l'état liquide soit à l'état solide. Les nuages se forment à partir de la vapeur d'eau qui se condense ou se solidifie. Ils sont constitués de gouttelettes d'eau liquides ou de cristaux de glace solides.
Il existe 2 types de vaporisation : - l'ébullition, qui se produit lorsque la température de l'eau atteint 100°C. - l'évaporation, qui se produit à la surface du liquide, à l'aide de la chaleur et du vent.
En 2010, des chercheurs menant des expériences à l'installation européenne de rayonnement synchrotron (ESRF) ont affirmé que l'eau pouvait se trouver sous une forme surfondue. Il s'agit d'un état de non-gel situé dans un intervalle de température allant de 0 °C à -39 °C.
Ça semble aller de soi : à volume égal, l'eau chaude gèle moins vite que l'eau froide. Car pour atteindre 0°C, l'eau déjà froide a moins de chaleur à perdre, moins d'énergie à dissiper, que l'eau chaude.
L'eau en surfusion, c'est-à-dire toujours liquide en dessous de 0 °C, se transforme en glace quand les molécules d'eau s'associent entre elles pour former des tétraèdres (pyramides à quatre faces).
«En gros, c'est que l'eau distillée ou purifiée n'a pas de particules qui serviraient de germes pour partir la congélation. Elle ne gèle pas, elle est en surfusion.
De la température ambiante à 0°C, l'eau dans le tube à essai est uniquement sous forme liquide. A 0°C, l'eau commence à se transformer en glace. Tant que les deux états de l'eau, solide et liquide, sont en présence, la température à l'intérieur du tube à essai reste constante : 0°C.
La liquéfaction
La vapeur d'eau qui forme les nuages se transforme en liquide. C'est une liquéfaction. A pression normale, la liquéfaction de l'eau pure a lieu à 100°C. La formation de buée sur une vitre froide est un cas de liquéfaction.
L'ébullition est un phénomène qui concerne la totalité du liquide et qui se produit pour un corps pur et dans un lieu donné, à température constante. Au-dessus de la température d'ébullition (100°C) lorsque la pression vaut 1 atmosphère), la substance eau est à l'état de gaz.
Le point de fusion est la température à laquelle une substance passe de l'état solide à l'état liquide. Il s'agit d'une propriété physique caractéristique de la matière. Chaque substance pure solide fond et devient liquide à une température précise. Cette température est nommée point de fusion.
La surfusion de l'eau est un phénomène bien connu et des records de température ont été atteint (~ 235 K = -40 °c) par cette voie. Un autre moyen pour maintenir de l'eau liquide à des températures négatives consiste à confiner le liquide dans une structure nanométrique de matériaux poreux.
Réponse. La concentration massique d'un soluté, notée Cm, représente la masse m de soluté dissous par litre de solution. L'unité de la concentration massique généralement utilisée est le « g.L-1 ».