Est-ce que l'eau pure est gelée ?

L’eau pure : peut-elle rester liquide en dessous de 0 °C ?

La congélation de l’eau à 0 °C est un phénomène familier, mais saviez-vous que l’eau pure peut rester liquide bien en dessous de cette température ? Cette propriété inhabituelle défie l’intuition et soulève des questions fascinantes sur la nature de l’eau.

La congélation de l’eau : un processus complexe

Lorsque l’eau se congèle, les molécules d’eau s’alignent dans une structure cristalline ordonnée. Ce processus libère de l’énergie sous forme de chaleur latente de fusion. Cependant, lorsque l’eau est pure, il n’y a pas d’impuretés pour servir de noyaux de cristallisation. Cela signifie que les molécules d’eau ont du mal à s’aligner et à former une structure cristalline.

L’eau pure : un système métastable

En l’absence de noyaux de cristallisation, l’eau pure peut rester dans un état métastable, appelé état liquide surfondu. Dans cet état, l’eau est liquide mais a une viscosité et une densité plus élevées que l’eau liquide normale. Le surrefroidissement peut se produire jusqu’à -40 °C, voire plus bas dans des conditions soigneusement contrôlées.

Les facteurs influençant le surrefroidissement

Plusieurs facteurs peuvent influencer la capacité de l’eau pure à surfonder :

• La propreté de l’eau: Les impuretés fournissent des noyaux de cristallisation, ce qui réduit la capacité de l’eau à surfonder.
• La pression: Une pression plus élevée peut favoriser la formation de cristaux de glace.
• La température de départ: Des températures de départ plus basses peuvent faciliter le surrefroidissement.
• La vitesse de refroidissement: Un refroidissement rapide peut empêcher la formation de cristaux de glace.

Applications pratiques

Le surrefroidissement de l’eau pure a des applications pratiques dans divers domaines, notamment :

• Biologie cryogénique: Le surrefroidissement permet de stocker des organismes biologiques à des températures très basses sans les endommager par la formation de cristaux de glace.
• Condensation des nuages: Les gouttelettes d’eau des nuages peuvent parfois surfonder, ce qui retarde la formation de cristaux de glace et affecte les précipitations.
• Technologie du froid: Le surrefroidissement est utilisé dans des systèmes de refroidissement pour améliorer l’efficacité et réduire la consommation d’énergie.

Conclusion

L’eau pure peut rester liquide en dessous de 0 °C en raison de l’absence de noyaux de cristallisation. C’est une propriété fascinante qui met en lumière la nature complexe de l’eau et ses applications pratiques dans divers domaines.