Comment ça marche
Vous avez utilisé du sel et de la glace pour faire chuter la température du mélange réfrigérant en dessous du point de congélation normal de l’eau. C’est ce qu’on appelle la « dépression du point de congélation ». Cette eau salée très froide peut être utilisée pour refroidir d’autres échantillons d’eau et de soda en dessous de leur point de congélation normal afin de découvrir lesquels d’entre eux peuvent être surfondu. Vous pourriez également découvrir quels échantillons gèlent à leur point de congélation normal quoi qu’il arrive.
Lorsque l’eau gèle, les molécules s’assemblent de manière très ordonnée et forment une structure cristalline. De ce fait, les molécules d’eau sous forme de glace ont moins d’énergie que les molécules d’eau sous forme liquide. Cela signifie que pour passer de l’eau liquide à l’eau solide, les molécules doivent perdre de l’énergie thermique. En d’autres termes, lorsque l’eau surfondue gèle lorsque vous la tapez ou l’ouvrez, elle réchauffe également le reste de l’eau. Ce réchauffement peut ne permettre qu’à dix ou vingt pour cent de l’eau de geler, ce qui explique la présence de boue dans la bouteille au lieu d’un morceau solide. La formation de cristaux de glace se produit très rapidement mais la chaleur circule lentement dans l’eau.
Lorsque l’eau est refroidie à son point de congélation, des cristaux de glace peuvent commencer à s’accumuler dans l’eau. Comme les flocons de neige, ces cristaux ont besoin de quelque chose sur lequel se développer et ils utilisent des impuretés microscopiques dans l’eau ou des emplacements sur la bouteille pour y parvenir. Si vous travaillez avec de l’eau vraiment pure et que vous la refroidissez lentement pour produire de l’eau surfondue sous forme liquide, le résultat est différent. Lorsqu’une impureté (par exemple un cristal de glace) est ajoutée à cette eau pure surfondue, le processus de cristallisation s’accélère encore plus. L’eau se fige instantanément, sans aucune trace de glace. C’est ce qu’on appelle la » congélation instantanée « .
Si vous surfriqué de l’eau gazeuse ou du soda, il y a d’autres facteurs à prendre en compte. Lorsque le soda est produit, de grandes quantités d’additifs (comme le sucre, les couleurs et les arômes) ainsi que du dioxyde de carbone (CO2) sont pompés dans l’eau. Ces additifs sont appelés solutés et lorsque des solutés sont ajoutés à un liquide tel que l’eau (le solvant), le point de congélation de l’eau diminue. En abaissant le point de congélation, le soda doit atteindre une température beaucoup plus froide que l’eau ordinaire pour geler. Le dioxyde de carbone présent dans le soda ne se maintient que tant que la bouteille reste fermée. Lorsque la bouteille est ouverte et que vous entendez le « whoosh » du gaz et de la mousse qui s’échappent de la bouteille, la concentration des solutés dans l’eau diminue rapidement. Le point de congélation augmente et, sans tous ces solutés, le soda gèle très rapidement. Bien sûr, toutes ces bulles constituent également des endroits où les cristaux de glace peuvent commencer à se former. Vous pouvez le tester en tapant sur une bouteille de soda surfondue sans l’ouvrir. Des bulles se formeront après le tapotement et la congélation se produira probablement.