質問: 過冷却について 過冷却はなぜ起こるのですか? 現象としの理論は大体わかったのですが、それがエネルギー的にどうなのか、がいまいちつかめません。 教えてください。
回答: 補足です。 熱力学的な観点では、g=h-ts ということになり、0°Cで氷と水が共存するということは、その温度において、両者の自由エネルギー差が0であり、氷が溶ける際のエンタルピー変化δhがtδsに等しいということになります。0°Cではt=273 (k)ですので、この温度での溶解に伴うエントロピー変化δs=δh/273ということになります。過冷却状態ではt<273ということですので、δhやδsの温度による変化が小さければ、tの変化に伴ってgの値は0ではなくなります。これはその状態が平衡状態でないことを意味します。δhやδsの温度変化がないと仮定すれば、ある温度での自由エネルギーが計算できることになります。 なお、-80°Cというのはあくまで計算上であり、実際に-80°Cの過冷却水が簡単にできるとは思えませんので、机上の空論に近いと思います。