קירור-על

קירור-על (supercooling), או קירור יתר, הוא מצב מטסטבילי, יציב חלקית, שבו נוזל קר מתחת לנקודת הקיפאון שלו אבל לא הופך למוצק.

התופעה מתרחשת כאשר מקררים נוזל באופן אחיד ואין בו אתרי התגרענות. אתרי התגרענות הם נקודות שמתחילות קרח, כמו חלקיקי לכלוך או פגמים בקצה הכלי. בהיעדר אותן נקודות, אין מקום קל להתחלת מעבר הפאזה, ולכן הנוזל נשאר נוזלי גם בטמפרטורות נמוכות.

ההסבר הפיזיקלי קשור לאנרגיה החופשית, מדד שמראה איזו צורה אנרגטית עדיפה. אזור קטן שמתמצק מעלה את אנרגיית פני־השטח שלו. עלייה זו יכולה להיות גבוהה יותר מהרווח האנרגטי שמתקבל מהקפאת אותו אזור, ולכן הקרח לא מתפשט מעצמו.

דוגמה ברורה היא מים טהורים. במצב כזה אפשר לקרר מים עד כ־42°C- מבלי שהם יקפאו. אך ברגע שמכניסים גורם מפריע, כמו טלטול, זריעה של חלקיק או קפיאה מקומית קטנה, כל המים יכולים להקפיא במהירות.

קירור-על הוא מצב שבו נוזל קר מאוד אבל לא קופא.

לעתים אין בנוזל נקודות שמתחילות קרח. נקודות כאלה הן חלקיקי לכלוך או פגמים בכלי. בלי נקודות אלה, הנוזל יכול להישאר נוזלי גם בטמפרטורה נמוכה מאוד.

כשהחומר מתחיל לעבור לקרח, נוצר שטח חדש עם אנרגיה יותר גבוהה. זה יכול למנוע התחלת הקפאה קטנה.

לדוגמה: מים מאוד טהורים יכולים להישאר נוזליים עד כ־42°C-. אם מכים אותם, מערבבים או שמכניסים חלקיק, הם עלולים לקפוא מהר מאוד.