Para congelarse y convertirse en hielo, el agua necesita un centro de condensación alrededor del cual se produzca la cristalización. Si el centro está ausente o el agua que se enfría es muy pura, el agua puede sobreenfriarse.
Lo que ocurre es que el agua no está en estado sólido, aunque sí superenfriada. Así que tan pronto como el agua llegue al centro de condensación, el agua liberará energía y se convertirá en hielo y esta energía liberada será absorbida por el agua sobreenfriada, lo que aumentará su temperatura.
$mL=Mc[0-(-10)]$ ,
donde M es la masa de agua sobreenfriada, m es la masa de hielo formada, c es el calor específico del agua.
$mL=10Mc$
El equilibrio se alcanzará en $0^{\circ}$ C porque una vez que comience la congelación toda el agua intentará congelarse porque ya está por debajo de su punto de congelación. Hasta ahora, era incapaz de congelarse porque carecía de centro de condensación. Por lo tanto, una vez que se consigue eso el agua empieza a congelarse instantáneamente.
Por ejemplo, $100gms$ de agua requerirá $1kcal$ de energía para alcanzar $0^{\circ}C$ de $-10^{\circ}C$ y el agua en $0^{\circ}C$ publicará $8kcal$ de energía cuando toda el agua se convierte en hielo.
Aunque toda el agua se congele, el exceso de energía que se liberó al congelarse el agua derretirá el hielo y el equilibrio se alcanzará en $0^{\circ}C$ eventualmente. Pero esto no ocurre así en el mundo real.
Cuando todos los componentes llegan a una temperatura común, se alcanza el equilibrio. Para que esto ocurra, el calor neto perdido y el calor neto ganado deben ser iguales en un sistema aislado de forma que todos los componentes alcancen una temperatura común.
Para más información sobre líquidos superenfriados, consulte este enlace: http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=19505
