O excesso de frio refere-se ao estado subestável termodinâmico do líquido quando a temperatura é inferior ao ponto teórico de condensação, cuja essência é a falta de núcleos de condensação suficientes (como impurezas, defeitos na superfície do recipiente) ou a queda de temperatura muito rápida, o que faz com que o líquido não possa formar uma estrutura cristalina estável a tempo. Por exemplo, a água de alta pureza permanece líquida a -40 ° C, enquanto a água comum congela rapidamente devido às impurezas. Este fenômeno fornece uma premissa essencial para a determinação do ponto de congelamento: ao controlar as condições ambientais (como o uso de recipientes suaves, resfriamento rápido), o líquido pode entrar em um estado muito frio e, em seguida, desencadear a cristalização por meio de perturbações externas (como vibrações, adição de núcleos), liberando calor potencial e elevando a temperatura para o ponto de congelamento real.

As condições termodinâmicas da cristalização exigem que o sistema esteja sobrefrio (a temperatura real é inferior ao ponto de coagulação teórico) para fornecer a força motriz da cristalização. Quando o líquido é muito frio até o ponto crítico, a pobre energia livre molecular faz com que a fase líquida se mude para a fase sólida, mas é necessário superar a barreira da energia superficial para formar um núcleo estável. O ponto de congelamento automático é progressivamente resfriado por meio de um sistema de refrigeração de precisão, levando o líquido para a zona de excesso de frio e, em seguida, monitorando as mudanças de temperatura em tempo real usando sensores. Quando a cristalização é acionada, a curva de temperatura aparece no período de plataforma (estabilidade do ponto de congelamento) e o instrumento determina o ponto de congelamento capturando esse ponto característico e combinando a curva de concentração-ponto de congelamento preexistente (como a relação entre o ponto de congelamento e a concentração de uma solução de etanol) para converter o valor de temperatura em concentração ou outros parâmetros.

Esta tecnologia é amplamente utilizada em áreas como a detecção de anticongelante de automóveis, controle de qualidade de alimentos e outras, e suas principais vantagens são o alto grau de automação, a alta precisão da medição (o erro geralmente é menor que ± 0,1 ° C) e a capacidade de evitar erros introduzidos pela operação manual. Combinando a natureza termodinâmica do excesso de frio com as condições de cristalização, a determinação automática do ponto de congelamento permite a captura precisa e a análise quantificada do comportamento da mudança de fase do líquido.