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La surchauffe peut avoir le sens de chauffer plus ou trop :
- dans le cas d'une machine à vapeur la surchauffe permet de supprimer les gouttelettes d'eau et d'élever la température de la vapeur ;
- dans le cas d'un moteur thermique la surchauffe est une élévation anormale de la température, souvent lié à une panne dans le circuit de refroidissement, et à laquelle il faut remédier le plus rapidement possible, pour éviter tout dommage ;
- dans le cas des freins, toute surchauffe peut avoir une conséquence dangereuse pour le véhicule et ses passagers (perte de contrôle) comme cela c'est produite dans la « rampe de Laffrey » en France ;
- la surchauffe d'une batterie lithium-ion, dans certains cas d'utilisation de smartphones, peut provoquer la déformation, la combustion voire l'explosion du téléphone dans les cas extrêmes ;
- la surchauffe sans fusion d'un corps pur consiste à le porter à une température supérieure à son point de fusion sans qu'il fonde, l'opposé d'une surfusion.