При каква температура замръзва водата
При каква температура замръзва водата?
Чистата вода при 0°C не замръзва - като морската вода.
За да замръзне водата, тя се нуждае от нещо, към което да прикрепи молекулите си. Ледените кристали се образуват около "ядра", като прахови частици. Ако няма такива, можете да охладите водата до -42 ° C, преди да започне да замръзва.
Охлаждането на вода без замръзване е известно като "преохлаждане". Това трябва да стане без бързане. Можете например да поставите бутилка с много чиста вода във фризера и да я охладите супер. Но щом издърпате бутилката и почукате с пръст по стъклото, водата моментално ще се превърне в лед.
Свръхбързото охлаждане на водата има съвсем различен ефект. Заобикаляйки етапа на лед (имащ еднаква структура на кристална решетка), той се трансформира в хаотично аморфно твърдо вещество, известно като "стъклена вода" (наречено така поради произволното подреждане на молекулите, подобно на структурата на стъклото). За да се получи „стъклена вода“, температурата трябва да се понижи до -137 ° C само за няколко милисекунди. "Стъклоподобна вода" на Земята може да се намери само в стените на лабораториите, но във Вселената тази форма на вода е най-често срещаната - от нея са направени кометите.
Поради високото съдържание на сол, морската вода редовно се охлажда под 0°C, без да замръзва. Кръвта на рибата, като правило, замръзва някъде при -0,5 ° C, така че морските биолози отдавна са объркани от въпроса: как рибите успяват да оцелеят в полярните морета? Оказва се, че видове като антарктическа ледена риба и херинга произвеждат протеини в панкреаса си, които се абсорбират от кръвта им. Именно протеините предотвратяват образуването на ледени кристализационни ядра (почти като антифриз в радиатора на колата).
Знаейки за характеристиките на водата при ниски температури, няма да се изненадате да научите, че нейната точка на кипене (дори при нормално налягане) не е непременно 100 ° C. Може да е много по-високо. Вярно е, че и тук течността трябва да се нагрява бавно и в съда без нито една драскотина. Именно в драскотините се съдържат самите въздушни кухини, близо до които се образуват първите мехурчета.
Кипенето започва, когато мехурчета от водна пара се разширят и пробият повърхността на водата. За да се случи това, температурата трябва да е достатъчно висока - толкова много, че налягането, създадено от парния мехур, да надвишава атмосферното налягане. При нормални условия това е 100 °C, но ако във водата няма места, където могат да се образуват мехурчета, е необходима повече топлина, за да се преодолее повърхностното напрежение на мехурчетата, които се пробиват към живота. (По същата причина надуването на балон е по-трудно в началото, отколкото в края.)
Това, между другото, обяснява защо чаша врящо кафе може да експлодира, опръсквайки всичко наоколо, ако я извадите от микровълновата печка или я разбъркате с лъжица. Движението ще предизвика верижна реакция, която ще доведе до бързо изпаряване на цялата вода, съдържаща се в кафето.
И накрая, една последна водна странност: горещата вода замръзва по-бързо от студената вода. Аристотел е първият, който забелязва това през 4 век пр.н.е. Научният свят обаче не призна неговата правота до 1963 г. - благодарение на упоритостта на танзанийски ученик на име Ерасто Мпемба. Момчето потвърди думите на древния грък, демонстрирайки, че подсладената млечна формула ще се превърне по-бързо в сладолед, ако първо се загрее. Но каква е тайната, все още не знаем.