Kategori: Kemi
udgivet: 9.December 2013
Ja, vand kan forblive flydende under nul grader Celsius. Der er et par måder, hvorpå dette kan ske.
først og fremmest afhænger fasen af et materiale (hvad enten det er gas, væske eller fast stof) stærkt af både dets temperatur og tryk., For de fleste væsker hæver tryk temperaturen, ved hvilken væsken fryser til fast stof. Et fast stof dannes, når de løse, bugtende molekyler af en væske bliver langsomme nok og tæt nok til at danne stabile bindinger, der fastgør dem på plads. Når vi anvender tryk på en væske, tvinger vi molekylerne til at komme tættere sammen. De kan derfor danne stabile bindinger og blive et fast stof, selvom de har en højere temperatur end frysepunktet ved standardtryk. Vand er dog noget unikt. Vandmolekyler spredes ud, når de binder sig til en fast krystallinsk struktur., Denne spredningsaktion fører til, at IS er mindre tæt end flydende vand, hvilket får is til at flyde. Denne udbredelsesvirkning af vandmolekylerne under frysning betyder også, at påføring af tryk på vand sænker frysepunktet. Hvis du anvender nok tryk (hvilket gør det svært for vandmolekylerne at sprede sig ud i den faste struktur), kan du have flydende vand flere grader under nul grader Celsius.
selvom du ikke anvender tryk, kan du stadig have flydende vand ved temperaturer under nul ved hjælp af tilsætningsstoffer., Tilsætningsstoffer som salt kan forstyrre den kemiske binding, der er nødvendig for at danne et fast stof, og de kan derfor sænke vandets frysepunkt. Salt består af stærke natrium-og chlorioner. Når de opløses i vand, har vandmolekylerne en tendens til at holde sig til saltionerne i stedet for til hinanden, og de fryser derfor ikke så let. Når du tilføjer mere salt til vandet, fortsætter dets frysepunkt med at falde, indtil vandet når mætning og ikke kan holde mere salt. Hvis du tilføjer nok salt, kan frysepunktet for vand falde så lavt som -21 grader Celsius., Denne kendsgerning betyder, at vand ved -21 grader Celsius stadig kan forblive flydende, hvis der tilsættes nok salt. I stedet for at holde flydende vand fra frysning, kan denne kraftfulde egenskab af salt også bruges til at vende is tilbage til vand. Sprinkling af salt på iskolde fortove sænker isens frysepunkt under omgivelsestemperaturen, og isen smelter. Men sprinkling af salt på iskolde gangbroer hjælper ikke, hvis omgivelsestemperaturen er under -21 grader Celsius. Effekten af salt på vandets frysepunkt har også dybe virkninger på jordens oceaner.,
selvom du ikke anvender tryk og ikke tilføjer noget til vandet, kan du stadig have flydende vand ved temperaturer under nul grader Celsius. For at vandet skal fryse til IS, har det brug for noget at fryse på for at starte processen. Vi kalder disse udgangspunkter “nukleationscentre”. I de fleste situationer, en lille smule støv, Urenhed, eller endda små vibrationer i vandet giver kernedannelsescentre for vandet at fryse på. Men hvis dit vand er meget rent og meget stille, er der intet for vandmolekylerne at krystallisere på., Som et resultat kan du afkøle meget rent vand godt under nul grader Celsius uden at det fryser. Vand i denne tilstand kaldes “superkølet”. Ved standardtryk kan rent vand superkøles til så lavt som omkring -40 grader Celsius. Superkølet vand holdes kun fra frysning af manglen på nukleationscentre. Derfor, når kernedannelsescentre er tilvejebragt (som kunne være så enkle som en vibration), fryser det superkølede vand hurtigt. Fryseregn er et naturligt eksempel på superkølet flydende vand., Når fryseregn rammer et objekt på jordens overflade, giver objektet nukleationscentre, og regnen fryser til is.emner: frysning, frysepunkt, fryseregn, is, fasediagram, tryk, superkølet, temperatur, vand