Kategorie: Chemie
Veröffentlicht am: Dezember 9, 2013
ja, Wasser bleiben kann Flüssigkeit unter null Grad Celsius. Es gibt einige Möglichkeiten, wie dies passieren kann.
Zunächst hängt die Phase eines Materials (ob es sich um Gas, Flüssigkeit oder Feststoff handelt) stark von seiner Temperatur und seinem Druck ab., Bei den meisten Flüssigkeiten erhöht der Druck die Temperatur, bei der die Flüssigkeit gefriert, um fest zu werden. Ein Feststoff wird gebildet, wenn die losen, mäandernden Moleküle einer Flüssigkeit langsam genug und nahe genug werden, um stabile Bindungen zu bilden, die sie festhalten. Wenn wir Druck auf eine Flüssigkeit ausüben, zwingen wir die Moleküle, näher zusammen zu kommen. Sie können daher stabile Bindungen bilden und zu einem Feststoff werden, selbst wenn sie bei Standarddruck eine höhere Temperatur als den Gefrierpunkt aufweisen. Wasser ist jedoch etwas einzigartig. Wassermoleküle breiten sich aus, wenn sie sich zu einer festen kristallinen Struktur verbinden., Diese Ausbreitungswirkung führt dazu, dass Eis weniger dicht ist als flüssiges Wasser, wodurch Eis schwimmt. Diese ausbreitende Wirkung der Wassermoleküle während des Einfrierens bedeutet auch, dass das Aufbringen von Druck auf Wasser den Gefrierpunkt senkt. Wenn Sie genügend Druck ausüben (was es den Wassermolekülen erschwert, sich in die feste Struktur auszubreiten), können Sie flüssiges Wasser um einige Grad unter Null Grad Celsius haben.
Selbst wenn Sie keinen Druck ausüben, können Sie flüssiges Wasser mit Additiven bei Temperaturen unter Null haben., Additive wie Salz können die chemische Bindung stören, die zur Bildung eines Feststoffs erforderlich ist, und sie können daher den Gefrierpunkt des Wassers senken. Salz besteht aus starken Natrium-und Chlorionen. Wenn sie in Wasser gelöst werden, neigen die Wassermoleküle dazu, an den Salzionen anstatt aneinander zu haften,und sie gefrieren daher nicht so leicht. Wenn Sie dem Wasser mehr Salz hinzufügen, sinkt der Gefrierpunkt weiter, bis das Wasser die Sättigung erreicht hat und kein Salz mehr aufnehmen kann. Wenn Sie genug Salz hinzufügen, kann der Gefrierpunkt von Wasser bis zu -21 Grad Celsius fallen gelassen werden., Diese Tatsache bedeutet, dass Wasser bei -21 Grad Celsius immer noch flüssig bleiben kann, wenn genügend Salz hinzugefügt wird. Anstatt flüssiges Wasser vor dem Einfrieren zu bewahren, kann diese starke Eigenschaft von Salz auch verwendet werden, um Eis wieder in Wasser zu verwandeln. Das Streuen von Salz auf eisige Bürgersteige senkt den Gefrierpunkt des Eises unter die Umgebungstemperatur und das Eis schmilzt. Das Streuen von Salz auf eisige Gehwege hilft jedoch nicht, wenn die Umgebungstemperatur unter -21 Grad Celsius liegt. Die Wirkung von Salz auf den Gefrierpunkt des Wassers hat auch tiefgreifende Auswirkungen auf die Ozeane der Erde.,
Selbst wenn Sie keinen Druck ausüben und dem Wasser nichts hinzufügen, können Sie flüssiges Wasser bei Temperaturen unter Null Grad Celsius haben. Damit Wasser zu Eis gefriert, muss es etwas einfrieren, um den Prozess zu starten. Wir nennen diese Ausgangspunkte „Kernzentren“. In den meisten Situationen sorgen ein wenig Staub, Verunreinigungen oder sogar geringe Vibrationen im Wasser für Keimbildungszentren, auf die das Wasser gefrieren kann. Aber wenn Ihr Wasser sehr rein und sehr still ist, gibt es nichts, worauf die Wassermoleküle kristallisieren können., Dadurch können Sie sehr reines Wasser weit unter null Grad Celsius abkühlen, ohne dass es einfriert. Das Wasser in diesem Zustand wird als „unterkühlt“. Bei Standarddruck kann reines Wasser auf bis zu -40 Grad Celsius unterkühlt werden. Unterkühltes Wasser wird nur durch das Fehlen von Keimbildungszentren vor dem Einfrieren bewahrt. Sobald Keimbildungszentren bereitgestellt sind (was so einfach wie eine Vibration sein könnte), gefriert das unterkühlte Wasser daher schnell. Gefrierregen ist ein natürliches Beispiel für unterkühltes flüssiges Wasser., Sobald gefrierender Regen auf ein Objekt auf der Erdoberfläche trifft, stellt dieses Objekt Kernzentren bereit, und der Regen gefriert zu Eis.
Themen: Einfrieren, Gefrierpunkt, Einfrieren regen, Eis, Phasendiagramm, Druck, unterkühlt, Temperatur, Wasser