Kategoria: Chemia
opublikowano: 9 grudnia 2013
tak, woda może pozostać płynna poniżej zera stopni Celsjusza. Istnieje kilka sposobów, w jaki może to się zdarzyć.
przede wszystkim Faza materiału (czy jest to gaz, ciecz, czy ciało stałe) zależy zarówno od jego temperatury, jak i ciśnienia., W przypadku większości cieczy zastosowanie ciśnienia podnosi temperaturę, w której ciecz zamarza do stałej. Ciało stałe powstaje, gdy luźne, meandrujące cząsteczki cieczy stają się wystarczająco powolne i wystarczająco blisko, aby utworzyć stabilne wiązania, które przypinają je na miejscu. Kiedy przykładamy ciśnienie do cieczy, zmuszamy cząsteczki, aby zbliżyły się do siebie. Mogą więc tworzyć stabilne wiązania i stać się ciałem stałym, nawet jeśli mają wyższą temperaturę niż temperatura zamarzania przy standardowym ciśnieniu. Woda jest jednak dość wyjątkowa. Cząsteczki wody rozprzestrzeniają się, gdy łączą się w stałą strukturę krystaliczną., To rozłożenie powoduje, że lód jest mniej gęsty niż płynna woda, powodując unoszenie się lodu. To rozproszone działanie cząsteczek wody podczas zamrażania oznacza również, że zastosowanie ciśnienia do wody obniża temperaturę zamarzania. Jeśli zastosujesz odpowiednie ciśnienie (utrudniając cząsteczkom wody rozprzestrzenianie się w strukturze stałej), możesz mieć ciekłą wodę o kilka stopni poniżej zera stopni Celsjusza.
nawet jeśli nie zastosujesz ciśnienia, nadal możesz mieć ciekłą wodę w temperaturach poniżej zera za pomocą dodatków., Dodatki takie jak sól mogą zakłócać wiązanie chemiczne potrzebne do utworzenia ciała stałego i dlatego mogą obniżyć temperaturę zamarzania wody. Sól składa się z silnych jonów sodu i chloru. Rozpuszczone w wodzie cząsteczki wody mają tendencję do przyklejania się do jonów soli zamiast do siebie, a zatem nie zamarzają tak łatwo. Gdy dodajesz więcej soli do wody, jej temperatura zamarzania nadal spada, aż woda osiągnie nasycenie i nie może utrzymać więcej soli. Jeśli dodasz wystarczającą ilość soli, temperatura zamarzania wody może być upuszczona tak nisko, jak -21 stopni Celsjusza., Fakt ten oznacza, że woda w temperaturze -21 stopni Celsjusza może nadal pozostać ciekła, jeśli dodana zostanie wystarczająca ilość soli. Zamiast zatrzymywać płynną wodę przed zamarzaniem, ta potężna właściwość soli może być również używana do przekształcania lodu z powrotem w wodę. Posypanie soli na oblodzonych chodnikach obniża temperaturę zamarzania lodu poniżej temperatury otoczenia i lód topnieje. Ale posypywanie solą lodowych chodników nie pomoże, jeśli temperatura otoczenia jest poniżej -21 stopni Celsjusza. Wpływ soli na temperaturę zamarzania wody ma również głęboki wpływ na oceany Ziemi.,
nawet jeśli nie zastosujesz ciśnienia i nie dodasz nic do wody, nadal możesz mieć ciekłą wodę w temperaturze poniżej zera stopni Celsjusza. Aby woda zamarzła do lodu, potrzebuje czegoś do zamrożenia, aby rozpocząć proces. Punkty wyjściowe nazywamy „centrami zarodkowania”. W większości sytuacji odrobina kurzu, nieczystości, a nawet niewielkie wibracje w wodzie zapewniają Ośrodki zarodkowania, na których woda może zamarznąć. Ale jeśli wasza woda jest bardzo czysta i nieruchoma, nie ma na czym krystalizować cząsteczki wody., W rezultacie można schłodzić bardzo czystą wodę znacznie poniżej zera stopni Celsjusza bez jej zamarzania. Woda w tym stanie nazywana jest „przechłodzona”. Przy standardowym ciśnieniu czysta woda może być przechłodzona nawet do około -40 stopni Celsjusza. Przechłodzona woda jest chroniona przed zamarzaniem tylko przez brak ośrodków nukleacyjnych. Dlatego po dostarczeniu ośrodków nukleacyjnych (co może być tak proste, jak wibracja) przechłodzona woda szybko zamarza. Zamarzający deszcz jest naturalnym przykładem przechłodzonej ciekłej wody., Gdy mroźny deszcz uderzy w obiekt na powierzchni ziemi, Obiekt ten zapewnia Ośrodki nukleacji, a deszcz zamarza do lodu.
tematyka: zamarzanie, temperatura zamarzania, zamarzający deszcz, lód, schemat fazowy, ciśnienie, przechłodzone, temperatura, woda