Почему даже при -30 вода в спокойном состоянии, иногда не замерзает, а стоит чуть-чуть пошевелить и всё, льдина
Как такое возможно?
Способность воды принимать температуру ниже точки плавления льда была обнаружена впервые Фаренгейтом еще в 1724 г.
Переход переохлажденной воды в твердое состояние – лед, происходит только при наличии в ней центров (ядер) кристаллизации, в качестве которых могут выступать взвешенные частицы наносов, находящиеся в воде, кристаллики льда или снега, поступающие в воду из атмосферы, кристаллики льда, образующиеся в переохлажденной воде в результате ее турбулентного поступательного движения, частицы других веществ, присутствующих в водной толще.
Если охлаждать очень чистую воду медленно, то конденсироваться ей будет не на чем.
Переохлаждённое состояние метастабильно.
Когда ты ударяешь воду, то в ней как раз и появляется такой центр кристаллизации в месте касания.
В лабораторных условиях при большом давлении и интенсивном охлаждении дистиллированную воду можно переохладить до температуры порядка — 30, а капель — 50°С. От глубины переохлаждения воды зависит и скорость ее кристаллизации.
Ведь, при кристаллизации выделяется тепло, которое нагревает воду и увеличивает её стабильность.
Переохлаждены до температуры ниже точки плавления могут быть и другие жидкости.
Переохлаждённый жидкий гелий замерзает с очень большой скоростью - движение фронта кристаллизации происходит примерно со скоростью звука - около 100 м/с!
Так как передача тепла, выделяющегося при кристаллизации, в нём присходит с помощью фононов, а не диффузно, как в воде.
А переохлаждённая вода замерзает не так уж и быстро.
Вот тут запись опыта
http://rupor.net/video/2007/03/13/432/all
Примерно такой же эффект наблюдается и высоко в атмосфере, где нет пыли.
Там водяной пар сильно переохлаждён, но не превращается в воду и лёд.
А когда рядом пролетает реактивный самолёт, то его выхлопы порождают множество центров конденсации - появляется "след"
Здравствуйте!
Ещё давно было обнаружено, что вода иногда сохраняется в жидком виде и не замерзает при довольно низкой температуре. Это чаще всего наблюдается с чистой дистиллированной водой, поскольку в ней нет микровзвесей (служащих ядрами кристаллизации) и можно обнаружить такую жидкую воду при температуре даже -20 С. Соответственно, если чистая от взвесей вода находится в спокойном состоянии (что иногда бываетна озёрах) , то и она может долго сохраняться незамёрзшей при очень низкой температуре, а при внешнем механическом воздействии очень быстро замезает, поскольку при этом равновесие переохлаждённой воды может нарушиться ,
С этим явлением - переохлаждённой воды часто сталкиваются метеорологи, когда проводят наблюдения по психрометру, у которого один их термометров обёрнут батистом, смоченным дистиллированной водой. Поэтому при наблюдении при низкой температуре воздуха записывается в данных смоченного термометра "лёд! " или "вода! "", поскольку при разном состоянии воды на смоченном термометре расчёт влажности будет разным.
Но чаще всего переохлаждённая и незамёрзшая вода встречается в атмосфере. Микрокапельки облаков (а это также дистиллят) не замерзают даже до -30 С и иногда ниже (облака нижнего яруса) , в то время как облака среднего (2-6 км) и верхнего (более 6 км) обычно состоят из микрокристаллов.
Выпадение переохлаждённого дождя при отрицательной температуре воздуха, хотя и редкое, но очень опасное явление природы - ГОЛОЛЁД, вызывающее быстрое намерзание льда на проводах, ветвях и деревьях, массовые обломы ветвей и даже падения деревьев, а также обрывы проводов и не нужно путать это явление с ГОЛОЛЕДИЦЕЙ - скользкой дорогой (которое наблюдается всю зиму) . Подробнее см. по этому вопросу мой ответ на вопрос:
http://otvet.mail.ru/question/9919177/
Кроме того, из-за наличия в атмосфере переохлаждённых капельно-жидких облаков при отрицательной температуре возникает очень опасное явление погоды для авиации - Обледенение ВС (воздушных судов) . При этом переохлаждённые капельки облака при встрече с поверхностью ВС
ударяются об неё и мгновенно намерзают, создавая очень плотный "матовый лёд", обладающий сильной адгезией ("налипанием на поверхность"). Поэтому лёд начинает быстро нарастать на крыльях, фюзеляже, воздухозаборниках двигателей и даже на винтах винтомоторных самолётов! Из за обледенения в мире уже произошло в истории авиации сотни авиапроисшествий, и к сожалению, они продолжают происходить, несмотря на применяемые технические средства по удалению обледенения с поверхности ВС и тщательные рекомендации авиационных синоптиков по обходу опасных зон обледенения. Мне пришлось участвовать в расследовании нескольких таких авиапроисшествий. Так что переохлаждённая вода в атмосфере не так уж и безобидна!
При этом хочу отметить неплохой ответ Саватьева.
Всего Вам доброго
При -30 может не замерзать только дистиллированная вода в идеально спокойном состоянии. Любые вкрапления (растворенные соли, минералы и пр. ) и воздействия инициализируют процесс кристаллизации (именно в точке воздействия или нахождения вкрапления начинается кристаллизация - видел где-то даже замедленную съемку процесса) . Почему это так достоверно не известно, пояснения ученых на уровне теорий, но не окончательных доказательств. Вопросы кристаллизации вообще и воды, в частности, далеко не полностью исследованы, работают люди.
P.S. А с водой многое неясно, плохо она укладывается в рамки свойств жидкостей.
Не поверю пока не увижу!!!