5.0 0.5 5 28

Почему вода замерзает?

Иван Орлов
Иван Орлов
9 января 2013
2299
Оцените:
Почему вода замерзает?

Человеческая жизнь всегда зависела, и будет зависеть от воды. Именно поэтому с незапамятных времен люди наблюдали за ней очень внимательно. Они обнаружили, что в холодную погоду вода замерзает, превращаясь в твердое вещество - лед, который при нагревании снова становится жидкостью, то есть водой. Как это происходит, почему вода замерзает, становясь льдом?

Что такое кристаллизация

Большинство веществ на планете как природных, так и искусственных, могут находиться в нескольких агрегатных (фазовых) состояниях.Так называются формы их существования, которые могут сменять друг друга. Смена форм зависит от внешних условий. В природе есть 3 состояния вещества – газообразное, жидкое и твердое.

Более 80% воды на нашей планете находится в жидком состоянии. Это говорит о том, что молекулы воды движутся быстро и имеют между собой слабую связь. По этим причинам вода может принимать любую форму, но сохранить ее она не сможет.

Но если жидкость охлаждать, тогда она переходит в твердое состояние. Быстрота движения ее молекул может замедлиться настолько, что меж ними устанавливается устойчивая связь. Получается твердое тело, у которого есть своя внутренняя структура. Когда структура упорядочена, тогда она называется кристаллической. В данном случае лед – это кристаллическое вещество. Кристаллы льда имеют форму шестигранника.

Переход вещества из жидкости в твердое тело называется кристаллизацией или застыванием. Обратный процесс, то есть переход из твердого состояния в жидкость – плавлением.

0 градусов на шкале Цельсия был установлен на температуре замерзания пресной

Что такое "Эффект Мпембы"?

Парадокс того, что кристаллизация у горячей воды наступает раньше чем у холодной, известен под названием "Эффект Мпембы". Существует несколько вариантов, объясняющих, почему горячая вода быстрее замерзает, в сравнении с холодной. Рассмотри некоторые из этих вариантов:

1. Горячая вода имеет больше центров кристаллизации, чем холодная. А при их малом количестве затрудняется переход в твердое состояние.

2. Холодная вода замерзать начинает сверху. Этим самым ухудшаются процессы конвекции и теплоизлучения. Горячая же вода замерзает снизу. То есть теплоотдача у горячей воды выше, чем у холодной.

3. Испарение горячей воды происходит быстрее. Этим самым уменьшается ее объем. А вода с меньшим объемом замерзнет быстрее.

4. Если под контейнером с горячей водой есть снеговая подкладка, то она протаивает, и тепловой контакт контейнера и охлаждающей поверхности улучшается. Тем самым теплоотдача увеличивается. Под контейнером с холодной водой снег не подтаивает.

Почему соленая вода не замерзает?

Вода замерзает (кристаллизуется) при любой солености. Просто температура замерзания у такой воды ниже. Например: дистиллированная вода, в которой нет солей, застывает при 0*С; вода, где на 1л растворено 2 г соли, замерзает при -0,1*С; океанская вода (35 г соли/1л) начинает замерзать при -1,9*С.

В данном случае идет процесс кристаллизации только воды, а сам соляной раствор имеет еще более низкую температуру замерзания. Вот по этой причине арктический лед всегда пресный.

Подписывайтесь на наши группы в социальных сетях - смешные статьи, картинки и факты!