Лучшим из всех напитков является чистая вода , которая прекрасно увлажняет и очищает организм. Это отличный источник жизненной силы для тела. Все мы знаем, что человеческое тело на 70% состоит из воды . Поэтому, если есть какие-либо проблемы со здоровьем, стоит задуматься, действительно ли они вызваны обезвоживанием.
Когда вы чувствуете усталость и вялость, часто лучшее лекарство это стакан теплой воды. Было показано, что ежедневный спрос на воду для обычного человека составляет около 30 мл на 1 кг массы тела. Если вы весите 80 кг, вы должны ежедневно потреблять 2,4 л воды (30 мл х 80 = 2400 мл = 2,4 л ). Лучше выработать привычку пить по полстакана воды каждые 40 минут, особенно в жаркую погоду - достаточно, чтобы удовлетворить потребности нашего организма.
Вода - это один из необычных веществ на всей планете, обладающая множеством свойств, способных сделать ее уникальной. Приведем пример: самая большая плотность у воды появляется при температуре +4 о С. Благодаря этому вода в водоемах замерзает поверх водоема, а не наоборот. Многие знают, что вода замерзает при 0 градусов . Это обычное свойство воды. Эта температура является второй опорной точкой термометра. Из-за своих неподчинений различным физическим и химическим закономерностям, воду можно назвать - непослушным веществом .
Как известно любому из нас из школьной программы по химии, что температура, при которой замерзает вода, равняется 0 градусов по Цельсию. Но этот фактор можно с уверенностью оспорить. Для этого проведем небольшой эксперимент. Если взять стакан очищенной от посторонних примесей и солей воды, то она не поменяет свою структуру, даже если температура будет на 2 -3 градуса ниже замерзания. Но если бросить в эту воду кусок льда, то вода начнет замерзать хорошо заметными кристаллами у вас на глазах. Объясняется это тем, что процесс кристаллизации начинается на частицах пыли, на воздушных пузырьках, на царапинах и повреждениях сосуда. Вот именно поэтому тщательно очищенная либо дистиллированная вода сможет оставаться в жидком состоянии, когда обычная вода уже превратится в лед. Опыты, проводившиеся в лабораторных условиях, показали, что вода в определенных условиях может оставаться в жидком состоянии даже при температуре - 70 °С .
Если лед постепенно нагреть, то изначально температура будет повышаться, а затем останется долгое время неизменной до тех пор, пока последние кристаллы льда не перейдут в жидкое состояние. Все потому, что вся тепловая энергия сначала направлена на кристаллы льда и температура не повысится, пока не растает последний кристалл.
В начале 20-го века американским физиком Бриджменом было обнаружено, что лед образовывает несколько кристаллических модификаций . На данный момент исследовано около 9 различных модификаций строения кристаллической решетки льда. Различаются они разницей температуры плавления, и плотностью. Лед, который окружает нас, имеет название «Лед 1 » . Другие разновидности льда образовываются при очень высоком давлении. Например «лед 3», начальная стадия, образования которого при давлении около 200 атм., в несколько раз превышает массу воды. А температура плавления «льда 6» около 80 о, и образуется он при давлении 20 000 атмосфер.
Вода занимает две третьих земной поверхности и примерно столько же – в организме каждого из нас. Вода повсюду, однако до сих пор не изучена до конца, и даже самые простые ее свойства оставляют множество вопросов. Например, каждый школьник знает, что H2O может быть в трех состояниях: в жидком это вода, в газообразном – пар, и в твердой форме – лед. Но так ли очевиден ответ на вопрос, при какой температуре замерзает вода?
Что влияет на градус замерзания
Представим, что у нас есть идеальная среда с температурой ровно 0°C – общеизвестно, что вода замерзает именно при этом градусе – и в эту среду мы помещаем кусочек льда и воду в жидком состоянии. Что произойдет? Собственно, ничего: вода не замерзнет, а лед не начнет таять. Объяснение в том, что в данной модели нет условий для фазового перехода.
Простыми словами: помимо снижения температуры до определенного градуса, на замерзание воды влияют и другие факторы. Один из них – атмосферное давление, которое создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. И температура замерзания воды находится в прямой зависимости от давления.
Рассмотрим это на примере: чем выше мы поднимаемся над уровнем моря, ниже становится атмосферное давление и тем выше должна быть температура для кристаллизации воды. На высоте в 1000 метров вода замерзает при температуре +2 °C; поднявшись еще на километр, мы увидим, что вода кристаллизируется уже при +4 °C.
Наличие примесей
Также, кроме давления и температуры, на замерзание воды влияет ее состав: в ней в том или ином количестве находятся органические и минеральные частицы, то есть кусочки глины, песка, пыли. Когда температура в окружающей среде снижается до необходимого градуса, вокруг этих частиц образуются кристаллы: кусочки пыли, песка, камня выполняют роль ядрового центра, вокруг которого начинается процесс кристаллизации.
А в дистиллированной (очищенной) воде процесс замерзания протекает иначе: поскольку в ней нет потенциальных ядер кристаллизации, вода может охладиться до минусовой температуры, но не замерзнуть.
Итак, время замерзания воды зависит от таких факторов:
- атмосферное давление в окружающей среде;
- температура воздуха;
- количество жидкости;
- ее химический состав;
- в какой емкости находится H2 O (или отсутствие емкости).
Феноменальные свойства H2 O
Приведем еще несколько фактов об удивительном поведении воды:
- При замерзании молекулы воды расширяются, и ее масса становится тяжелей массы льда. Лед, согласно закону Архимеда, выталкивается на поверхность. Таким образом природа закрывает коркой льда водоемы, защищая и сохраняя все живое в их глубинах.
- Горячая вода замерзнет быстрее, чем холодная. Звучит невероятно, но это так. Называется это явление «парадокс «Мпембы». Дело в том, что у горячей воды больше теплоотдача и более высокая насыщенность ядрами кристаллизации.
- В вакууме при 0°C вода сначала закипает, потом одна восьмая ее испаряется, а оставшееся количество замерзает.
- Учеными при лабораторных исследованиях была получена так называемая стеклообразная вода – аморфная твердая субстанция, из которой состоят кометы во Вселенной. Для перехода воды в такое состояние необходимо за считаные миллисекунды понизить температуру до -137 градусов Цельсия.
- Максимальной плотность H2 O будет при +4°C.
Обычно, температурой, при которой вода замерзает, считают 0 градусов, но это не совсем верно. Точнее, это верно для воды с примесями. Известны случаи, при которых вода при температуре -20 и -30 не замерзала. Но тут есть одна оговорка - эта вода была дистиллированной - почти не содержала примесей. Но обычная вода, текущая из наших кранов, замерзает про температуре несущественно ниже нуля.
Полезно2 Не очень
Комментарии0
За окном пламенеет осень, еще две недели – и большая ее половина останется позади. Значит, скоро зима – со снегом, ледяными горками, санками и коньками. И все это белоснежное великолепие получается путем замерзания воды. При этом развлекаться мы развлекаемся, а даже не все знают, . Давайте исправляться!
Температура замерзания воды
Как все знают из школьного курса физики, подкрепленного жизненным опытом, вода может меняться – совершать переход между агрегатными состояниями.
Чтобы вода стала кристалликом льда, окружающая температура воздуха должна быть равна 0° С. Это если говорить о привычных условиях.
Если же изменить атмосферное давление, то изменится и температура замерзания . С ростом давления подрастет, при снижении также снизится.
Замерзание жидкостей и мороженое
Благодаря замерзанию можно получить множество вкусностей. Заморозил, скажем, сладкое молоко или сливки, перемолол получившийся ледяной кусочек в блендере для однородной структуры – и получаешь вкуснейшее домашнее мороженое.
А летом так приятно заморозить фруктовый сок , предварительно засунув внутрь деревянную палочку!
Итак, встает логичный вопрос – отличается ли температура замерзания соков, молока и других вкусных вещей от температуры, при которой затвердевает вода.
Результаты вот такие:
Полезно1 Не очень
Комментарии0
Интересное химическое явление происходит в момент перехода из жидкообразного состояния в твердое. До сих пор, как в детстве, удивляюсь всему этому, несмотря на то, что детство уже позади и как все это устроено я знаю. Я работал в музее наук и был экскурсоводом. Рассказывал, помогал понять, показывал различное шоу. Один из любимых номеров у детей было превращение обычно роз в лед. Было приятно наблюдать их удивленные лица, сопровождая все это собственным удивлением ради детей.
Вода. Кислород
H2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного кислород. Водород на первой позиции в периодической системе химических элементов таблице Менделеева. Для большинство химических реакций требуется водород.
Обыденное состояние для воды - жидкое. Также есть еще два вида состояния воды, твердообразное и газообразное.
Вода-жизнь. Мы на 70-90% (в зависимости от возраста) состоим из воды. Любое живое существо нуждается в воде, как любой человек в мороженном для поднятия настроения. Кислород-жизнь. Равное по значимости воде. Каждому живому существу на земле требуется кислород, для жизнеобеспечния организма.
Процесс замерзания
Так как же протекает этот процесс внутри молекулы воды? Как вода переходит из жидкого состояния в твердое?
У воды есть свои границы перехода в три состояния (на мой взгляд):
- Ноль (переход в твердое).
- Выше ноля (переход в газообразное, чем выше, тем быстрее испарение).
- Выше ноля и до 20 градусов (я считаю, что тут естественное состояние, потому-что она не испаряется так быстро, а больше находится в жидком состояние).
При температуре выше ноля, преобладает тепловая энергия, то есть молекулы воды находится в постоянном движение, то есть, чем выше температура, тем быстрее движение молекул. Тоже самое происходит и с замерзанием, только наоборот.
При температуре ниже ноля, тепловая энергия уже не так преобладает, в отличии от энергии молекулярных связей. В результате чего, тепловая энергия уже не препятствует и строгому упорядочению структуры.
Другими словами, когда температура воды ниже нуля, молекулы воды не бегают, как бешеные, а успокаиваются и становится на место.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Вода - это основа жизни. Без нее никуда. Со свойствами замороженной воды я столкнулась однажды зимой, когда моя подруга провалилась под лед. К счастью, все обошлось, но этот урок я запомнила надолго. Первоначально вам следует знать, что вода бывает в трех агрегатных состояниях: жидкое, твердое, газообразное.
Температура замерзания воды
Зимой на каждом шагу встречается вода в твердом виде. Чтобы вода превратилась в лед/снег, она должна охладиться до 0 градусов . Затвердевание воды происходит из-за замедления движения молекул , вследствие этого процесса внутри образуется кристаллическая решетка , придающая воде твердое состояние.Три состояния воды
Вода - это уникальная жидкость, не имеющая цвета, запаха, вкуса. Она как и многие другие вещества, имеет три вида состояния: жидкое , твердое , газообразное .
- Твердое . Твердое состояние воды - лед. Учительница химии, рассказывая о нетипичных свойствах воды, затронула несколько фактов: в твердом состоянии вода легче чем в жидком . Это объясняет нахождение льда на поверхности, а не на дне реки. А еще в твердом состояние плотность воды больше чем в жидком . Поэтому оставленные на морозе банки взрываются.
- Жидкое . Жидкое состояние воды поддерживается температурой от 0 до 100 градусов.
- Газообразное . После 100 градусов жидкость начинает кипеть и испаряться (испаряется она и при комнатной температуре, но не так обильно). Далее, в открытой местности, частицы воды собираются в тучи и проливаются на какой-нибудь территории.
Вода в природе
Твердые образования воды можно встретить в своей морозильной камере, на улице или на стекле. Зимой лед затягивает поверхность реки, а осенью или ранней весной появляется иней . Также кристаллы воды можно встретить при ледяном тумане . Ледяной туман - почти тоже самое, что и обычный, но вместо капелек воды в подвешенном состоянии находятся ледяные частички . Это очень редкое явление, которое можно наблюдать только при особых условиях и температуре ниже 0.
Лед - опасность
Чтобы лед вас радовал своим видом и не принес неприятностей, важно соблюдать технику безопасности. В холодный период ледяной покров на тротуарах может быть опасен. Если в вашем городе его не убирают, также как в моем, будьте бдительны и ходите как пингвины.
В период оттепели и ранней осени не выходите на поверхность водоемов, так как лед очень тонок.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Если некоторым людям уроки географии могут сниться только в страшном сне, у меня всё не так. Я с радостью читаю научную литературу, хорошо разбираюсь в географических картах, и с легкостью могут помочь любому школьнику. Однажды я поняла, что знания необходимо постоянно развивать . Сейчас объясню, как я пришла к этому выводу.
Я приехала к морю в октябре, чтобы пройти оздоровительные процедуры. В тот день было очень холодно, но я вышла на улицу, чтобы прогуляться возле берега. Но, посмотрев на смарт часы, удивилась: температура 0°C. Тогда почему вода в море не замерзла? Сегодня вместе найдем ответы.
При какой температуре замерзает вода
Наука хороша тем, что можно найти любой ответ. Ты только задумался, а ответ уже готов. Просто необходимо быть более любопытным, читать больше книг. Ученые уже давно огласили теорию, что вода замерзает при температуре 0°C . Подобная информация есть в учебниках для школьников. Но это неправда. Потому что вода застывает, а не замерзает. Процесс превращения воды в лёд называется кристаллизацией (это более точный термин).
Когда температура достигает 0°C вода начинает менять форму. Соответственно не замерзает полностью, а только начинает застывать. Стоит учитывать состав жидкости, если в воде есть примесь (соль, песок, пыль), она будет застывать дольше. Нет оснований для построения кристаллической структуры, процесс замерзания замедляется.
Хватит верить в мифы о воде
Проще запомнить несколько утверждений, чем читать энциклопедии, проводить эксперименты. Поэтому, даже в 21 веке люди руководствуются ложными суждениями.
Топ известных мифов о воде:
- Дистиллированная вода - самая лучшая для питья. На самом деле, в процессе чистки уничтожаются всё, полезные минералы в том числе.
- Вода - бесцветная субстанция. Вода не только обладает прозрачностью (может быть мутной), но имеет оттенок, подземные воды имеет желтоватый или сероватый оттенок. Морская вода может быть голубой, темно-синей.
- Воду можно пить в неограниченных количествах. Существует формула, которая определяет дневную норму жидкости , которую должен выпить человек. Всё зависит от веса (минимум два литра в день).
Вода - источник жизни . Она обладает силой, необходимо аккуратно пользоваться этим подарком природы.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
В моем детстве в магазинах мало чего было, а летом в жару очень хотелось мороженого. Я, как и многие советские детишки, в морозильной камере замораживал воду с разведенным вареньем, то и дело заглядывал, готово ли.
Еще тогда изучил, что лед получается при температуре ниже 0 градусов . Став старше, узнал, как проходит процесс замерзания , какая температура нужна для этого разным водным растворам.
При какой температуре замерзает вода
Вода – это самая загадочная субстанция на планете. Она бывает разной:
- пресной и питьевой;
- минеральной;
- морской и солоноватой;
- дистиллированной и деионизированной.
От ее состава как раз и зависит температура замерзания . Обычная питьевая вода превращается в лед при температуре 0 градусов по Цельсию .
Но если добавить в нее различные соли, сахар или спирт, тогда потребуется температура значительно ниже . Дистиллированная вода , в которой отсутствуют примеси, и вовсе замерзает, если охладить ее ниже -42 градусов , в обычном холодильнике такой опыт не получится. При давлении даже простая водопроводная вода начнет замерзать только при отметке -2 градуса, чем больше оно будет, тем ниже потребуется температура . Чтобы понять, отчего так происходит, надо поближе познакомиться с процессом замерзания.
Как замерзает вода
В обыкновенной воде есть микроскопические частички , это может быть пыль, глина, песок. При понижении температуры и достижении отметки в 0 градусов они становятся центрами, вокруг которых появляются кристаллы льда. Пузырьки воздуха, трещины на посуде тоже могут стать такими ядрами кристаллизации . Чем их больше, тем быстрее пойдет процесс.
Для воды с примесью соли и прочих добавок требуется больше времени для замерзания потому, что у нее высокая плотность , и чем она выше, тем дольше жидкость будет замерзать. Дистиллированную воду вообще невозможно заморозить в домашних условиях из-за отсутствия таких центров , если в ней нет пузырьков воздуха и трещинок на емкости, в которую она налита.
Может ли вода замерзнуть при положительной температуре
Мне известны 2 фактора, при которых лед образуется при плюсовых показателях температуры . На высоте более 1000 км вода начинает замерзать уже при температуре +2 градуса .
И совсем уж предстает загадочная картина, если в нее добавить каустическую соду . Чем выше концентрация, тем выше температура замерзания. Например, 44% раствор превратится в лед при температуре +7 градусов.
Полезно0 Не очень
Комментарии0
Мне, как любому садоводу, с детства известно, что воду, запасенную в бочке для полива, в конце осени необходимо вылить. А если на даче банька есть, то и там все емкости лучше осушить. Ведь при понижении температуры воздуха вода превратится в лед , который не пощадит ни баки, ни канистры, ни другую тару. Их просто разорвет или они деформируются и станут непригодны для использования.
При какой температуре замерзает вода
Происходит это все из-за того, что при замерзании вода увеличивается в объеме и образовавшийся лед перестает помещаться в емкости. Про то, что температура кристаллизации Н₂О равна нулю градусов Цельсия , знает, наверное, каждый школьник. Но в реальности, она определяется двумя основными факторами:
- давлением;
- степенью чистоты воды;
При повышении давления происходит понижение температуры замерзания Н₂О, к такому же результату приводит увеличение в ней примесей. Но из этого правила есть одно исключение - дистиллированная вода. Ее ученым удалось охладить до 70°С, и она при этом осталась в жидком состоянии.
Еще раз про дистиллированную воду
При помощи дистиллировки можно удивить друзей , сделав лед без участия в процессе холодильника, почти:). Налив дистиллированную воду в бутылку и подержав ее в морозилке пару часов, надо достать ее, при этом она останется жидкой и на глазах удивленных товарищей постучать по емкости. Вода тут же начнет превращаться в лед .
Очищение воды при помощи заморозки
Используя уникальные свойства Н₂О и особенности образования льда, можно из обычной водопроводной сделать чистую и полезную воду . Изначально в жидкости, вытекающей из крана, содержится:
- «живая» - пресная вода;
- «мертвая» или «тяжелая» - вода, содержащая атомы дейтерия и трития, вместо обычного водорода;
При какой температуре замерзает вода
Первое с чем я познакомился, была температура кристаллизации воды . Тут и началось самое интересное. Оказывается, всеми принятая температура замерзания в 0°C действует только при нормальных условиях (760 мм рт. ст.).
А как известно, давление в разных точках земного шара отличается, например, в горах он резко снижается, а на низменностях оно повышенное. Таким образом, нет постоянной температуры замерзания воды , она существует только для определённого давления.
Здесь прослеживается определённая закономерность: чем выше давление в окружающей среде, тем больше температура кристаллизации и соответственно наоборот, чем ниже давление , тем меньше температура замерзания . Выходит, что если достаточно сильно повысить давление, то можно добиться того, чтобы вода становилась льдом при положительной температуре.
Так же, огромное влияние на заморозку оказывает количество примесей в ней. К примеру, солёная вода замерзает при более низких температурах (приблизительно -1,8°C). Но тут проскальзывает ещё одно интересное свойство, абсолютно чистая вода, не замерзает при температуре -80°C .
Вода является самой универсальной и удивительной субстанцией, на нашей планете. Она обладает множеством других уникальных свойств:
- Дистиллированная вода, прекрасный диэлектрик и практически не способна проводить ток.
- Единственное вещество, которое может существовать одновременно в трёх агрегатных состояниях (тройная точка воды).
- Расширяется при замерзании и при испарении тоже расширяется.
- Лёд легче воды в жидком состоянии, лишь у нескольких веществ есть подобные свойства.
- Растворяет практически все вещества на нашей планете.
- За счёт водородных связей, обладает невероятной термоустойчивостью .
Полезно0 Не очень
Со школы все прекрасно помнят, что при нулевой температуре по шкале Цельсия вода переходит в твердое агрегатное состояние. Проще говоря, она превращается в лед. Это значение соответствует 32 градусам по Фаренгейту и 273,15 по Кельвину.
Не всегда эти цифры справедливы — вода бывает разная:
- пресная;
- морская;
- минеральная;
- дистиллированная;
- омагниченная.
Давление воздуха влияет на то, при какой температуре замерзает вода, например, в высокогорном озере. Вода бывает легкой, тяжелой и сверхтяжелой в зависимости от содержания изотопов водорода. Существуют понятия мягкости и жесткости. Все эти факторы играют немалую роль в изменении агрегатного состояния.
В обычной воде всегда есть какие-то примеси — твердые частицы, пыль. При определенной температуре вокруг мельчайших частиц начинают образовываться ледяные кристаллы. Такие частицы называют ядрами кристаллизации . Их функцию могут также выполнять трещины, пузырьки воздуха, дефекты поверхности сосуда. Наличие таких частиц – необходимое условие для превращения воды в лед.
С набором высоты атмосферное давление понижается. Чем выше в гору вы поднимаетесь, тем сильнее меняется температура замерзания воды. На километровой высоте кристаллизация происходит лишь при +2˚С. Поднявшись еще на километр, вы увидите, что лед образуется при +4˚С. Нулевая температура способствует переходу в твердое состояние лишь при нормальном атмосферном давлении — 760 мм ртутного столба.
Таким образом, с понижением давления воздуха, повышается температура, необходимая для замерзания воды. Зато кипеть она начинает при более низких значениях.
В озере или реке вода замерзает при 0˚С. Признаком того, что водоем является очень чистым, может служить процесс кристаллизации воды – он начинается со дна, поскольку там больше всего ядер кристаллизации: камней, коряг, растений.
По-другому дело обстоит с морями и океанами. Морская вода замерзает при разных значениях ниже нуля. Насколько соленая она будет, настолько выше ее плотность, поэтому для ее замерзания требуются более низкие температуры. Морская вода обладает разной степенью солености в различных частях мирового океана. При среднем значении 35 ‰ превращение в лед начнется при -1,91˚С.
Водные растворы
Вода – отличный растворитель. В зависимости от характера и количества примесей она будет переходить в твердое состояние при различных условиях. Например, если добавить спирт, то понадобятся очень низкие температуры, вплоть до -114˚С. При этом неправильно говорить о каком-то фиксированном показателе. Здесь необходимо указывать температуру, когда начинается кристаллизация и когда она заканчивается. Начальное значение зависит от доли спирта в растворе.
Как говорилось выше, соленая вода кристаллизуется при разной температуре воздуха. Ключевым является показатель солености, измеряемой в промилле (‰).
В отличие от водопроводной дистиллированная вода не содержит каких-либо примесей. Ее получают путем перегонки в дистилляторе. Получается, что в такой жидкости нет ядер кристаллизации. В связи с этой особенностью замерзание начинается при гораздо более низкой температуре, равной -42˚С.
Когда вода, подвергающаяся действию низкой температуры, не кристаллизуется, ее называют «переохлажденной». Если постучать по сосуду с такой жидкостью, она мгновенно станет льдом.
В лабораторных условиях ученым удалось добиться более низкого порога кристаллизации, когда дистиллированная вода при особом давлении замерзала при -70˚С.
Омагниченная вода
Люди, интересующиеся структурированием воды, наверняка слышали о способе, при котором жидкость подвергается воздействию магнитных полей определенной напряженности. Считается, что в результате получается омагниченная вода, благотворно влияющая на различные органы, убивает микробы и бактерии. Также сторонники этого метода утверждают, что полив структурированной водой повышает урожайность огурцов, помидоров и прочих культур в несколько раз. Замерзает чудо-вода при температуре -5-10 градусов ниже нуля, что в некоторой мере защищает растения от заморозков.
Естественно, людей больше волнуют повседневные проблемы, а не вопрос при какой температуре замерзает вода, например, в Каспийском море. Что случится, если отключат отопление? Уже при -1˚С внутри жилого дома вода в трубах начнет замерзать. Если в течение 2-3 дней не воспрепятствовать этому, лед в радиаторе и трубах отопления расширится и разорвет их. Вдруг поломается котел в частном доме или на дачном участке? При температуре 5 градусов ниже нуля на замерзание воды в трубах и радиаторе уйдет пара дней. С хорошей теплоизоляцией система отопления выдержит дольше.
Головной болью автомобилистов является замерзание воды в радиаторе с наступлением холодов. Кристаллы льда начинают образовываться при -5˚С на улице, объем жидкости увеличивается до 10%. Это грозит повредить основные узлы и детали транспортного средства. Однако различные антифризы имеют значительно более низкую температуру замерзания и более высокую точку кипения. Эти растворы в радиаторе начинают кристаллизоваться при температуре ниже 30˚С, некоторые марки при -60˚С.
Парадоксы и феномены
Как ни парадоксально покажется, но горячая вода замерзает быстрее холодной. Явление, получившее название «парадокс Мпембы», объясняется тем, что у горячей жидкости более высокая теплоотдача, выше насыщенность ядрами кристаллизации.
В вакууме при нуле градусов вода сначала… закипает, но после испарения 1/8 части жидкости, остаток начинает замерзать.
Учеными в лабораторных условиях была получена так называемая стеклообразная вода , представляющая собой аморфное твердое тело. Для этого за считанные миллисекунды нужно понизить температуру до -137 градусов Цельсия. Из такой субстанции состоят кометы во Вселенной.
Видео при какой температуре замерзает вода
Вода - самое распространенное и самое загадочное вещество на нашей планете. Она обладает простыми свойствами, известными с древних времен. Именно благодаря этим особенностям ее и называют «основой жизни». Так в чем же «чудесность» этих свойств? Давайте разбираться.
Текучесть. Основное свойство всех жидкостей, и воды - в том числе. Под действием внешних сил она способна принимать форму любого сосуда. И это обеспечивает ее повсеместную доступность. Вода течет в водопроводах, образует озера, реки и моря. И, самое главное, вы всегда можете взять ее с собой в любой удобной упаковке - от маленькой бутылочки до огромной цистерны.
Температурные свойства. Теплая вода легче холодной и всегда поднимается вверх. Поэтому мы можем готовить суп, нагревая кастрюлю только снизу, а не со всех сторон сразу. Благодаря этому явлению, называемому «конвекцией», большинство обитателей земных водоемов живут ближе к поверхности.
Но самым важным из температурных свойств воды является ее высокая теплоемкость - в 10 раз больше, чем у железа. Это значит, что для ее нагревания необходимо большое количество энергии, однако и при остывании энергии выделяется столько же. На этом принципе основаны системы отопления в наших домах - и системы охлаждения, применяемые в промышленности.
Кроме того, моря и океаны играют роль терморегулятора Земли, смягчая сезонные перепады температуры, поглощая тепло летом и отдавая его зимой. А при сочетании теплоемкости и конвекции можно даже обогреть целый континент! Речь идет о «главной батарее Европы», теплом течении Гольфстрим. Гигантские потоки теплой воды, двигаясь по поверхности Атлантики, обеспечивают на ее побережье комфортную температуру, не свойственную для этих широт.
Замерзание. Температура замерзания воды условно равна 0 градусов, но на самом деле этот параметр зависит от ряда факторов: атмосферного давления, емкости, в которую вода помещена, от наличия в ней примесей.
Вода уникальна тем, что, в отличие от других веществ, при замерзании расширяется. При наших суровых зимах, это, пожалуй, можно назвать отрицательным свойством. Замерзая и увеличиваясь в объеме, вода (а точнее, уже лед) просто рвет трубы из металла.
Итак, при переходе в твердое состояние вода увеличивается в объеме, но становится не такой плотной. Поэтому лед всегда легче воды, и находится на ее поверхности. К тому же, он плохо проводит тепло: даже самой холодной зимой в водоемах планеты сохраняется жизнь. Ведь чем толще ледяная «подушка», тем теплее вода под ней. Также, благодаря этому свойству, некоторые народы до сих пор строят так называемые «ледники» - погреба или пещеры, обложенные льдом, который не тает даже летом, и позволяет хранить продукты очень долго.
Некоторые ученые даже предложили использовать лед в борьбе с глобальным потеплением. Суть идеи такова - специальный корабль берет на буксир айсберг, дрейфующий где-нибудь близ Антарктиды. А потом тащит его в теплые края, где люди страдают от жары. Айсберг тает, обеспечивая прохладой целый прибрежный регион. Такой вот «Гольфстрим наоборот», только созданный человеком.
Закипание. От холодного льда перейдем к горячему пару. Всем известно, что вода закипает при температуре в 100 градусов Цельсия. Но это лишь в условиях нормального состава воздуха и атмосферного давления. Зато на вершине Эвереста, где давление ниже, а воздух разрежен, ваш чайник закипит уже при 68 градусах! Кипячение воды способствует тому, что в ней погибают вредные микроорганизмы. А еще продукты, приготовленные на пару, намного более полезны, чем жареные.
К тому же, водяной пар можно назвать настоящим двигателем цивилизации. Еще не прошло и ста лет с эпохи паровых двигателей, и многие до сих пор ошибочно называют железнодорожные локомотивы (работающие сейчас преимущественно на электричестве) «паровозами».
Кстати, об электричестве. Без пара оно до сих пор оставалось бы редкой и дорогой диковинкой. Ведь принцип работы большинства электростанций основан на вращении ротора под давлением горячего пара. Современные атомные станции отличаются от старых угольных или нефтяных только принципом нагрева воды. Даже инновационная и безопасная солнечная энергетика использует пар: огромные зеркала, подобно лупе, фокусируют солнечные лучи на резервуаре с водой, превращая ее в пар для электротурбин.
Растворение. Еще одно важнейшее свойство воды, без которого была бы невозможна не только наука и промышленность, но и сама жизнь! Как думаете, что общего между плазмой крови и вашей любимой газировкой? Ответ прост: газировка - это водный раствор различных солей, минералов и газов. Плазма же состоит на 90% из воды, а также из белков и других веществ. И каждая клетка живого организма получает нужные ей вещества тоже в виде водного раствора.
Вода является самым простым, безопасным, но, тем не менее, самым надежным природным растворителем. Между ее подвижных молекул могут «затесаться» практически любые вещества - от жидкостей до металлов. Это чудесное свойство было замечено еще на заре человечества. Древние художники растворяли в воде природные красители, чтобы рисовать на стенах пещер. Потом эстафету приняли средневековые алхимики, растворяя в воде самые разные вещества в надежде получить «философский камень», превращающий любой материал в золото. А теперь это свойство с успехом используют современные химики.
Поверхностное натяжение. Большинство людей, слыша про поверхностное натяжение воды, вспоминают разве что насекомых-водомерок, скользящих по глади пруда или лужи. А, между тем, без этого свойства воды невозможно даже вымыть руки! Именно благодаря ему образуется мыльная пена. Да и вытереть руки полотенцем без него тоже сложно. Ведь все впитывающие материалы (неважно, бумажная салфетка или ткань из микрофибры) обладают микроскопическими порами, в которые влага впитывается за счет поверхностного натяжения. По этой же причине вода устремляется по тончайшим капиллярам, пронизывающим корни растений. И приготовление сухих строительных смесей также возможно благодаря поверхностному натяжению добавляемой воды.
Молекулы воды активно притягиваются друг к другу, в результате ее поверхность при данном объеме стремится к минимиму. Именно поэтому естественной формой любой жидкости является шар. Это легко можно проверить оказавшись в невесомости. Хотя, для подобного эксперимента не обязательно лететь в космос, просто введите с помощью шприца немного воды в стакан с растительным маслом и наблюдайте, как она соберется в шарики.
