Miks merevesi ei külmu nulltemperatuuril? Eksperimendid jääga.

Tabelis on näidatud kaltsiumkloriidi CaCl 2 lahuse termofüüsikalised omadused sõltuvalt temperatuurist ja soola kontsentratsioonist: lahuse erisoojus, soojusjuhtivus, vesilahuste viskoossus, nende termiline difusioon ja Prandtli arv. Soola CaCl 2 kontsentratsioon lahuses on 9,4 kuni 29,9%. Temperatuuri, mille juures omadused on antud, määrab lahuse soolasisaldus ja see jääb vahemikku -55 kuni 20°C.

kaltsiumkloriid CaCl 2 ei pruugi külmuda kuni miinus 55°С. Selle efekti saavutamiseks peaks soola kontsentratsioon lahuses olema 29,9% ja selle tihedus 1286 kg/m 3 .

Soola kontsentratsiooni suurenemisega lahuses ei suurene mitte ainult selle tihedus, vaid ka sellised termofüüsikalised omadused nagu vesilahuste dünaamiline ja kinemaatiline viskoossus, samuti Prandtli arv. Näiteks, CaCl 2 lahuse dünaamiline viskoossus soolakontsentratsiooniga 9,4% temperatuuril 20 °C on 0,001236 Pa s ja kaltsiumkloriidi kontsentratsiooni suurenemisel lahuses 30% -ni, suureneb selle dünaamiline viskoossus väärtuseni 0,003511 Pa s.

Tuleb märkida, et temperatuur mõjutab selle soola vesilahuste viskoossust kõige tugevamalt. Kaltsiumkloriidi lahuse jahutamisel temperatuurini 20 °C kuni -55 °C võib selle dünaamiline viskoossus suureneda 18 korda ja kinemaatiline 25 korda.

Arvestades järgmist CaCl 2 lahuse termofüüsikalised omadused:

, kg / m 3;
külmumispunkt °С;
vesilahuste dünaamiline viskoossus, Pa s;
Prandtl number.

Kaltsiumkloriidi CaCl 2 lahuse tihedus sõltuvalt temperatuurist

Tabelis on näidatud erineva kontsentratsiooniga kaltsiumkloriidi CaCl 2 lahuse tiheduse väärtused sõltuvalt temperatuurist.
Kaltsiumkloriidi CaCl2 kontsentratsioon lahuses on 15 kuni 30% temperatuuril -30 kuni 15 °C. Kaltsiumkloriidi vesilahuse tihedus suureneb, kui lahuse temperatuur langeb ja soola kontsentratsioon selles suureneb.

CaCl 2 lahuse soojusjuhtivus sõltuvalt temperatuurist

Tabelis on näidatud erineva kontsentratsiooniga kaltsiumkloriidi CaCl 2 lahuse soojusjuhtivus madalatel temperatuuridel.
CaCl2 soola kontsentratsioon lahuses on temperatuuril -20 kuni 0 °C vahemikus 0,1 kuni 37,3%. Kui soola kontsentratsioon lahuses suureneb, väheneb selle soojusjuhtivus.

CaCl 2 lahuse soojusmahtuvus 0°С juures

Tabelis on näidatud erineva kontsentratsiooniga kaltsiumkloriidi CaCl2 lahuse massi soojusmahtuvuse väärtused temperatuuril 0 °C. Soola CaCl 2 kontsentratsioon lahuses on 0,1 kuni 37,3%. Tuleb märkida, et soola kontsentratsiooni suurenemisega lahuses väheneb selle soojusmahtuvus.

NaCl ja CaCl 2 soolade lahuste külmumistemperatuur

Tabelis on näidatud naatriumkloriidi NaCl ja kaltsiumi CaCl 2 soolade lahuste külmumistemperatuur sõltuvalt soola kontsentratsioonist. Soola kontsentratsioon lahuses on 0,1 kuni 37,3%. Soolalahuse külmumistemperatuur määratakse soola kontsentratsiooni järgi lahuses ja naatriumkloriidi puhul võib NaCl eutektilise lahuse puhul saavutada miinus 21,2 °C.

Tuleb märkida, et naatriumkloriidi lahus ei tohi külmuda temperatuurini miinus 21,2 °C, ja kaltsiumkloriidi lahus ei külmu temperatuuril kuni miinus 55°C.

NaCl lahuse tihedus temperatuuri funktsioonina

Tabelis on näidatud erineva kontsentratsiooniga naatriumkloriidi NaCl lahuse tiheduse väärtused sõltuvalt temperatuurist.
NaCl soola kontsentratsioon lahuses on 10 kuni 25%. Lahuse tiheduse väärtused on näidatud temperatuuril -15 kuni 15 °C.

NaCl lahuse soojusjuhtivus temperatuuri funktsioonina

Tabelis on näidatud erineva kontsentratsiooniga naatriumkloriidi NaCl lahuse soojusjuhtivuse väärtused negatiivsetel temperatuuridel.
NaCl soola kontsentratsioon lahuses on temperatuuril -15 kuni 0 °C vahemikus 0,1 kuni 26,3%. Tabeli järgi on näha, et naatriumkloriidi vesilahuse soojusjuhtivus väheneb, kui soola kontsentratsioon lahuses suureneb.

NaCl lahuse erisoojusmahtuvus 0°С juures

Tabelis on näidatud erineva kontsentratsiooniga naatriumkloriidi NaCl vesilahuse massierisoojuse väärtused temperatuuril 0 °C. NaCl soola kontsentratsioon lahuses on 0,1 kuni 26,3%. Tabeli järgi on näha, et soola kontsentratsiooni suurenemisega lahuses selle soojusmahtuvus väheneb.

NaCl lahuse termofüüsikalised omadused

Tabelis on näidatud naatriumkloriidi NaCl lahuse termofüüsikalised omadused sõltuvalt temperatuurist ja soola kontsentratsioonist. Naatriumkloriidi NaCl kontsentratsioon lahuses on 7 kuni 23,1%. Tuleb märkida, et naatriumkloriidi vesilahuse jahutamisel muutub selle erisoojusmaht veidi, soojusjuhtivus väheneb ja lahuse viskoossus suureneb.

Arvestades järgmist NaCl lahuse termofüüsikalised omadused:

lahuse tihedus, kg/m 3;
külmumispunkt °С;
erisoojusmaht (mass), kJ/(kg deg);
soojusjuhtivuse koefitsient, W/(m deg);
lahuse dünaamiline viskoossus, Pa s;
lahuse kinemaatiline viskoossus, m 2 /s;
termiline difusioon, m 2 /s;
Prandtl number.

Naatriumkloriidi NaCl ja kaltsiumi CaCl 2 lahuste tihedus sõltuvalt kontsentratsioonist 15 ° C juures

Tabelis on näidatud naatriumkloriidi NaCl ja kaltsiumi CaCl 2 lahuste tiheduse väärtused sõltuvalt kontsentratsioonist. NaCl soola kontsentratsioon lahuses on 0,1 kuni 26,3% lahuse temperatuuril 15 °C. Kaltsiumkloriidi CaCl2 kontsentratsioon lahuses on selle temperatuuril 15 °C vahemikus 0,1 kuni 37,3%. Naatriumkloriidi ja kaltsiumi lahuste tihedus suureneb soolasisalduse suurenemisega.

Naatriumkloriidi NaCl ja kaltsiumi CaCl 2 lahuste mahupaisumistegur

Tabelis on näidatud naatriumkloriidi NaCl ja kaltsiumi CaCl2 vesilahuste keskmise mahupaisumise koefitsiendi väärtused sõltuvalt kontsentratsioonist ja temperatuurist.
NaCl soolalahuse mahupaisumistegur on näidatud temperatuuril -20 kuni 20 °C.
CaCl 2 kloriidi lahuse mahupaisumistegur on antud temperatuuril -30 kuni 20 °C.

Allikad:

Danilova G. N. jt Ülesannete kogumik toiduaine- ja külmutustööstuse soojusülekande protsesside kohta. M.: Toiduainetööstus, 1976.- 240 lk.

Lastele mõeldud jääkatsetused on alati huvitavad. Vladiga katseid tehes tegin enda jaoks isegi mitu avastust.

Täna leiame vastused järgmistele küsimustele:

Kuidas käitub vesi jäätumisel?
Mis juhtub, kui külmutate soolase vee?
kas mantel soojendab jääd?
ja mõned teised...

külmutav vesi

Vesi paisub, kui see külmub. Fotol on klaas külmunud vett. On näha, et jää on kerkinud tuberkuloosi. Vesi ei külmu ühtlaselt. Alguses ilmub klaasi seintele jää, täites järk-järgult kogu anuma. Vees liiguvad molekulid juhuslikult, nii et see võtab selle anuma kuju, kuhu see valatakse. Jää seevastu on selge kristalse struktuuriga, samas kui jäämolekulide vahelised kaugused on suuremad kui veemolekulide vahel, seega võtab jää rohkem ruumi kui vesi ehk paisub.

Kas soolane vesi külmub?

Mida soolasem on vesi, seda madalam on külmumispunkt. Katse jaoks võtsime kaks klaasi - ühes magevees (tähistatud tähega B), teise väga soolases vees (tähistatud tähtedega B + C).

Pärast öö läbi sügavkülmas seismist soolvesi ei külmunud, vaid klaasi tekkisid jääkristallid. Värske vesi muutus jääks. Sel ajal, kui ma tasside ja soolalahustega manipuleerisin, lõi Vladik oma plaanivälise katse.

Ta valas kruusi vee, taimeõli ja pani selle diskreetselt sügavkülma. Järgmisel päeval leidsin vedelemas kruusi jääd ja hägune õli. Me järeldame, et erinevatel vedelikel on erinev külmumistemperatuur.

Sügavkülmas soolvesi ei külmunud, aga mis saab siis, kui puistad jääle soola? Kontrollime.

Kogemused jää ja soolaga

Võtke kaks jääkuubikut. Piserdage ühte neist soolaga ja jätke teine võrdluseks. Sool söövitab jääd, tehes jääkuubikusse sooned ja läbikäigud. Soolaga ülepuistatud jääkuubik sulas ootuspäraselt palju kiiremini. Seetõttu puistavad korrapidajad talvel radu soolaga üle. Kui puistate jääle soola, saate mitte ainult sulamist jälgida, vaid ka veidi joonistada!

Külmutasime suure jääpurika ja puistasime soolaga, võtsime pintslid ja akvarellvärvidega ja hakkas ilu looma.Vanem poeg kandis pintsliga jääle värvi, noorem kätega.

Meie kogenud loovus ühendab kogu peret, nii et Makarushkini pastakas sattus kaamera objektiivi!

Makar ja Vlad on väga kõigile meeldib külmutada . Mõnikord on sügavkülmas täiesti ootamatuid esemeid.

Unistasin selle kogemuse tegemisest lapsepõlvest saati, kuid mu emal ei olnud kasukat ja paljud Ma ei vajanud kasukat ega asendajaid! Mu armastatud ostis mulle kasuka ja nüüd tutvustan teile seda imelist kogemust. Alguses polnud mul õrna aimugi, kuidas sa võid otsustada jäätise kasuka sisse mähkida, isegi kui sa tõesti tahad katsetada. Ja kui katse ebaõnnestub, kuidas seda hiljem pesta. Oh, ei olnud! ..

Panin jäätise kottidesse :) Mässisin kasuka sisse ja ootasin. Vau, kõik on suurepärane! Kasukas on terve ja jäätis on sulanud palju vähem kui kontrollproov, seistes läheduses ilma kasukata.

Kui vahva on olla täiskasvanu, kasukas olla ja igasuguseid lastekatsetusi teha!

Lastele meeldib värvida ja kaunistada. Ja värviline jää pakub palju positiivseid emotsioone ja võimaldab teil arendada laste loovust. Katsed pole mitte ainult eredad, informatiivsed, vaid ka kasulikud. Annan teile nüüd retseptid lastele veelgi eredamateks katseteks. Laadige alla oma kodulabori jaoks kasulik katsete kogumik – "Katsed veega". Kirjutage kommentaaridesse oma tagasiside katsete ja soovide kohta: milliseid kogemusi soovite meie saidi lehtedel näha. Teadus on lõbus.

Teie Galina Kuzmina

Kui jahutate mis tahes soola lahust vees, avastate, et külmumistemperatuur on langenud. Null kraadi läbitakse ja tahkumist ei toimu. Alles mõne kraadi miinuskraadi juures ilmuvad vedelikku kristallid. Need on puhtad jääkristallid; sool ei lahustu tahkes jääs.

Külmumistemperatuur sõltub lahuse kontsentratsioonist. Suurendades lahuse kontsentratsiooni, alandame kristalliseerumistemperatuuri. Küllastunud lahusel on madalaim külmumispunkt. Lahuse külmumistemperatuuri langus pole sugugi väike: näiteks külmub lauasoola küllastunud lahus vees temperatuuril -21 ° C. Teiste soolade abil on võimalik saavutada veelgi suurem temperatuuri langus; näiteks kaltsiumkloriid võimaldab viia lahuse tahkestumise temperatuuri -55°C-ni.

Vaatleme nüüd, kuidas külmutusprotsess kulgeb. Pärast seda, kui esimesed jääkristallid lahusest välja langevad, suureneb lahuse tugevus. Nüüd suureneb võõrmolekulide suhteline arv, samuti suureneb segamine vee kristalliseerumisprotsessis ja külmumistemperatuur langeb. Kui temperatuuri enam ei alandata, siis kristalliseerumine peatub.

Temperatuuri edasise langusega jätkavad vee (lahusti) kristallide eraldumist. Lõpuks on lahus küllastunud. Lahuse edasine rikastamine lahustunud ainega muutub võimatuks ning lahus tahkub koheselt ning kui külmunud segu läbi mikroskoobi uurida, siis on näha, et see koosneb jääkristallidest ja soolakristallidest.

Seega lahus külmub teisiti kui lihtne vedelik. Külmumisprotsess kestab üle suure temperatuurivahemiku.

Mis juhtub, kui puistate mõnele jäisele pinnale soola? Vastus sellele küsimusele on kojameestele hästi teada: niipea, kui sool puutub kokku jääga, hakkab jää sulama. Nähtuse toimumiseks on loomulikult vajalik, et küllastunud soolalahuse külmumistemperatuur oleks õhutemperatuurist madalam. Kui see tingimus on täidetud, siis on jää-soolasegu osariigi võõras piirkonnas, nimelt lahuse stabiilse olemasolu piirkonnas. Seetõttu muutub jää ja soola segu lahuseks, st jää sulab ja sool lahustub saadud vees. Lõpuks kas kogu jää sulab või tekib sellise kontsentratsiooniga lahus, mille külmumistemperatuur võrdub keskkonna temperatuuriga.

100 m 2 suurune õueala on kaetud 1 cm paksuse jääkoorikuga - see pole väike jää, umbes 1 tonn. Arvutame välja, kui palju soola kulub õue puhastamiseks, kui temperatuur on -3 ° C. Sellel kristalliseerumis- (sulamis-) temperatuuril on soolalahus kontsentratsiooniga 45 g / l. Ligikaudu 1 liiter vett vastab 1 kg jääle. See tähendab, et 1 tonni jää sulatamiseks temperatuuril -3°C kulub 45 kg soola. Praktikas kasutavad nad palju väiksemaid koguseid, kuna nad ei saavuta kogu jää täielikku sulamist.

Kui jää segada soolaga, siis jää sulab ja sool lahustub vees. Kuid sulamine nõuab soojust ja jää võtab selle oma ümbrusest. Seega põhjustab jääle soola lisamine temperatuuri langust.

Oleme nüüdseks harjunud vabrikujäätist ostma. Varem valmistati jäätist kodus ning samal ajal täitis külmiku rolli jää ja soola segu.

Mis temperatuuril vesi külmub? Näib - kõige lihtsam küsimus, millele isegi laps saab vastata: vee külmumispunkt normaalsel atmosfäärirõhul 760 mm Hg on null kraadi Celsiuse järgi.

Kuid vesi (hoolimata selle äärmiselt laialdasest levikust meie planeedil) on kõige salapärasem ja mitte täielikult mõistetav aine, mistõttu sellele küsimusele vastamine nõuab üksikasjalikku ja põhjendatud arutelu.

Venemaal ja Euroopas mõõdetakse temperatuuri Celsiuse skaalal, mille kõrgeim väärtus on 100 kraadi.
Ameerika teadlane Fahrenheit töötas välja oma 180 jaotusega skaala.
On veel üks temperatuuri mõõtühik – kelvin, mis sai nime lord Kelvini tiitli saanud inglise füüsiku Thomsoni järgi.

Vee olekud ja liigid

Vesi planeedil Maa võib olla kolmes peamises agregatsiooniseisundis: vedel, tahke ja gaasiline, mis võivad muutuda erinevateks vormideks, mis eksisteerivad samaaegselt üksteisega (jäämäed merevees, veeaur ja jääkristallid taevas pilvedes, liustikud ja vabad). -voolavad jõed).

Sõltuvalt päritolu, eesmärgi ja koostise omadustest võib vesi olla:

värske;
mineraal;
merendus;
joomine (siin hõlmab kraanivett);
vihm;
sulatatud;
riimjas;
struktureeritud;
destilleeritud;
deioniseeritud.

Vesiniku isotoopide olemasolu muudab vee:

valgus;
raske (deuteerium);
üliraske (triitium).

Me kõik teame, et vesi võib olla pehme ja kõva: selle näitaja määrab magneesiumi- ja kaltsiumkatioonide sisaldus.

Igal meie loetletud veetüübil ja agregaadiolekul on oma külmumis- ja sulamistemperatuur.

Vee külmumispunkt

Miks vesi külmub? Tavaline vesi sisaldab alati mingis koguses mineraalse või orgaanilise päritoluga hõljuvaid osakesi. See võib olla väikseimad savi, liiva või majatolmu osakesed.

Kui ümbritseva õhu temperatuur langeb teatud väärtusteni, omandavad need osakesed tsentrite rolli, mille ümber hakkavad moodustuma jääkristallid.

Õhumullid, samuti praod ja kahjustused anuma seintel, milles vesi asub, võivad samuti muutuda kristalliseerumistuumadeks. Vee kristalliseerumise kiiruse määrab suuresti nende tsentrite arv: mida rohkem neid on, seda kiiremini vedelik külmub.

Normaaltingimustes (normaalsel atmosfäärirõhul) on vee faasisiirde temperatuur vedelikust tahkeks 0 kraadi Celsiuse järgi. Sellel temperatuuril külmub vesi tänaval.

Miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi?

Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi – seda nähtust märkas Tanganjika koolipoiss Erasto Mpemba. Tema katsed jäätise valmistamise massiga näitasid, et kuumutatud massi külmumiskiirus on palju suurem kui külmal.

Selle huvitava nähtuse, mida nimetatakse "Mpemba paradoksiks", üheks põhjuseks on kuuma vedeliku suurem soojusülekanne, aga ka külma veega võrreldes suurema hulga kristallisatsioonituumade olemasolu selles.

Kas vee külmumispunkt ja kõrgus merepinnast on omavahel seotud?

Rõhu muutumisel, mis on sageli seotud erinevatel kõrgustel viibimisega, hakkab vee külmumispunkt tavatingimustele iseloomulikust standardist radikaalselt erinema.
Vee kristalliseerumine kõrgusel toimub järgmistel temperatuuriväärtustel:

paradoksaalselt külmub vesi 1000 m kõrgusel 2 kraadi Celsiuse järgi;
2000 meetri kõrgusel juhtub see juba 4 kraadi juures.

Vee kõrgeimat külmumistemperatuuri mägedes täheldatakse üle 5000 tuhande meetri kõrgusel (näiteks Fanni mägedes või Pamiiris).

Kuidas rõhk mõjutab vee kristalliseerumisprotsessi?

Proovime siduda vee külmumispunkti muutuste dünaamikat rõhu muutustega.

Rõhul 2 atm külmub vesi temperatuuril -2 kraadi.
Rõhul 3 atm hakkab temperatuur -4 kraadi Celsiuse järgi vett külmuma.

Suurenenud rõhu korral väheneb vee kristalliseerumisprotsessi alguse temperatuur ja keemistemperatuur tõuseb. Madala rõhu korral saadakse diametraalselt vastupidine pilt.

Seetõttu on kõrgete mägede ja haruldase atmosfääri tingimustes isegi munade keetmine väga keeruline, kuna vesi keeb potis juba 80 kraadi juures. On selge, et sellel temperatuuril on lihtsalt võimatu toitu valmistada.

Kõrgel rõhul toimub jää sulamisprotsess uiskude labade all ka väga madalatel temperatuuridel, kuid just tänu temale uisud jääpinnal libisevad.

Sarnaselt selgitatakse ka raskelt koormatud kelkude libisemist Jack Londoni lugudes. Rasked kelgud, mis avaldavad lumele survet, panevad selle sulama. Saadud vesi hõlbustab nende libisemist. Kuid niipea, kui kelgud peatuvad ja pikka aega ühes kohas seisavad, külmutab väljatõrjutud vesi jäätudes libisemised teele.

Vesilahuste kristalliseerumistemperatuur

Olles suurepärane lahusti, reageerib vesi kergesti erinevate orgaaniliste ja anorgaaniliste ainetega, moodustades mõnikord ootamatute keemiliste ühendite massi. Muidugi külmub igaüks neist erinevatel temperatuuridel. Paneme selle visuaalsesse loendisse.

Alkoholi ja vee segu külmumistemperatuur sõltub mõlema komponendi protsendist selles. Mida rohkem vett lahusele lisatakse, seda lähemal on selle külmumispunkt nullile. Kui lahuses on rohkem alkoholi, algab kristalliseerumisprotsess -114 kraadi lähedal.
Oluline on teada, et vee-alkoholi lahustel ei ole kindlat külmumispunkti. Tavaliselt räägitakse kristallisatsiooniprotsessi alguse temperatuurist ja lõpliku tahkesse olekusse ülemineku temperatuurist.
Esimeste kristallide moodustumise alguse ja alkoholilahuse täieliku tahkumise vahele jääb temperatuurivahemik 7 kraadi. Niisiis on 40% kontsentratsiooniga alkoholiga vee külmumistemperatuur algfaasis -22,5 kraadi ja lahuse lõplik üleminek tahkele faasile toimub -29,5 kraadi juures.

Vee külmumistemperatuur soolaga on tihedalt seotud selle soolsuse astmega: mida rohkem soola lahuses, seda madalamal on elavhõbedasamba asend see külmub.

Vee soolsuse mõõtmiseks kasutatakse spetsiaalset mõõtühikut - "ppm". Niisiis oleme leidnud, et vee külmumispunkt väheneb soola kontsentratsiooni suurenedes. Selgitame seda näitega:

Ookeanivee soolsus on 35 ppm, külmumise keskmine väärtus on 1,9 kraadi. Musta mere vete soolsusaste on 18-20 ppm, mistõttu need külmuvad kõrgemal temperatuuril vahemikus -0,9 kuni -1,1 kraadi Celsiuse järgi.

Vee külmumistemperatuur suhkruga (lahusel, mille molaalsus on 0,8) on -1,6 kraadi.
Lisanditega vee külmumistemperatuur sõltub suuresti nende kogusest ja vesilahuses olevate lisandite olemusest.
Vee külmumistemperatuur glütseriiniga sõltub lahuse kontsentratsioonist. 80 ml glütseriini sisaldav lahus külmub -20 kraadi juures, glütseroolisisalduse vähendamisel 60 ml-ni algab -34 kraadi juures kristalliseerumisprotsess ja 20% lahuse külmumise alguseks on miinus viis kraadi. Nagu näete, ei ole antud juhul lineaarset seost. 10% glütseriini lahuse külmutamiseks piisab temperatuurist -2 kraadi.
Vee külmumistemperatuur soodaga (see tähendab söövitavat leelist või seebikivi) annab veelgi salapärasema pildi: 44% söövitav lahus külmub +7 kraadi juures ja 80% + 130 kraadi juures.

Värske vee külmutamine

Jää moodustumise protsess mageveereservuaarides toimub veidi erinevas temperatuurirežiimis.

Järve vee külmumispunkt, nagu ka jõe vee külmumispunkt, on null kraadi Celsiuse järgi. Kõige puhtamate jõgede ja ojade jäätumine ei alga mitte pinnalt, vaid põhjast, millel on põhjamudaosakeste kujul kristallisatsioonituumad. Algul kaetakse nälkjad ja veetaimed jääkoorikuga. Niipea kui põhjajää pinnale tõuseb, jäätub jõgi hetkega läbi.
Baikali järve külmunud vesi võib mõnikord jahtuda negatiivse temperatuurini. See juhtub ainult madalas vees; veetemperatuur võib sel juhul olla tuhandikud ja mõnikord ka sajandikud ühe kraadi võrra alla nulli.
Baikali vee temperatuur jääkatte maakoore all ei ületa reeglina +0,2 kraadi. Alumistes kihtides tõuseb see sügavaima basseini põhjas järk-järgult +3,2-ni.

Destilleeritud vee külmumistemperatuur

Kas destilleeritud vesi külmub? Tuletage meelde, et vee külmumiseks peavad selles olema mõned kristallisatsioonikeskused, milleks võivad olla õhumullid, hõljuvad osakesed, aga ka selle mahuti seinte kahjustused, milles see asub.

Destilleeritud vesi, millel puuduvad täielikult lisandid, ei sisalda kristallisatsioonituumasid ja seetõttu algab selle külmumine väga madalatel temperatuuridel. Destilleeritud vee esialgne külmumistemperatuur on -42 kraadi. Teadlastel õnnestus saavutada destilleeritud vee ülejahutus -70 kraadini.

Vett, mis on kokku puutunud väga madalatel temperatuuridel, kuid mis ei ole kristalliseerunud, nimetatakse "ülejahutatud". Võite panna sügavkülma pudeli destilleeritud vett, saavutada hüpotermia ja seejärel näidata väga tõhusat trikki - vaadake videot:

Koputades õrnalt külmkapist välja võetud pudelile või visates sinna väikese jäätüki, saad näidata, kui hetkega muutub see jääks, mis näeb välja nagu piklikud kristallid.

Destilleeritud vesi: kas see puhastatud aine külmub või mitte rõhu all? Selline protsess on võimalik ainult spetsiaalselt loodud laboritingimustes.

Soolase vee külmumispunkt

Vesi meredes ja ookeanides erineb väga palju jõgede ja järvede veest. See on soolane – ja see määrab ära paljud selle omadused. Sellest faktorist sõltub ka merevee külmumispunkt. See ei võrdu 0 °C, nagu magevee puhul. Et olla jääga kaetud, vajab meri tugevamat pakast.

On võimatu ühemõtteliselt öelda, millisel temperatuuril merevesi külmub, kuna see näitaja sõltub selle soolsuse astmest. Maailma ookeani erinevates kohtades on see erinev.

Kõige soolasem on Punane meri. Siin ulatub soola kontsentratsioon vees 41 ‰ (ppm). Kõige vähem soola on Läänemere lahe vetes 5‰. Mustas meres on see näitaja 18 ‰ ja Vahemerel - 26 ‰. Aasovi mere soolsus on 12 ‰. Ja kui võtta keskmine, on merede soolsus 34,7‰.

Mida kõrgem on soolsus, seda rohkem peab merevesi jahtuma, et muutuda tahkeks.

See on tabelist selgelt näha:

Soolsus, ‰	Külmumispunkt, °C	Soolsus, ‰	Külmumispunkt, °C
0 (värske vesi)		20	-1,1
2	-0,1	22	-1,2
4	-0,2	24	-1,3
6	-0,3	26	-1,4
8	-0,4	28	-1,5
10	-0,5	30	-1,6
12	-0,6	32	-1,7
14	-0,8	35	-1,9
16	-0,9	37	-2,0
18	-1,0	39	-2,1

Seal, kus soolsus on veelgi kõrgem, nagu näiteks Sivaši järves (100 ‰), Kara-Bogaz-Goli lahes (250 ‰), Surnumeres (üle 270 ‰), võib vesi külmuda vaid väga suure miinusega. - esimesel juhul - -6,1 °C, teisel - alla -10 °C.

Kõigi merede keskmiseks näitajaks võib võtta -1,9 ° C.

Külmutamise etapid

Väga huvitav on jälgida, kuidas merevesi külmub. See ei ole kohe kaetud ühtlase jääkoorikuga, nagu magevesi. Kui osa sellest muutub jääks (ja see on värske), muutub ülejäänud maht veelgi soolasemaks ja selle külmutamiseks on vaja veelgi tugevamat pakast.

Jää tüübid

Kui meri jahtub, tekib erinevat tüüpi jää:

lumetorm;
muda;
nõelad;
salo;
nilas.

Kui meri pole veel jäätunud, kuid on sellele väga lähedal ja sel ajal sajab lund, siis see pinnaga kokku puutudes ei sula, vaid on veega küllastunud ja moodustab viskoosse pudruse massi, mida nimetatakse lumeks. Külmumisel muutub see puder mudaks, mis on tormi kätte sattunud laevadele väga ohtlik. Tänu sellele kattub tekk hetkega jääkoorikuga.

Kui termomeeter jõuab külmumiseks vajaliku märgini, hakkavad meres tekkima jäänõelad - kristallid väga õhukeste kuusnurksete prismade kujul. Neid võrguga kokku korjates, soola maha pestes ja sulatades avastate, et need on mahlad.

Esiteks kasvavad nõelad horisontaalselt, seejärel võtavad nad vertikaalse asendi ja pinnal on nähtavad ainult nende alused. Need meenutavad rasvalaike külmas supis. Seetõttu nimetatakse jääd selles etapis seapekiks.

Kui läheb veelgi külmemaks, hakkab rasv jäätuma ja moodustab jääkooriku, läbipaistva ja hapra nagu klaas. Sellist jääd nimetatakse nilaseks ehk pudeliks. See on soolane, kuigi on moodustatud hapnemata nõeltest. Fakt on see, et külmumise ajal haaravad nõelad ümbritseva soolase vee väikseimad tilgad.

Ainult meredes on selline nähtus nagu ujuv jää. See tekib seetõttu, et rannikul jahtub vesi siin kiiremini. Seal tekkinud jää külmub rannikuservani, mistõttu hakati seda nimetama kiirjääks. Kui pakane tuulevaikse ilmaga tugevneb, haarab see kiiresti uusi territooriume, ulatudes kohati kümnete kilomeetrite laiuseni. Kuid niipea, kui tugev tuul tõuseb, hakkab kiire jää lagunema erineva suurusega tükkideks. Neid, sageli tohutuid jäätükke (jääväljad), kannab tuul ja hoovus kogu meres, põhjustades laevadele probleeme.

Sulamistemperatuur

Merejää ei sula samal temperatuuril, kui merevesi külmub, nagu võiks arvata. See on vähem soolane (keskmiselt 4 korda), nii et selle muutumine tagasi vedelaks algab varem kui selle märgini jõudmine. Kui merevee keskmine külmumistemperatuur on -1,9 °C, siis sellest tekkinud jää sulamistemperatuur on -2,3 °C.

Soolase vee külmutamine: video

Loe ka

Kuidas kraanivett destilleerida
Mida sa tead vee keemistemperatuurist?
Kuidas mõjutab merevesi juukseid?