Koja voda se brže smrzava - topla ili hladna. Mpemba efekt ili zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode

Pročišćena isparavanjem, hlađenjem i kondenzacijom, tekućina ima posebna fizikalna svojstva. Preporuča se koristiti u sustavu grijanja, jer nema soli, kao ni kisika. To ima pozitivan učinak na trajanje rada opreme.

No mnoge zanima pitanje smrzava li se destilirana voda na temperaturama ispod 0˚C?

Lako je provesti eksperiment kod kuće i dobiti odgovor na ovo pitanje. Vidjet ćemo da će na 0˚C ostati tekući. Čak i ako snizimo temperaturu, njegovo fizičko stanje se neće promijeniti.

Dakle, na kojoj temperaturi se voda smrzava?

Zanimljivo svojstvo destilirane vode opaža se pri negativnoj temperaturi. Ako u njega spustite komadić leda, snijega, zraka ili prašine, kristali će se odmah pojaviti u cijelom volumenu.

To je zbog činjenice da voda iz slavine ima mnogo središta kristalizacije: soli, zrak iznutra, površina posude i tako dalje. Pročišćene tekućine nemaju takve centre. Zbog toga se može značajno ohladiti.

Zakoni fizike kažu da što se tekućina više pročišćava od nečistoća, to je niži prag za prijelaz u čvrsto stanje.

Destilirana voda smrzava se na -10˚C i niže. To objašnjava njegovu prednost u odnosu na druge rashladne tekućine tijekom razdoblja grijanja. Zbog ovog svojstva, prilikom zagrijavanja prostorije, može se natjecati s antifrizom.

Istodobno, postoji niz dodatnih prednosti u odnosu na druge rashladne tekućine:

ekološka čistoća;
sigurnost za život i zdravlje ljudi;
pažljiv odnos prema cijevima;
Jednostavnost korištenja;
dostupnost.

Sada znate da se destilirana voda smrzava na temperaturama ispod 10 stupnjeva, tako da možete biti mirni za svoj sustav grijanja.

Nadamo se da vam je članak bio koristan. Bit ćemo vam zahvalni ako to podijelite na društvenim mrežama.

ugodan dan!

Pročitajte također:

Nosač topline za sustav grijanja - što se danas koristi?
Grijanje vode u privatnoj kući - tehnologija za njegovu provedbu
Vodena pumpa za grijanje: princip rada i ugradnja

Pozdrav dragi ljubitelji zanimljivosti. Danas ćemo razgovarati o. No, mislim da bi se pitanje postavljeno u naslovu moglo činiti jednostavno apsurdnim – ali treba li uvijek nepodijeljeno vjerovati ozloglašenom "zdravom razumu", a ne strogo postavljenom iskustvu testiranja. Pokušajmo shvatiti zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode?

Referenca za povijest

Da u pitanju smrzavanja hladne i tople vode “nije sve čisto” spominje se u djelima Aristotela, zatim su slične bilješke napravili F. Bacon, R. Descartes i J. Black. U novijoj povijesti za to se vezuje naziv “Mpemba paradoks” - po imenu školarca iz Tanganyike, Erasta Mpembe, koji je isto pitanje postavio gostujućem profesoru fizike.

Dječakovo pitanje nije proizašlo iz nule, već iz čisto osobnih promatranja procesa hlađenja sladolednih smjesa u kuhinji. Naravno, i kolege iz razreda koji su tamo bili, zajedno sa učiteljicom u školi, smijali su se Mpembi - međutim, nakon eksperimentalne provjere profesora D. Osbornea osobno, iz njih je "isparila" želja za ruganjem Erastu. Štoviše, Mpemba je, zajedno s profesorom, 1969. godine objavio detaljan opis ovog učinka u Obrazovanju fizike - i od tada je gornji naziv fiksiran u znanstvenoj literaturi.

Koja je bit fenomena?

Postavka pokusa je prilično jednostavna: pod jednakim uvjetima, testiraju se identične posude tankih stijenki u kojima se nalaze strogo jednake količine vode, koje se razlikuju samo po temperaturi. Posude se pune u hladnjak, nakon čega se u svakoj od njih bilježi vrijeme prije stvaranja leda. Paradoks je da se u posudi s inicijalno toplijom tekućinom to događa brže.

Kako moderna fizika to objašnjava?

Paradoks nema univerzalno objašnjenje, budući da se nekoliko paralelnih procesa odvija zajedno, čiji se doprinos može razlikovati od specifičnih početnih uvjeta - ali s ujednačenim rezultatom:

sposobnost tekućine da se prehladi - u početku je hladna voda sklonija hipotermiji, t.j. ostaje tekuća kada je njegova temperatura već ispod točke smrzavanja
ubrzano hlađenje - para iz tople vode pretvara se u mikrokristale leda, koji, kada se vraćaju, ubrzavaju proces, radeći kao dodatni "vanjski izmjenjivač topline"
izolacijski učinak - za razliku od tople vode, hladna voda se smrzava odozgo, što dovodi do smanjenja prijenosa topline konvekcijom i zračenjem

Postoji niz drugih objašnjenja (posljednji put je natjecanje za najbolju hipotezu nedavno održalo Britansko kraljevsko kemijsko društvo, 2012.) - ali još uvijek ne postoji jednoznačna teorija za sve slučajeve kombinacija ulaznih uvjeta...

Koja se voda brže smrzava, topla ili hladna, utječu brojni čimbenici, no samo se pitanje čini pomalo čudnim. Razumije se, a poznato je i iz fizike, da toploj vodi još treba vremena da se ohladi na temperaturu usporedive hladne vode kako bi se pretvorila u led. ova se faza može preskočiti i, sukladno tome, ona pobjeđuje na vrijeme.

Ali odgovor na pitanje koja se voda brže smrzava - hladna ili vruća - na ulici u mrazu, zna svaki stanovnik sjevernih geografskih širina. Zapravo, znanstveno se ispostavilo da se u svakom slučaju hladna voda jednostavno mora brže smrzavati.

Tako je i učitelj fizike, kojemu se 1963. godine obratio školarac Erasto Mpemba s molbom da objasni zašto se hladna mješavina budućeg sladoleda smrzava dulje od sličnog, ali vrućeg.

"Ovo nije svjetska fizika, već neka vrsta Mpemba fizike"

U to vrijeme učiteljica se tome samo nasmijala, ali Deniss Osborne, profesor fizike, koji je svojedobno pohađao istu školu u kojoj je studirao Erasto, eksperimentalno je potvrdio postojanje takvog učinka, iako za to tada nije bilo objašnjenja . Godine 1969. popularni znanstveni časopis objavio je zajednički članak dvojice muškaraca koji su opisali ovaj neobičan učinak.

Od tada, inače, pitanje koja se voda brže smrzava - topla ili hladna, ima svoje ime - učinak, ili paradoks, Mpemba.

Pitanje postoji već duže vrijeme

Naravno, takav se fenomen dogodio i prije, a spominjao se iu radovima drugih znanstvenika. Ovo pitanje nije zanimalo samo školarca, već su o tome svojedobno razmišljali i Rene Descartes, pa čak i Aristotel.

Ovdje su samo pristupi rješavanju ovog paradoksa počeli gledati tek krajem dvadesetog stoljeća.

Uvjeti za pojavu paradoksa

Kao i kod sladoleda, tijekom eksperimenta nije samo obična voda ta koja se smrzava. Moraju postojati određeni uvjeti da bi se počeli prepirati koja se voda brže smrzava – hladna ili vruća. Što utječe na ovaj proces?

Sada, u 21. stoljeću, izneseno je nekoliko opcija koje mogu objasniti ovaj paradoks. Koja se voda brže smrzava, topla ili hladna, može ovisiti o činjenici da ima veću brzinu isparavanja od hladne vode. Tako se njegov volumen smanjuje, a smanjenjem volumena vrijeme smrzavanja postaje kraće nego da uzmemo sličan početni volumen hladne vode.

Zamrzivač je odavno odmrznut

Koja se voda brže smrzava i zašto se to događa, može utjecati snježna obloga koja može biti prisutna u zamrzivaču hladnjaka koji se koristi za pokus. Ako uzmete dvije posude identične zapremine, ali će u jednom biti topla voda, a u drugom hladna voda, posuda s toplom vodom će otopiti snijeg ispod sebe, čime će se poboljšati kontakt toplinske razine sa stijenkom hladnjaka. Posuda za hladnu vodu to ne može. Ako u hladnjaku nema takve obloge sa snijegom, hladna voda bi se trebala brže smrzavati.

Vrh - dno

Također, fenomen da se voda brže smrzava – topla ili hladna, objašnjava se na sljedeći način. Slijedeći određene zakone, hladna voda se počinje smrzavati iz gornjih slojeva, kada topla voda čini obrnuto – počinje se smrzavati odozdo prema gore. Ispostavilo se da hladna voda, koja ima na vrhu hladan sloj na kojem se na nekim mjestima već formirao led, na taj način otežava procese konvekcije i toplinskog zračenja, objašnjavajući koja se voda brže smrzava - hladna ili vruća. U prilogu je fotografija iz amaterskih eksperimenata, a ovdje je jasno vidljiva.

Toplina nestaje, težeći prema gore, i tamo se susreće s vrlo hladnim slojem. Nema slobodnog puta za toplinsko zračenje, pa proces hlađenja postaje otežan. Topla voda nema apsolutno nikakvih prepreka na svom putu. Što se brže smrzava - hladno ili vruće, o čemu ovisi vjerojatni ishod, odgovor možete proširiti rekavši da svaka voda ima otopljene određene tvari.

Nečistoće u sastavu vode kao čimbenik koji utječe na ishod

Ako ne varate i koristite vodu istog sastava, gdje su koncentracije pojedinih tvari identične, tada bi se hladna voda trebala brže smrzavati. Ali ako se dogodi situacija kada su otopljeni kemijski elementi prisutni samo u vrućoj vodi, dok ih hladna voda ne posjeduje, tada topla voda ima priliku zamrznuti ranije. To se objašnjava činjenicom da otopljene tvari u vodi stvaraju kristalizacijske centre, a s malim brojem tih centara otežana je transformacija vode u čvrsto stanje. Moguće je čak i prehlađenje vode, u smislu da će na temperaturama ispod nule biti u tekućem stanju.

No, sve te verzije, očito, nisu odgovarale znanstvenicima do kraja, te su nastavili raditi na ovom pitanju. Godine 2013. tim istraživača u Singapuru rekao je da su riješili prastaru misteriju.

Skupina kineskih znanstvenika tvrdi da tajna ovog učinka leži u količini energije koja je pohranjena između molekula vode u njezinim vezama, nazvanim vodikove veze.

Odgovor kineskih znanstvenika

Slijedit će daljnje informacije za čije je razumijevanje potrebno imati određeno znanje iz kemije kako bi se shvatilo koja se voda brže smrzava - topla ili hladna. Kao što znate, sastoji se od dva atoma H (vodika) i jednog O (kisika) atoma koji se drže zajedno kovalentnim vezama.

Ali atome vodika jedne molekule privlače i susjedne molekule, njihova kisikova komponenta. Te se veze nazivaju vodikovim vezama.

Istodobno, vrijedi zapamtiti da u isto vrijeme molekule vode djeluju odbojno jedna na drugu. Znanstvenici su primijetili da kada se voda zagrije, udaljenost između njezinih molekula se povećava, a to je olakšano odbojnim silama. Ispada da se, zauzimajući jednu udaljenost između molekula u hladnom stanju, može reći da se rastežu i imaju veću zalihu energije. Upravo se ta rezerva energije oslobađa kada se molekule vode počnu približavati jedna drugoj, odnosno dolazi do hlađenja. Pokazalo se da se veća zaliha energije u toploj vodi, i njezino veće oslobađanje pri hlađenju na temperaturu ispod nule, događa brže nego u hladnoj vodi, koja ima manju zalihu te energije. Dakle, koja se voda brže smrzava - hladna ili vruća? Na ulici i u laboratoriju bi se trebao dogoditi paradoks Mpemba, a topla voda bi se trebala brže pretvoriti u led.

Ali pitanje je još uvijek otvoreno

Postoji samo teorijska potvrda ovog traga - sve je to napisano prekrasnim formulama i čini se vjerojatnim. Ali kada se eksperimentalni podaci, koja voda brže smrzava - topla ili hladna, budu stavljeni u praktičan smisao i njihovi rezultati budu predstavljeni, tada će se pitanje paradoksa Mpemba moći smatrati zatvorenim.

"Već smo se susreli s nekim zanimljivim svojstvima vode koja nam omogućuju život posebno, a živim bićima općenito. Nastavimo temu i skrećemo vam pozornost na još jedno zanimljivo svojstvo (iako nije jasno je li istinito ili izmišljeno).

Zanimljivo o vodi - Mpemba efekt: jeste li znali da se na internetu šuška da se topla voda smrzava brže od hladne? Možda ne znate, ali ove glasine kruže. I vrlo uporan. Dakle, o čemu govorimo - o eksperimentalnoj pogrešci ili novom, zanimljivom svojstvu vode koje još nije proučeno?

Idemo to shvatiti. Legenda, koja se ponavlja od mjesta do mjesta, glasi: uzimamo dvije posude s vodom: u jednu ulijemo toplu vodu, a u drugu hladnu i stavimo ih u zamrzivač. Topla voda će se smrznuti brže od hladne vode. Zašto se ovo događa?

Godine 1963. tanzanijski student po imenu Erasto B. Mpemba, dok je zamrzavao pripremljenu smjesu za sladoled, primijetio je da se vruća smjesa brže skruti u zamrzivaču od hladne. Kada je mladić svoje otkriće podijelio s profesorom fizike, samo mu se nasmijao. Nasreću, učenik je bio uporan i uvjerio učitelja da provede pokus, koji je potvrdio njegovo otkriće: pod određenim uvjetima topla voda stvarno se smrzava brže od hladne vode.

Druga verzija legende - Mpemba se okrenuo velikom znanstveniku, koji je, na sreću, bio u blizini afričke škole Mpemba. I znanstvenik je povjerovao dječaku i još jednom provjerio što je što. Pa, idemo... Sada se ovaj fenomen smrzavanja tople vode brže od hladne zove "Mpemba efekt". Istina, davno prije njega, ovo jedinstveno svojstvo vode zabilježili su Aristotel, Francis Bacon i Rene Descartes.

Znanstvenici ne razumiju u potpunosti prirodu ovog fenomena, objašnjavajući ga ili razlikom u hipotermiji, isparavanju, stvaranju leda, konvekciji ili učinkom ukapljenih plinova na toplu i hladnu vodu.

Dakle, imamo Mpemba efekt (Mpemba Paradox) – paradoks koji kaže da se topla voda (pod određenim uvjetima) može smrznuti brže od hladne vode. Iako u isto vrijeme mora proći temperaturu hladne vode u procesu smrzavanja.

Sukladno tome, da bismo se nosili s paradoksom, postoje dva načina. Prvi je da počnemo objašnjavati ovaj fenomen, smišljati teorije i radovati se da je voda tajanstvena tekućina. Ili možete ići drugim putem - samostalno provesti ovaj eksperiment. I izvući odgovarajuće zaključke.

Okrenimo se ljudima koji su doživjeli ovo iskustvo pokušavajući replicirati učinak Mpemba. A ujedno, pogledajmo malu studiju koja određuje "odakle rastu noge".

Na ruskom se poruka o učinku Mpemba prvi put pojavila prije 42 godine, kako je izvijestio časopis "Kemija i život" (1970., br. 1, str. 89). Budući da su savjesni, zaposlenici "Kemije i života" odlučili su sami provesti eksperimente i uvjerili se: "vruće mlijeko tvrdoglavo nije željelo prvo smrznuti". Ovaj rezultat dobio je prirodno objašnjenje: “Vruća tekućina ne bi se trebala smrznuti ranije. Uostalom, njegova temperatura najprije mora biti jednaka temperaturi hladne tekućine.

Jedan od čitatelja "Kemije i života" izvijestio je sljedeće o svojim eksperimentima (1970, br. 9, str. 81). Mlijeko je zakuhao, ohladio na sobnu temperaturu i stavio u hladnjak u isto vrijeme kad i neprokuhano mlijeko koje je također bilo sobne temperature. Prokuhano mlijeko brže se smrzavalo. Isti učinak, ali slabiji, postignut je zagrijavanjem mlijeka na 60°C, a ne kuhanjem. Vrenje bi moglo biti od temeljne važnosti: ovo će ispariti dio vode i ispariti lakši dio masti. Kao rezultat toga, točka smrzavanja se može promijeniti. Osim toga, kada se zagrijava, a još više kada se prokuha, moguće su neke kemijske transformacije organskog dijela mlijeka.

No, “pokvareni telefon” je već radio, a nakon više od 25 godina ova priča je opisana na sljedeći način: “Porcija sladoleda se brže hladi ako se stavi u hladnjak, nakon što se dobro zagrije, nego ako se prvo se ostavi na hladnoj temperaturi” (“Znanje je moć”, 1997, br. 10, str. 100). Postupno su počeli zaboravljati na mlijeko, a radilo se uglavnom o vodi.

Nakon 13 godina, u istom "Kemija i život" pojavio se sljedeći dijalog: "Ako izvadite dvije šalice na hladno - s hladnom i toplom vodom, koja će se voda brže smrznuti? .. Pričekajte zimu i provjerite: vruća voda će se brže smrznuti“ (1993, br. 9, str. 79). Godinu dana kasnije uslijedilo je pismo jednog savjesnog čitatelja koji je zimi marljivo iznosio šalice hladne i tople vode na hladno i uvjerio se da se hladna voda brže smrzava (1994., br. 11, str. 62).

Sličan pokus proveden je pomoću hladnjaka, u kojem je zamrzivač prekriven debelim slojem mraza. Kad sam stavio šalice tople i hladne vode na ovaj zamrzivač, mraz ispod šalica tople vode se otopio, potonule su i voda u njima se brže smrzla. Kada sam stavio naočale na mraz, učinak se nije primijetio, jer se mraz ispod naočala nije otopio. Učinak se nije primijetio ni kada sam nakon odmrzavanja hladnjaka čaše stavila na zamrzivač bez mraza. To dokazuje da je uzrok učinka otapanje mraza pod šalicama tople vode (Kemija i život, 2000., br. 2, str. 55).

Priču o paradoksu koji je primijetio tanzanijski dječak u više navrata pratila je značajna opaska - kažu, ne treba zanemariti nijednu, čak i vrlo čudnu informaciju. Želja je dobra, ali neostvariva. Ako unaprijed ne pregledamo nepouzdane informacije, onda ćemo se utopiti u njima. A pogrešne informacije često su pogrešne. Osim toga, često se događa (kao u slučaju Mpemba efekta) da je nevjerojatnost posljedica izobličenja informacija u procesu prijenosa.

Stoga je zanimljivo o vodi općenito, a posebno o Mpemba efektu, nije uvijek istinito 🙂

Više detalja - na stranici http://wsyachina.narod.ru/physics/mpemba.html

Na kojoj temperaturi se voda smrzava? Čini se - najjednostavnije pitanje na koje čak i dijete može odgovoriti: ledište vode pri normalnom atmosferskom tlaku od 760 mmHg je nula stupnjeva Celzijusa.

Međutim, voda je (unatoč iznimno širokoj rasprostranjenosti na našem planetu) najtajanstvenija i nedovoljno shvaćena tvar, pa odgovor na ovo pitanje zahtijeva detaljnu i obrazloženu raspravu.

U Rusiji i Europi temperatura se mjeri na Celzijevoj ljestvici, čija je najviša vrijednost 100 stupnjeva.
Američki znanstvenik Fahrenheit razvio je vlastitu ljestvicu sa 180 podjela.
Postoji još jedna jedinica za mjerenje temperature - kelvin, nazvana po engleskom fizičaru Thomsonu, koji je dobio titulu Lorda Kelvina.

Stanja i vrste vode

Voda na planeti Zemlji može imati tri glavna agregatna stanja: tekuće, kruto i plinovito, koji se mogu transformirati u različite oblike koji istovremeno koegzistiraju jedni s drugima (sante leda u morskoj vodi, vodena para i kristali leda u oblacima na nebu, ledenjaci i slobodni - tekuće rijeke).

Ovisno o karakteristikama podrijetla, namjeni i sastavu, voda može biti:

svježe;
mineral;
pomorski;
piće (ovdje uključujemo vodu iz slavine);
kiša;
odmrznuti;
bočat;
strukturiran;
destiliran;
deionizirani.

Prisutnost izotopa vodika čini vodu:

svjetlo;
teški (deuterij);
superteški (tricij).

Svi znamo da voda može biti meka i tvrda: ovaj pokazatelj određuje sadržaj kationa magnezija i kalcija.

Svaka od vrsta i agregatnih stanja vode koje smo naveli ima svoju točku smrzavanja i taljenja.

Točka smrzavanja vode

Zašto se voda smrzava? Obična voda uvijek sadrži određenu količinu suspendiranih čestica mineralnog ili organskog porijekla. To mogu biti najsitnije čestice gline, pijeska ili kućne prašine.

Kada temperatura okoline padne na određene vrijednosti, te čestice preuzimaju ulogu središta oko kojih se počinju formirati kristali leda.

Mjehurići zraka, kao i pukotine i oštećenja na stijenkama posude u kojoj se nalazi voda, također mogu postati jezgre kristalizacije. Brzina kristalizacije vode uvelike je određena brojem ovih centara: što ih je više, tekućina se brže smrzava.

U normalnim uvjetima (pri normalnom atmosferskom tlaku), temperatura faznog prijelaza vode iz tekućeg u čvrsto stanje je 0 stupnjeva Celzijusa. Na ovoj temperaturi voda se smrzava na ulici.

Zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode?

Topla voda se smrzava brže od hladne vode - ovu pojavu primijetio je Erasto Mpemba, školarac iz Tanganyike. Njegovi eksperimenti s masom za pravljenje sladoleda pokazali su da je brzina smrzavanja zagrijane mase mnogo veća od one hladne.

Jedan od razloga za ovu zanimljivu pojavu, nazvanu "Mpemba paradoks", je veći prijenos topline vruće tekućine, kao i prisutnost većeg broja kristalizacijskih jezgri u njoj u odnosu na hladnu vodu.

Jesu li ledište vode i nadmorska visina povezani?

S promjenom tlaka, često povezana s različitim visinama, točka smrzavanja vode počinje se radikalno razlikovati od standardne, karakteristične za normalne uvjete.
Kristalizacija vode na visini događa se pri sljedećim temperaturnim vrijednostima:

paradoksalno, na visini od 1000 m voda se smrzava na 2 stupnja Celzijusa;
na visini od 2000 metara, to se događa već na 4 stupnja Celzijusa.

Najviša temperatura smrzavanja vode u planinama opaža se na nadmorskoj visini od preko 5000 tisuća metara (na primjer, u planinama Fann ili Pamiru).

Kako pritisak utječe na proces kristalizacije vode?

Pokušajmo povezati dinamiku promjena u točki smrzavanja vode s promjenama tlaka.

Pri tlaku od 2 atm voda će se smrznuti na temperaturi od -2 stupnja.
Pri tlaku od 3 atm, temperatura od -4 Celzijeva stupnja počet će smrzavati vodu.

S povećanim tlakom, temperatura početka procesa kristalizacije vode opada, a vrelište raste. Pri niskom tlaku dobiva se dijametralno suprotna slika.

Zato je u uvjetima visokih planina i razrijeđene atmosfere vrlo teško kuhati čak i jaja, jer voda u loncu ključa već na 80 stupnjeva. Jasno je da je na ovoj temperaturi jednostavno nemoguće kuhati hranu.

Pri visokom tlaku, proces topljenja leda ispod lopatica klizaljki događa se čak i pri vrlo niskim temperaturama, ali zahvaljujući njemu klizaljke klize po površini leda.

Smrzavanje klizanja teško natovarenih saonica u pričama Jacka Londona objašnjava se na sličan način. Teške saonice koje vrše pritisak na snijeg uzrokuju njegovo otapanje. Dobivena voda olakšava njihovo klizanje. Ali čim se sanjke zaustave i dugo se zadrže na jednom mjestu, istisnuta voda, smrzavajući se, smrzava klizanje na cestu.

Temperatura kristalizacije vodenih otopina

Budući da je izvrsno otapalo, voda lako reagira s raznim organskim i anorganskim tvarima, tvoreći masu ponekad neočekivanih kemijskih spojeva. Naravno, svaki od njih će se smrznuti na različitim temperaturama. Stavimo ovo na vizualni popis.

Točka smrzavanja mješavine alkohola i vode ovisi o postotku obje komponente u njoj. Što je više vode dodano otopini, to je njezina točka smrzavanja bliže nuli. Ako u otopini ima više alkohola, proces kristalizacije će započeti na vrijednostima blizu -114 stupnjeva.
Važno je znati da vodeno-alkoholne otopine nemaju fiksnu točku smrzavanja. Obično govore o temperaturi početka procesa kristalizacije i temperaturi konačnog prijelaza u čvrsto stanje.
Između početka stvaranja prvih kristala i potpunog skrućivanja alkoholne otopine nalazi se temperaturni interval od 7 stupnjeva. Dakle, točka smrzavanja vode s alkoholom od 40% koncentracije u početnoj fazi je -22,5 stupnjeva, a konačni prijelaz otopine u krutu fazu dogodit će se na -29,5 stupnjeva.

Točka smrzavanja vode sa soli usko je povezana sa stupnjem njezine slanosti: što je više soli u otopini, to će se smrznuti niži položaj stupca žive.

Za mjerenje saliniteta vode koristi se posebna jedinica - "ppm". Dakle, otkrili smo da se temperatura ledišta vode smanjuje s povećanjem koncentracije soli. Objasnimo to na primjeru:

Razina saliniteta oceanske vode je 35 ppm, dok je prosječna vrijednost njenog smrzavanja 1,9 stupnjeva. Stupanj saliniteta crnomorskih voda je 18-20 ppm, pa se smrzavaju na višoj temperaturi u rasponu od -0,9 do -1,1 stupnjeva Celzijusa.

Točka smrzavanja vode sa šećerom (za otopinu čija je molalnost 0,8) je -1,6 stupnjeva.
Točka smrzavanja vode s nečistoćama uvelike ovisi o njihovoj količini i prirodi nečistoća koje čine vodenu otopinu.
Točka smrzavanja vode s glicerinom ovisi o koncentraciji otopine. Otopina koja sadrži 80 ml glicerina smrznut će se na -20 stupnjeva, kada se sadržaj glicerola smanji na 60 ml, proces kristalizacije će započeti na -34 stupnja, a početak smrzavanja 20% otopine bit će minus pet stupnjeva. Kao što vidite, u ovom slučaju nema linearnog odnosa. Za zamrzavanje 10% otopine glicerina bit će dovoljna temperatura od -2 stupnja.
Točka smrzavanja vode sa sodom (što znači kaustična lužina ili kaustična soda) predstavlja još tajanstveniju sliku: 44% kaustična otopina smrzava se na +7 stupnjeva Celzija, a 80% na +130.

Zamrzavanje slatke vode

Proces stvaranja leda u slatkovodnim rezervoarima odvija se u nešto drugačijem temperaturnom režimu.

Točka ledišta vode u jezeru, baš kao i točka smrzavanja vode u rijeci, iznosi nula stupnjeva Celzijusa. Zamrzavanje najčišćih rijeka i potoka ne počinje s površine, već s dna na kojem se nalaze jezgre kristalizacije u obliku čestica donjeg mulja. Isprva su grčevi i vodene biljke prekrivene korom leda. Čim se donji led izdigne na površinu, rijeka se odmah smrzne.
Smrznuta voda na Bajkalskom jezeru ponekad se može ohladiti na negativne temperature. To se događa samo u plitkoj vodi; temperatura vode u ovom slučaju može biti tisućinke, a ponekad i stotinke jednog stupnja ispod nule.
Temperatura vode Baikal ispod same kore ledenog pokrivača, u pravilu, ne prelazi +0,2 stupnja. U nižim slojevima postupno raste do +3,2 na dnu najdublje kotline.

Točka smrzavanja destilirane vode

Smrzava li se destilirana voda? Podsjetimo, da bi se voda smrznula, potrebno je u njoj imati neke kristalizacijske centre, a to mogu biti mjehurići zraka, suspendirane čestice, kao i oštećenja stijenki posude u kojoj se nalazi.

Destilirana voda, potpuno lišena ikakvih nečistoća, nema jezgre kristalizacije, pa stoga njeno smrzavanje počinje na vrlo niskim temperaturama. Početna točka smrzavanja destilirane vode je -42 stupnja. Znanstvenici su uspjeli postići superhlađenje destilirane vode na -70 stupnjeva.

Voda koja je bila izložena vrlo niskim temperaturama, ali nije kristalizirala naziva se "prehlađena". Možete staviti bocu destilirane vode u zamrzivač, postići hipotermiju, a zatim demonstrirati vrlo učinkovit trik - pogledajte video:

Laganim tapkanjem po boci izvađenoj iz hladnjaka ili bacivanjem malog komadića leda u nju možete pokazati kako se odmah pretvara u led koji izgleda poput izduženih kristala.

Destilirana voda: smrzava li se ova pročišćena tvar pod pritiskom ili ne? Takav je proces moguć samo u posebno stvorenim laboratorijskim uvjetima.