Когда вода замерает

Когда вода замерает

Вы когда-нибудь клали банку содовой в морозильную камеру для быстрого охлаждения, а потом не вспоминали о ней, пока она не лопнет несколько часов спустя? Содовая расширяется, так как вода в ней превращается в лед, давит на стенки банки, пока не разорвет в слабом месте, и из банки во все стороны летит сладкая шрапнель

Вода при замерзании расширяется в непредсказуемом направлении. А так как по своей сути замерзание очень своеобразно, не бывает двух одинаковых кубиков льда. Например, кубик льда может выглядеть как облачко, потому что при замерзании растворенный в воде воздух сжимается в некоторых местах, но не везде, и образуются скопления мелких пузырьков, попавших в кристаллическую решетку.

Морозильная камера отводит тепло от воды с помощью комбинации конвекции и проводимости. Конвекция происходит при неоднородности температуры продуктов, создающей движение воздуха, имеющегося в воде. Поскольку теплый воздух поднимается вверх, а холодный воздух опускается, чистый эффект состоит в том, что тепло отводится с поверхности воды, тем самым замораживание происходит снаружи вглубь.

С другой стороны, теплопроводность, – это удаление тепла посредством прямого контакта воды со всем, что холоднее, например, с воздухом в морозильной камере или со змеевиком морозильника. При этом вода начинает замерзать снаружи, но замерзание редко происходит равномерно, и появляется начальная асимметрия, которая, как правило, становится все больше по мере того, как образуется все больше...

го, как образуется все больше кристаллов льда.

Интересным фактом является то, что, поскольку теплопроводность льда почти в четыре раза больше, чем у жидкой воды, тепловые потоки отводятся изо льда быстрее, чем из жидкой воды. Таким образом, как только начинает формироваться лед, существующие кристаллы растут быстрее, чем появляются новые кристаллы льда в жидкости. Другими словами, лед порождает лед быстрее, чем вода порождает лед при тех же условиях. Это несоответствие также имеет тенденцию вызывать незначительную начальную асимметрию, которая увеличивается в ходе замерзания.

Растворы, такие как спирт, сахар или соль, замерзают по-особому. Когда температура падает, молекулы воды пытаются найти свои места в кристаллической решетке. Они словно пытаются идти своей дорогой, продираясь через толпу. Вот почему водные растворы замерзают при более низких температурах, чем чистая вода.

Каждый раствор сахара или соли поэтому замерзает совершенно индивидуально, в зависимости от вида и концентрации добавок в воде. Перемешивание или взбивание жидкости также вносит различия. Структура замораживания, таким образом, в каждом контейнере своя и даже в одном и том же контейнере отличается в зависимости от цикла замораживания.

Лед белеет, когда пузырьки воздуха, выделившиеся из воды при замораживании, захватываются кристаллической решеткой.

Еще статьи