При какой температуре замерзает вода?

163

Содержание статьи

Вода – наиболее распространенный природный ресурс. Она обладает уникальными характеристиками, в том числе и способностью приобретать различные состояния. При какой температуре замерзает вода? На этот простой вопрос способен ответить даже школьник первых классов. Твердое состояние эта жидкая среда приобретает при ноле градусов на шкале Цельсия. Но не все так однозначно. Давайте разбираться.

Вода – ценная субстанция, которая изучалась учеными во все времена. Некоторые ее свойства так и остались загадочными. На территории стран СНГ и ЕС температура этой жидкости измеряется по Цельсию. Наиболее высокая отметка последней – 100 градусов. Известный ученый из Америки – Фаренгейт, создал собственную шкалу, на которой имеется 180 делений. И это еще не все измерители. Существует еще одна единица, именуемая кельвин. Она названа именем физика из Англии – Томпсона.

Разновидности, а также состояния воды

Существует три агрегатных статуса воды – лед, жидкость и газообразная субстанция. Они имеют способность трансформироваться в различные формы, а также сосуществовать одновременно в разных. Вода может быть пресной и солёной, питьевой, минеральной и морской, а также дождевой и талой, а еще структурированной, дистиллированной и деионизированной. Исходя из наличия изотопов, жидкость классифицируется на легкую, тяжелую и сверхтяжелую. Процентный состав катионов таких веществ, как кальций и магний, определяет мягкую и жесткую воду. При этом у каждого из упомянутых видов жидкости наблюдается собственная температура замерзания.

При каких показателях вода приобретает твердую структуру?

Обычная вода включает в свой состав определенное число взвешенных элементов. Последние могут иметь минеральное либо органическое происхождение. Сюда входят микроскопические частички глины, пыль, песчинки и т. д. После достижения конкретных температурных значений подобные элементы становятся своеобразными стержнями, вокруг которых формируются кристаллы льда. Сердцевинами могут быть еще и воздушные пузырьки, сколы, трещины и прочие повреждения, имеющиеся на стенках емкости, где хранится вода. Показатели скорости кристаллизации достаточно сильно зависят от числа стержней – чем большее количество сердцевин кристаллизации, тем меньше времени необходимо для замерзания.

При нормальных показателях давления в атмосферной среде жидкость становится твердой при значении 0 градусов по шкале Цельсия. Известно, что горячая вода способна замерзать в более короткие сроки, чем холодная. Этот необычный феномен был открыт Э. Мпемба (исследователь школьного возраста из Танганьики). Парень проводил эксперименты с субстанцией, предназначенной для производства мороженого. Результаты показали, что теплая масса замерзает быстрее. Следствием подобного процесса является то, что горячая жидкость имеет более высокую теплоотдачу. Кроме того, в ней содержится большее число центров, необходимых для кристаллизации.

Температура затвердения воды имеет непосредственную связь с атмосферным давлением. Так, на высоте в 1 км (2 атм) жидкость приобретает твердое состояние при значении 2 градуса по Цельсию, а 2000 м (3 атм) – 4 градуса. Наиболее высокое значение температурной шкалы кристаллизации наблюдается в горах.

При большом давлении замерзание происходит при более низких показателях. В то же время температура закипания в таких же условиях увеличивается. В связи с этим на территории высокогорья, где атмосфера очень разрежена, вода начинает кипеть при 80 градусах, что делает процесс приготовления пищи практически невозможным. В условиях высокого давления лед начинает плавиться под коньками при низких показателях, благодаря чему лезвие с легкостью скользит по твердой ледяной поверхности.

Растворы с содержанием воды также имеют разную температуру замерзания. Спиртовые жидкости, в зависимости от процентного содержания природного ресурса, приобретают твердое состояние при показателях от 0 до -114 градусов. Не существует стабильной температуры кристаллизации спиртовых растворов.

Значения, при которых замерзает вода с солью, зависят от уровня солености. Если соли много, то нужны более низкие показатели температурной шкалы.

Среда перехода сахарного раствора из жидкого в твердое состояние также различна. Все зависит от концентрации. Смесь, где содержание глицерина составляет 80 мл, кристаллизуется в среде от -20 градусов. Раствор, включающий в себя 60 мл данного вещества, замерзает при значении -34. Жидкость с 20-ю процентами глицерина способна кристаллизоваться всего при -5 градусах, а с 10-ю % — минус два градуса.

Раствор, состоящий из воды и едкой щелочи (соды), переходит в твердое состояние при плюсовых показателях. При содержании каустика в количестве 44 % кристаллизация начинается при отметке 7 градусов, а более 80 % – при значении в 130.

Видео: вода в бутылке замерзает на глазах

Вода в бутылке замерзает на глазах
(HD) Кипяток при -41°C
Вода замерзает при комнатной температуре
Вода замерзает. Температура на компьютере 0 градусов.
Самые интересные факты о воде - Вода и ее удивительные свойства - 10 фактов – Вся правда о воде