При скольки градусов замерзает вода: Вода замерзает при температуре только при 0℃? Конечно же нет.

Содержание

При какой температуре замерзает вода?

Название этого сообщения представляется подходящим вопросом для экзамена по начальной школе, но ответ гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Всех нас учили, что вода замерзает при 32 градусах Фаренгейта, 0 градусов по Цельсию, 273.15 Кельвина. Однако это не всегда так. Ученые обнаружили, что жидкая вода холодна как -40 градусов по Фаренгейту в облаках и даже охлаждает воду до -42 градусов по Фаренгейту в лаборатории.

Как низко они могли идти? Это оказывается сложной проблемой для ответа. Когда жидкая вода охлаждается ниже -42 градусов F, она слишком быстро кристаллизуется в лед для ученых, чтобы измерять температуру жидкости. Итак, Эмили Мур и Валерия Молинеро из Университета штата Юта разработали сложное компьютерное моделирование 32 768 молекул воды (меньше молекул, чем можно найти в капли), которые позволили им увидеть, что произошло с теплоемкостью, плотностью и сжимаемостью воды, поскольку она переохлаждена и определить, что произошло, когда 4000 из этих молекул застыли. Когда температура воды приближается к -55 градусов F, молекулы воды образуют тетраэдры, причем каждая молекула свободно связывается с четырьмя другими молекулами. Плотность воды уменьшается, увеличивается ее теплоемкость и увеличивается ее сжимаемость. «Изменение структуры воды контролирует скорость образования льда», — говорит Молинеро.

«Мы показываем как термодинамику воды, так и скорость кристаллизации контролируется изменением структуры жидкой воды, которая приближается к структуре льда». Ниже -55 градусов по Фаренгейту могут существовать крошечные кусочки жидкой воды, но это будет делать говорит Молинеро только в течение невероятно короткого времени.Это переохлаждение воды возможно, потому что вода нуждается в небольшом ядре или семени льда, чтобы молекулы образовывали кристаллы и в очень чистой воде «единственный способ, которым вы можете сформировать ядро, — это спонтанно изменить структуру жидкости», — говорит Молинеро. Эти ядра не будут образовываться или расти достаточно крупными, пока структура молекул жидкой воды не станет ближе к твердому льду, чего не произойдет, пока вода не станет настолько невероятно холодной.

При какой температуре замерзает вода в двигателе?

Далеко не всегда удается своевременно залить в радиатор тосол. Обычно, в таких случаях водители задаются вопросом, при какой температуре замерзает вода в двигателе. Ведь все знают, что это не слишком хорошо. Известны случаи, когда водители находили утром кусок двигателя, лежащим под автомобилем. Чтобы избежать подобного, следует своевременно заливать в систему охлаждения антифриз. Но, на всякий случай лучше все же знать, до какой температуры можно не беспокоиться за мотор, а также как минимизировать риск урона.

Что обычно страдает?

При какой температуре замерзает вода в двигателе? Перед ответом на этот вопрос, давайте рассмотрим основные следствия подобной ситуации. Собственно, проблем может быть несколько. При очень незначительном морозе может замерзать радиатор. В шлангах образуется ледяная пробка. Из-за этого вода гоняется только по малому кругу, в результате, двигатель перегревается. Перегрев ведет к деформации деталей мотора и выходу его из строя.

Более сильный мороз чреват механическими повреждениями двигателя и системы охлаждения. Если вам повезет, то будет поврежден только один радиатор. Его замена, конечно, тоже стоит денег, но по сравнению с капиталкой мотора это копейки. В более тяжелом случае будет поврежден блок цилиндров. Чаще всего, после такого двигатель идет под замену полностью.

Когда вода замерзает?

Из курса физики, даже посещавшие школу через день двоечники знают, что вода замерзает при 0°C. Казалось бы, что этого знания достаточно, чтобы точно знать, когда двигатель разморозится. Но, на практике все выглядит несколько по-другому. Зачастую автомобиль спокойно выдерживает температуру до -3°. Известны случаи, когда даже -7° не оказывались смертельными для двигателя. Почему так происходит?

Мотор является довольно большим массивом металла. Также внутри него находится смазка, а еще охлаждающая жидкость, в нашем случае вода. Когда вы ставите машину на стоянку, то температура силового агрегата находится на отметке около 90°. Моментально остыть мотор не может, к тому же, обычно с вечера температура плюсовая. Остывание происходит постепенно. При легком заморозке двигатель полностью промерзнуть просто не успевает.

Также сказывается наличие дополнительных факторов. В пасмурную погоду остывание происходит быстрее. Если в радиатор будет задувать ветер, то шанс заморозить авто значительно увеличивается. В целом, до температуры в -3° за сохранность силового агрегата можно не переживать. При морозе до -7° риск значительно увеличивается. Но, все же при правильном подходе можно пережить и такое.

Как избежать размораживания?

Многое в нашей жизни случается неожиданно. Среди таких «недетских» неожиданностей и внезапные заморозки. Часто после ремонта, в машину оказывается залита вода. Нередко это происходит в случае ремонта, разбитого на несколько частей. Все же воду перед проведением работы слить легче. Итак, давайте посмотрим, как защитить машину от повреждений. Существует несколько способов:
Слейте воду. Это самый надежный способ. Так вы гарантированно не заморозите двигатель. Хотя, имеются свои нюансы. Часть воды останется в моторе, из-за технических особенностей слить ее полностью не удастся. Остаток может образовать пробку, осложняя последующую заправку системы охлаждения;
Утеплите машину. Часто водители на зиму обклеивают капот с обратной стороны теплоизолятром. Это немного снизит риск повреждения блока. Неплохо надеть на радиатор фартук. Можно укутать двигатель. Укройте его старым одеялом или куртками. Это позволит минимизировать возможность замерзания мотора при небольшом минусе. Такая защита имеет смысл при постановке автомобиля на ночную стоянку. Оставив его так на несколько дней, вы гарантированно поедете за новым мотором;
Ставьте машину на ночную стоянку в местах, защищенных от ветра. Наличие воздушных потоков значительно усиливает охлаждение деталей двигателя. Даже при небольшом минусе есть риск образования льда в системе охлаждения. Если тихое место найти не удается, то ставьте машину так, чтобы ветер не задувал в радиатор;
Добавьте немного антифриза. Достаточно купить один литр, чтобы до -7° чувствовать себя вполне спокойно;
Запуск двигателя через определенные промежутки времени. Такой способ позволит избежать замерзания даже при температуре до -10°. Неудобство метода заключается в необходимости выходить к машине каждый час.

Помимо замерзания вода в радиаторе таит и другие опасности. В ней содержатся соли, которые откладываясь на рубашке охлаждения, постепенно приводят к полной закупорке каналов охлаждения. Особенно опасно заливать в радиатор минералку. Известен случай, когда девушка доливала в расширительный бак минералку. После такой охлаждающей жидкости пришлось блок выкидывать. Обязательно перед заливкой антифриза после воды промойте двигатель.

Заключение. Все знают, что использовать в качестве охлаждающей жидкости воду не рекомендуется, но часто другого выхода у автолюбителя не остается. Вот тут и возникает вопрос, при какой температуре замерзает вода в двигателе. На самом деле однозначного ответа на этот вопрос нет. Все зависит от сочетания большого количества различных факторов. За нижний порог обычно берут -3°. До такой температуры однозначно переживать нечего. Применение дополнительных средств защиты может снизить допустимую температуру.

При какой температуре замерзает вода?

При какой температуре вода замерзает?

Казалось бы ответ очевиден. Ноль. Кто-то вспомнит, что морская вода замерзает при минус трех-четырех градусах ниже нуля по Цельсию. Потому что морская вода содержит соли и минералы, которые смещают границу замерзания. Так же, Вы уже наверняка в курсе, что ученные космического агенства NASA опубликовали отчет про найденную воду на Марсе, которая не замерзает при температуре планеты аж до минус 25 градусов ниже нуля по Цельсию. Конечно, водой данная субстанция называется очень условно, так как в этой жидкости химический состав может убить кого угодно. То есть, очевидно, что температура замерзания зависит от состава воды: чем больше посторонних молекул содержится в Н2О, тем меньше вода поддается процессу кристаллизации при низких температурах.

Однако, следующий научный ставит все с ног на голову — оказывается, если попытаться заморозить идеально чистую воду, без примесей, и главное — без частичек пыли (даже микроскопических), то такая вода сможет замерзнуть только при минус 43 градусов Цельсия! Это явление объясняется тем фактом, что кристаллам льда не за что «зацепиться» — нет центра кристаллизации. Владельцы осмосов могут проверить лично.

И это еще не все! Воду можно охладить до низких температур (ниже на пару десятков градусов ниже нуля по Цельсию) минуя стадию кристаллизации в ее классическом виде. Данный эффект известен как «переохлаждение». Достигается данный эффект в тех случаях, когда очищенную воду в состоянии покоя и очень аккуратно поместить в морозилку на пару часов. Но стоит Вам достать такую воду и слега потрусить (или даже щелкнуть пальцем по бутылке) — вода моментально превратится в лед (хоть и звучит как фантастика).

Ну, и напоследок еще интересный факт о замерзании воды: горячая вода замерзает быстрее нежели холодная. Точного научного обоснования данного эффекта на сегодня нет (хоть он и был доказан в 1963 году), скорее всего это связано с тем, что молекулы воды, которые испаряются из горячей жидкости подвергаются моментальной заморозке (как менее плотная субстанция нежели сама вода) и образуют первичные центры кристаллизации и дальнейшего охлаждения всей оставшейся жидкости.

Как бы там не было, пить воду надо чистую, в этом Вам помогут современные системы фильтрации, которые Вы можете приобрести в магазине «2 Слона».

При какой температуре замерзает вода в двигателе? избегаем беды и последствий

В отличие от обитателей жарких стран, отечественному автолюбителю приходится сталкиваться с проблемой, вызываемой суровым климатом. Особенно это касается жителей северных регионов. Непредусмотрительно оставив машину на ночь на улице, они рискуют утром обнаружить кусок двигателя, лежащий под автомобилем.

Разумеется, описанный случай является максимально возможной неприятной ситуацией, вызванной замерзанием воды в моторе. Однако, если не удалось своевременно заполнить систему охлаждения антифризом, отрицательная температура способна вызвать и другие, менее плачевные последствия, негативно влияющие на работоспособность всего автомобиля.

Какую опасность таит в себе замерзание воды в двигателе

Развитие современных технологий намного облегчил рядовым автолюбителям процесс ухода за транспортным средством. К сожалению, не все владельцы должным образом заботятся о своей машине. Некоторые, в целях неоправданной экономии, по старинке заливают в систему охлаждения вместо прогрессивного тосола или антифриза обычную воду, даже не дистиллированную.

Выгаданные подобным способом копейки не оправдывают возможную опасность, которой можно было бы избежать, используя вполне доступные рядовому обывателю инновационные средства.

Как известно, вода при понижении температуры имеет свойство изменять свое агрегатное состояние из жидкого в твердое. Подобное превращение сопровождается увеличением исходного объема. Расширяясь, замерзающая жидкость вполне способна не только повредить некоторые детали, но даже окончательно разрушить двигатель, разорвав его изнутри.

Обратите внимание

Поэтому, чтобы не пришлось проводить незапланированный капитальный ремонт автомобиля, следует своевременно предпринимать некоторые меры предосторожности, которым будет уделено особое внимание в настоящей публикации.

Также весьма неприятными последствиями замерзания воды можно считать появление ледяной пробки в шлангах радиатора. Такую ситуацию вызывает даже незначительный мороз.

Результатом является циркуляция жидкости по малому кругу, которая приводит к нежелательному перегреву двигателя, что отражается на его функциональных способностях. Значительное повышение температуры мотора вызывает деформацию деталей, и в скором времени двигатель может выйти из строя.

Какая температура является критической для замерзания воды в двигателе

Известно, что вода переходит из жидкого агрегатного состояния в твердое при понижении температуры окружающей среды ниже 0 градусов по шкале Цельсия. Но, поскольку процесс преобразования требует определенного времени, такое показание термометра вовсе не означает мгновенного замерзания. Кроме того, существуют определенные причины, замедляющие появление льда в двигателе:

Поскольку мотор представляется металлическим массивом, заполненным охлаждающей жидкостью и смазкой, моментально замерзнуть он не может. Нормально функционирующий силовой агрегат обычно нагревается до температуры 900. Процесс остывания заглушенного двигателя автомобиля, поставленного на открытую стоянку, происходит постепенно. Поэтому незначительные заморозки зачастую не вызывают полного промерзания мотора;
Немаловажную роль играют дополнительные факторы. Например, защитив радиатор от прямого задувания ветра, можно будет значительно замедлить процесс охлаждения силового агрегата. Пасмурная погода, наоборот, ускорит промерзание двигателя.

Итак, установлено, что в зависимости от окружающих факторов, вода в моторе может сохранять жидкое агрегатное состояние порой до температуры −70С. Хотя возможным бывает появление льда в двигателе при −30С. Законы физики, определяющие подобное преобразование при 00, в данном конкретном случае не работают.

Как защитить автомобиль от замерзания воды в двигателе. Полезные рекомендации

К сожалению, далеко не каждый автолюбитель может позволить себе содержание машины в теплом гараже. Если приходится оставлять транспортное средство на открытом месте, следует соблюдать определенные инструкции для защиты автомобиля от переохлаждения:

Сливая воду после выключения двигателя, можно обезопасить себя от ее замерзания. Однако, здесь имеются некоторые трудности, наподобие невозможности полного удаления всей жидкости из мотора, вызываемой техническими особенностями автомобиля. Замерзая, оставшаяся вода образует непроходимые пробки, затрудняющие последующую заправку охлаждающей системы;
Теплоизолятор, прикрепленный к обратной стороне капота, уменьшает возможность повреждения блока. Поможет и защита радиатора специальным фартуком. Обезопасить двигатель от промерзания при незначительных заморозках на недолгой ночной стоянке можно, утепляя его старыми одеялами или куртками. Однако, следует помнить, что описанная мера предосторожности действует лишь непродолжительное время, и через несколько дней вы рискуете лишиться мотора;
При выборе места стоянки старайтесь предусмотреть направление ветра. Защитив радиатор от прямого попадания воздушных потоков, можно минимизировать риск промерзания двигателя;
Не рекомендуется проявлять неуместную экономию. Всего один литр антифриза, добавленный в систему охлаждения, поможет избежать проблем, связанных с капитальным ремонтом силового агрегата;
Периодическое прогревание двигателя защитит от появления льда даже при −100С. Такой способ причиняет большие неудобства, поскольку требует наведываться к автомобилю через каждый час.

Выполняя предложенные рекомендации, можно уберечь двигатель от промерзания. Однако, при значительных минусовых температурах вышеописанные меры предосторожности оказываются бессильны.

Простейшие рекомендации по размораживанию двигателя

Итак, несмотря на все ухищрения, в автомобильном моторе все-таки образовался лед. Что делать в подобной ситуации, как заставить транспортное средство тронуться с места и выполнять положенные ему функции?

Для начала рекомендуется определить масштаб проблемы. Небольшая ледяная корка легко устраняется при прогревании двигателя. Гораздо сложнее справиться с пробками, образовавшимися в системе из-за замерзания воды. Самым трудоемким считается процесс ликвидации льда из нижнего трубопровода.

Предлагаем несколько действенных рекомендаций по размораживанию воды в автомобильном моторе:

Если машина находилась на небольшом морозе сравнительно недолго, в расширительном бачке может образоваться ледяная корка. Ликвидировать ее достаточно просто. Для этого помпа отсоединяется от привода и несколько раз на непродолжительное время (примерно на 5 минут) запускается двигатель, выдерживая недолгие паузы. При этом жидкость в рубашке охлаждения циркулировать не будет, мотор перегреться не успеет, но лед в системе растопит. Предварительно рекомендуется принять меры по утеплению радиатора и двигателя, укутав их теплыми вещами. Также перед запуском следует должным образом прогреть насос, обернув его тканью, которую затем поливают горячей водой. Такой способ не подходит для автомобилей, у которых помпа запускается ремнем ГРМ, поскольку его отсоединение делает невозможным включение мотора;
При замерзании нижнего трубопровода и радиатора вода перестает вытекать из открытого сливного крана. Это можно определить тактильно, прощупыванием соединительного шланга. Устраняется проблема поливанием горячей водой тряпок, которыми предварительно оборачивают трубопровод и радиатор со стороны его соединения с рубашкой системы охлаждения. Также для размораживания упомянутых деталей применяется отрезок резиновой трубки, надетый на нижнюю часть пароотвода. Выходящая струя пара направляется на обледеневшие участки и проблема устраняется;
Некоторые предприимчивые автолюбители не боятся столкнуться с ситуацией, когда неожиданно замерзла вода в двигателе, поскольку заблаговременно приобрели тепловую пушку, заправляющуюся бензином или дизтопливом. Благодаря такому оборудованию, не зависящему от электропитания, которое не всегда доступно в местах стоянки, на обогрев автомобиля владелец тратит считанные минуты. Отдельно следует отметить, что менее масштабное промерзание можно ликвидировать обычным строительным феном. Подойдут и любые обогревательные приборы, наподобие тэна, которые необходимо будет разместить непосредственно под двигателем;
Изобретательность отечественных автолюбителей не имеет границ. Так, некоторые владельцы справляются с промерзанием двигателя с помощью отрезка трубы, противоположный конец которого нагревается паяльной лампой. Этот способ опасен в случае протекания масла или бензина, поэтому его применение требует максимальной осторожности;
Последним вариантом является буксировка автомобиля в отапливаемый гараж, где его оставляют до полного отогрева.

Заключение

Как видно из предоставленной информации, размораживание двигателя не является неразрешимой проблемой. Однако, лучше не допускать появления льда в моторе. Чтобы не дать двигателю замерзнуть, рекомендуется использовать вместо воды антифриз или тосол.

Применение этих материалов позволит избежать преждевременной коррозии и появления накипи на стенках функциональных деталей силового агрегата. Этим значительно продлевается срок службы всего автомобиля.

Кроме того двигатель, использующий воду, в нагруженных режимах способен перегреваться, нарушая стабильность работы, увеличивая расход топлива и сокращая моторесурс. Поэтому лучше не проявлять излишнюю бережливость и заправлять свое транспортное средство антифризом или тосолом.

Источник: http://AvtoDvigateli.com/remont-i-uhod/zamyorzla-voda-v-dvigatele.html

Рабочая температура двигателя – какая оптимальная?

На приборной панели двигателя расположено достаточное количество измерительных приборов, которые, так или иначе, несут всегда самую важную информацию для водителя. Одним из таких приборов является датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя. Рабочая температура двигателя – это нормированная величина, которая должна придерживаться определенных рамок. Постараемся разобраться, как она влияет на работу мотора, какая температура является оптимальной и каковы последствия переохлаждения или перегрева двигателя?

Почему важно знать рабочую температуру двигателя?

Все двигатели внутреннего сгорания склонны к перегревам. Это связано с тем, что их работа связана с высоким температурным режимом.

Дело в том, что для того, чтобы опустить поршень в нижнюю мертвую точку, нужна очень большая энергия, которая не может происходить без отдачи большого количества теплоты.

Как известно металл – это материал, который очень чувствителен к широкому диапазону температурных изменений.

При нагревании металла, происходит его расширение, соответственно в двигателе происходит деформация тех участков, в которых соблюдение точных размеров является залогом успешной работы силовой установки.

Для того, чтобы не нарушать работу мотора предусмотрена система охлаждения, цель которой обеспечить наиболее оптимальную рабочую температуру двигателя, при которой не происходит деформация важных частей.

Оптимальная рабочая температура для инжекторного, карбюраторного и дизельного двигателя

Все водители знают, что рабочая температура карбюраторного и инжекторного двигателя составляет порядка 90 градусов Цельсия. Для дизельного мотора эта величина может варьироваться от 80 до 90 градусов Цельсия.

После запуска двигателя и в процессе дальнейшей эксплуатации автомобиля очень важно все время контролировать рабочую температуру двигателя по датчику. Водитель должен знать, что в процессе работы мотора она должна находиться на строго заданном уровне и не иметь отклонений. Любые отклонения от нормы могут рассказать вам о неисправности какой-либо системы (в основном, охлаждения).

Последствия перегрева и переохлаждения двигателя

Для начала постараемся рассказать о том, чем опасен перегрев мотора. Прежде всего, повышение температуры ведет к интенсивному кипению и испарению охлаждающей жидкости.

Как только жидкость полностью выйдет из системы, охлаждение прекратится и тогда температура двигателя станет расти намного быстрее. Перегрев двигателя приводит к изменению свойств металла и к его расширению. Детали начинают деформироваться и менять свои нормальные размеры.

Все это приводит к их заклиниванию и, в конечном счете, оживить мотор без дорогостоящего ремонта станет невозможным.

В настоящий момен все автомобили с бензиновым двигателем имеют опасную температуру двигателя, которая составляет 130 градусов Цельсия. При достижении температуры этой отметки как раз и происходит заклинивание двигателя.

Предельно допустимые температуры ограничиваются свойствами охлаждающей жидкости. Если температура кипения воды составляет 100 градусов, то температура кипения тосола может варьироваться от 108 до 138 градусов Цельсия. Поэтому, есть ряд двигателей, которые допустимо эксплуатировать и при 120 градусах.

Видео – Главная дорога – к чему приводит перегрев двигателя

Как бы это странно ни звучало, но переохлаждение двигателя тоже может быть. Речь идет об автомобилях, эксплуатируемых в районах крайнего севера, где минусовая погода является повседневностью.

Переохлаждение двигателя происходит, в основном, во время движения автомобиля, когда поток холодного воздуха со стремительной скоростью обдувает радиатор и сам мотор.

Прежде всего, очень быстро достигает низкой температуры охлаждающая жидкость, которая со стремительной скоростью остужает мотор даже во время работы при больших нагрузках.

Пониженная температура двигателя может привести к следующим неприятностям:

Для карбюраторного двигателя – замерзание системы питания двигателя. В этом случае, жиклер, через который должен поступать воздух очень быстро покрывается льдом, и свечи автомобиля попросту заливает. В этом случае, продолжить движение, пока свечи не высохнут – невозможно. Решают такую проблему установкой специальной гофры на воздушном фильтре, которая набирает поток теплого воздуха возле выпускного коллектора двигателя.
Замерзание охлаждающей жидкости. В основном такая проблема касается автомобилей, эксплуатируемых на воде. Дело в том, что при нормальном режиме работы в холодный период, температура падает до таких значений, что термостат закрывает допуск воды к радиатору. Соответственно, при движении вода в радиаторе замерзает и при выходе двигателя на повышенные нагрузки, даже с открытым термостатом, не циркулирует по радиатору, соответственно двигатель начинает перегреваться. Вот так переохлаждение может привести к перегреву. Чтобы этого не допускать, на решетку радиатора подвешивают перегородку из плотной ткани или жалюзи.
Переохлаждение может привести к плохой работе системы отопления салона, которая так важна для обеспечения нормальной жизнедеятельности человека в машине. Так как охлаждающая жидкость остывает, остывает и воздух, попадающий в салон автомобиля, соответственно, управление автомобилем начинает нести определенный дискомфорт.

Вот так рабочая температура двигателя отвечает за многие процессы, протекаемые в различных системах двигателя внутреннего сгорания. Старайтесь как можно чаще уделять этому параметру повышенное внимание, так как от него зависит жизнь вашего мотора.

Источник: https://VipWash.ru/dvigatel/rabochaya-temperatura-dvigatelya-kakaya-optimalnaya

Почему вода замерзает. При какой температуре замерзает вода в двигателе? Избегаем беды и последствий

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 h3O 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 h3
O (или отсутствие емкости).

Феноменальные свойства h3

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 h3
O будет при +4°C.

Ответ на этот вопрос представляется очевидным – при 0 градусов Цельсия, – однако он не совсем корректен. Если подвергнуть медленному охлаждению очень чистую (лучше всего дистиллированную) воду, то она может оставаться жидкой и при температуре в несколько градусов ниже нуля.

Однако, если в эту переохлажденную воду бросить маленький кусочек льда, щепотку снега или просто пыли , вода мгновенно замерзнет, прорастая по всему объему длинными кристаллами. Столь странное поведение воды объясняется особенностями процесса кристаллизации.

Превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь на примесях и неоднородностях – частичках пыли, пузырьках воздуха, царапинах на стенках сосуда. Чистая вода центров кристаллизации практически лишена, поэтому она может переохлаждаться (и довольно сильно), оставаясь жидкой.

Известен случай, когда содержимое хорошо охлажденной в морозильнике бутылки нарзана, открытой жарким летним днем, мгновенно превратилось в кусок льда. В лабораторных условиях температуру воды, правда, в очень малых объемах, удавалось довести до –70 градусов Цельсия.

Как изменяются свойства льда под воздействием сверхвысокого давления?

В первой половине ХХ века американский физик Перси Уильямс Бриджмен (1882 – 1961) провел ряд экспериментов, в которых подверг лед давлению в несколько тысяч атмосфер.

В результате он получил целую серию новых видов льда, обладавших значительно большими, чем у обычного льда, плотностью и температурой таяния.

Один из полученных образцов был более чем в 1,5 раза тяжелее воды, другой оставался твердым при температуре выше температуры кипения воды.

Почему капля воды, упавшая на слабо нагретую сковороду, испаряется почти мгновенно, а на раскаленной сворачивается в шарик и долго бегает по металлу, не меняясь в размерах?

Капля воды на очень горячей сковороде «плавает» на слое пара, который служит своеобразной теплоизолирующей прослойкой. К тому же капля при этом под действием сил поверхностного натяжения сворачивается в шарик, зона ее контакта (а значит, и теплообмен) с раскаленным сильно уменьшается.

Почему на пляже даже в жару можно простудиться, если долго лежать на одном месте?

Теплопроводность материалов, покрывающих пляж (песок или галька), невелика. Стоит в самый жаркий день разрыть нагретую поверхность, как доберешься до лежащих под ней холодных слоев. Именно поэтому, если достаточно долго лежать на одном месте, даже в жару можно простудиться. «Виновата» в этом теплопередача между телом человека и отбирающими тепло холодными слоями песка.

Всегда ли молния бьет из грозовой тучи вниз, в землю?

В 2002 году сообщалось, что во время тропической грозы на побережье Пуэрто-Рико удалось сфотографировать «перевернутую» молнию. Она ударила из тучи не в землю, а в небо, на высоту до 70 километров.

По своей сути это был мощный электрический пробой между облаками и ионосферой. Ученые предполагают, что такие разряды происходят довольно часто, просто их не всегда удается зарегистрировать.

«Перевернутые» молнии могут играть важную роль в общем энергетическом балансе планеты.

Очищенная путем испарения, охлаждения и конденсации жидкость имеет особые физические свойства. Ее рекомендуют использовать в отопительной системе, поскольку отсутствуют соли, а также кислород. Это положительно влияет на длительность функционирования оборудования.

Важно

Но многих интересует вопрос, замерзает ли дистиллированная вода при температуре ниже 0˚ С?

Несложно провести опыт в домашних условиях, и получить ответ на этот вопрос. Мы увидим, что при 0˚ С она останется жидкой. Даже если мы понизим температуру, физическое состояние ее не измениться.

Так при скольких градусах замерзает вода?

Наблюдается интересное свойство дистиллированной воды при отрицательной температуре. Если в нее опустить кусок льда, снега, воздуха или пыли — моментально появятся кристаллы по всему объему.

Это объясняется тем, что вода из-под крана имеет много центров кристаллизации: соли, воздух внутри, поверхность тары и так далее. Очищенные жидкости таких центров не имеют. Благодаря чему она можете значительно переохлаждаться.

Законы физики гласят, что чем больше жидкость очищена от примесей, тем ниже порог перехода в твердое состояние.

Дистиллированная вода замерзает при -10˚ С и ниже. Этим объясняется ее преимущество перед другими теплоносителями в период отопления. Благодаря данному свойству, при обогреве помещения она может конкурировать с антифризом.

При этом имеется ряд дополнительных преимуществ перед другими теплоносителями:

экологическая чистота;
безопасность для жизни и здоровья человека;
бережное отношение к трубам;
простота в использовании;
доступность.

Теперь вы знаете, что дистиллированная вода замерзает при температуре ниже 10 градусов, поэтому можно быть спокойным за свою систему отопления.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны, если поделитесь ею в соцсетях.

Хорошего вам дня!

Теплоноситель для системы отопления – что используют сегодня?
Водяное отопление в частном доме – технология его реализации
Водяной насос для отопления: принцип работы и монтаж

Совет

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

Источник: https://kgimo.ru/sovety/pochemu-voda-zamerzaet-pri-kakoi-temperature-zamerzaet-voda.html

Если в двигателе замерзла вода: что делать водителю

Как известно, система охлаждения современного двигателя представляет собой совмещенную жидкостную систему и систему воздушного охлаждения. В жидкостной системе охлаждения двигателя внутреннего сгорания присутствует рабочая жидкость.

Долгое время такой рабочей жидкостью являлась обычная проточная вода, которая повсеместно использовалась в различных видах гражданского, коммерческого и другого транспорта.

Использование воды позволяло реализовать достаточный отвод тепла, обеспечивало приемлемый срок службы элементов системы охлаждения.

Совет

При этом главным недостатком использования воды в системе охлаждения были и остаются сложности, с которыми сталкиваются водители во время эксплуатации автомобиля в холодное время года.

Добавим, что хотя активное развитие химической промышленности позволило в дальнейшем предложить альтернативу в виде тосола или антифриза, некоторые водители продолжают и сегодня использовать проточную или дистиллированную воду. Причина такого решения проста – нет необходимости тратить деньги на антифриз или тосол.

При этом подобная экономия сегодня кажется весьма сомнительной по ряду причин. Далее мы поговорим о том, что будет, если замерзнет вода в двигателе, а также что делать водителю, если замерзла вода в радиаторе и двигателе.

Замерзла вода в двигателе: причины и последствия

Как известно, вода имеет свойство замерзать. Это происходит даже не при отрицательных температурах, а при показателе в 0 градусов по Цельсию.

Получается, ответом на вопрос, при какой температуре замерзает вода в двигателе, является именно эта отметка. Замерзание воды приводит к кристаллизации и увеличению в объеме.

Обратите внимание, в системе охлаждения двигателя жидкость находится в замкнутом контуре.

Становится понятно, что замерзание приведет к расширению, в результате чего в блоке цилиндров, головке блока цилиндров, в радиаторе системы охлаждения и других элементах появляются трещины.

Простым языком, если замерзла вода в блоке двигателя, тогда каналы системы охлаждения может попросту разорвать. В результате двигатель понадобится ремонтировать или полностью менять. Если своевременно не устранить риск замерзания воды, повреждения также затронут трубки радиатора, возможно появление дефектов соединительных патрубков и т.д.

Добавим, что вода не обязательно замерзнет в моторе сразу при понижении температуры до ноля. Для полного промерзания автомобиль должен находиться на открытой стоянке при нулевой температуре определенное время (от 24 часов и более).

Если же температура понизится еще сильнее, тогда процесс замерзания может значительно ускориться.

Обратите внимание

Именно по этой причине до появления антифриза водители были вынуждены перед зимней стоянкой сливать воду из двигателя, после чего перед поездкой теплая вода повторно заливалась в систему.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, тосол или антифриз. Из этой статьи вы узнаете об основных отличиях, преимуществах и недостатках данных типов жидкостей для системы охлаждения двигателя.

Дополнительным способом предотвращения быстрого замерзания воды является утепление радиатора и двигателя. Обычно такое решение позволяет не сливать воду из ДВС зимой с учетом не продолжительной стоянки, так как утеплитель позволяет замедлить процесс остывания прогретого мотора.

Как разморозить двигатель, если замерзла вода

Начнем с того, что воду обычно используют владельцы достаточно старых автомобилей. При этом первичным признаком замерзания обычно является лед в расширительном бачке. Если есть такая возможность, в подобном случае автомобиль лучше не заводить. Дело в том, что при попытке запуска значительно возрастает риск повреждения крыльчатки помпы. Машину в данном случае оптимально доставить на буксире в отапливаемое помещение, теплый бокс или гараж. Далее произойдет естественное отогревание, после чего воду нужно слить и провести диагностику. Если неполадок не выявлено, тогда остается промыть систему и залить антифриз. Этот способ считается наиболее правильным и рациональным.
В том случае, если такой возможности нет, тогда для начала следует проверить степень промерзания, так как лед в бачке не всегда означает, что вода в системе охлаждения полностью замерзла. Многие автолюбители рекомендуют такой способ, когда привод с помпы снимается, после чего мотор заводят на несколько минут (не более 5). В этом случае циркуляции жидкости в рубашке охлаждения не будет, но и силовой агрегат не успевает перегреться. Далее двигатель следует заглушить, выдержать несколько минут паузы и снова запустить на 5 минут. Нескольких таких подходов будет достаточно для того, чтобы лед в системе оттаял. Дополнительно можно заранее утеплить двигатель и радиатор до первого запуска. Также необходимо перед запуском прогреть помпу. Для этого насос обматывают тряпками, которые поливают горячей водой. Минусом способа можно считать то, что на многих авто помпа приводится в действие от ремня ГРМ, то есть снять ремень и затем завести двигатель не получится. В этом случае машину необходимо отогревать в теплом боксе.
Если водитель завел мотор, но есть подозрения на замерзшую воду в радиаторе, тогда степень замерзания воды в двигателе также можно определить при помощи термометра или в результате появления пара, который идет из пароотводной трубки. Это проявится уже после запуска и определенного прогрева ДВС. Дело в том, что после замерзания в нижней части радиатора создается пробка из льда. В результате вода прекращает свою нормальную циркуляцию в системе и после нагрева кипит. Еще одним признаком ледяной пробки является разница температур в нижней, средней и верхней части радиатора. Нижняя и средняя часть будут холодными, в то время как верхняя окажется сильно нагретой.
Замерзание воды в нижнем трубопроводе определяется тактильно и визуально. Для этого достаточно прощупать соединительный шланг, а также открыть сливной кран и убедиться в отсутствии вытекающей воды. В подобной ситуации понадобится размораживать лед в трубопроводе, а также в нижней части радиатора. Делается это при помощи тряпок и горячей воды. Трубопровод и нижняя часть радиатора обкладывается тряпками, на которые поливается горячая вода. Отогревать радиатор нужно с той стороны, где к нему реализовано соединение трубопровода рубашки охлаждения двигателя. Еще одним вспомогательным способом считается надевание на нижний конец пароотводной трубки отрезка резинового шланга, после чего выходящую струю пара следует направить на трубопровод и нижнюю часть радиатора.

Полезные советы

В том случае, если вода в нижнем трубопроводе не превратилась в лед, будет достаточно реализовать качественное утепление радиатора и самого двигателя. Затем отогревают водяной насос, после чего заводят агрегат и мотору дают некоторое время поработать в режиме холостого хода. Далее двигатель следует сразу заглушить в тот момент, когда вода начнет кипеть.

О нормализации циркуляции жидкости в системе охлаждения можно говорить тогда, когда нагрев радиатора системы охлаждения равномерный, то есть прогрета и его нижняя часть. После запуска двигателя и возобновления циркуляции воды в системе рекомендуется прогреть силовой агрегат до его выхода на рабочие или близкие к таковым температуры на ХХ, затем провести осмотр. Если утечек и других дефектов системы охлаждения не обнаружено, тогда можно нагружать агрегат, то есть начинать движение. При этом рекомендуется внимательно следить за показателями температуры ДВС, так как замерзание воды в системе охлаждения часто приводит к нежелательным последствиям.

Напоследок добавим, что использование даже самого дешевого антифриза или тосола является намного более оправданным решением по сравнению с тем, чтобы заливать в систему обычную или дистиллированную воду.

Дело в том, что кроме замерзания в холодное время год вода также не способна защитить детали системы охлаждения от коррозии и накипи. В результате срок службы радиатора охлаждения и радиатора печки, помпы, термостата и других элементов значительно сокращается.

В случае использования воды в нагруженных режимах двигатель может перегреваться, что влияет на качество и стабильность его работы, расход топлива и общий моторесурс.

Источник: http://KrutiMotor.ru/zamerzla-voda-v-radiatore-i-bloke-cilindrov/

Ответы@Mail.Ru: При какой температуре замерзает вода в радиаторе? При какой температуре замерзает вода в радиаторе? Машына Москвич 2140

как инженер-теплоэнергетик согласен, что вода в машЫне москвич замерзнет при 0 градусов, но только долго ждать надо, дня два, не меньше, если на улице постоянно 0.

поэтому когдато давно, в машИне Волга от большого ума не слили воду (не моего!) , а на улице стукнул мороз -6, то утром вода только слегка помутнела, машинка была на открытой, продуваемой холодным ветром стоянке. Дело в том, что при 0 град. от воды нужно еще забрать энергии 335кДж/кг, чтобы вода превратилась в лед.

для сравнения, чтоб нагреть 1кг воды от 0град. до 100град. нужно около 420кДж/кг. так что ночку-две при около -3 не катастрофа, НО ЛУЧШЕ НЕ ЭСКПЕРИМЕНТИРОВАТЬ, дороговато будет на итог!!!!

как ни странно 0 градусов

о_О если именно вода то при 0

при минус 1 за цельсием!!

от 0 и ниже, а ты в школе букварь курил что ли???

балбес! вода всегда замерзает принуле

Важно

при-0.Система охлаждения автомобиля Москвич 2140 расчитана на охлаждающую жидкость типа ОЖ 40.Воду в неё заливать НЕЛЬЗЯ.

Читайте курс физики, школьный курс.

А нахера ты туда воды налил? Залей ТОСОЛ и не будет замерзать.

Вода замерзает при температуре ниже нуля! И не важно в радиаторе она или где ещё либо! В радиатор заливают тосол или антифриз, температура замерзания этих веществ зависит от концентрации с водой !!!

поздно пить боржоми-вчера был мороз….

вощето при 0.бедный москвич (

радиатор прихватит раньше .чем блок. и нижнийпатрубок

Не заливай больше воду в радиатор – переходи на ТОСОЛ. “…Обычный ТОСОЛ имеет температурный предел замерзания – -40 С” http://mirsmazok.ru/blogs/modules.php?id=228&name=articles

Все умные такие. Вода может и замерзает при нуле, дело в том, что вода не на открытой поверхности, а внутри блока, патрубков и самого радиатора, на мой взгляд, вода не должна замерзнуть, по крайней мере за ночь, при температуре не многим меньше нуля.

Пипец профессора)) 20 лет за рулем, вода в системе охлаждения не замерзнет при 0. До минус 5-6 в первый день не чего не будет, дальше если стоять будет то придет капут, минус 2-3 градуса не страшно. Лужи замерзнут вокруг машины, в самом двигателе нет 100%
Даже не партись по этому поводу. Но после первых заморозком лучше замените воду на антифриз или тосол. не испытывайте судьбу))

Сергею Фадееву + за опыт !!!Гляди собрались Менделеевы любители ( третего класса ” школьники ” )

а если на фуру залита вода то звмерзнит в минус 5?

мастера подскожите стояла два дня машина при минусе 2 градуса с радеатора слил а с блока нет заливаю воду и идёт течь из под мотора .откуда она течёт? только сразу не пугайте меня!

Источник: https://touch.otvet.mail.ru/question/65822975

При какой температуре замерзает вода в двигателе? Избегаем беды и последствий. При какой температуре замерзнет вода

Без воды нет существования живых организмов. Однако вода в разных своих видах может вести себя по-разному: замерзать, закипеть и т.д.

Температура замерзания воды

При какой температуре замерзает вода? Замерзание воды в обычных условиях составляет 0 градусов по Цельсию. При определенных условиях можно видеть переохлажденную воду. Если эта вода находится в спокойном состоянии, то она жидкая. Если ее хотя бы немного встряхнуть, стукнуть, то вода моментально замерзает.

Чистая дистиллированная вода начинает замерзать ниже нуля 2-3 градуса по Цельсию. Процесс кристаллизации начинается на воздушных пузырьках, на частицах пыли, царапинах, повреждениях емкости. Если же дистиллированная вода чистая, то замораживаниие воды будет отодвигаться.

В лабораторных условиях удалось воду в малом объеме довести до – 70 градусов по Цельсию. При нахождении в воде примесей температура замерзания переходит в отрицательную зону. У морской воды температура замерзания – 1,9 градусов по Цельсию. После этого начинается образование льда.

Чистая вода при 0 °С не замерзает
– как и вода морская.

Совет

Для того чтобы вода замерзла, ей нужно что-то, к чему могли бы прицепиться ее молекулы. Кристаллы льда формируются вокруг «ядер» – например, частичек пыли. Если же таковых нет, можно охладить воду до -42 °С, прежде чем та начнет замерзать.

Охлаждение воды без замораживания известно как «переохлаждение». Делать это нужно не торопясь. Можно, к примеру, поместить бутылку очень чистой воды в морозильник и переохладить ее. Но стоит вам вытащить бутылку наружу и постучать пальцем по стеклу – вода в момент превратится в лед.

Сверхбыстрое охлаждение воды имеет совершенно иной эффект.

Минуя стадию льда (обладающую равномерной кристаллической решетчатой структурой), она трансформируется в хаотическое аморфное твердое тело, известное как «стеклообразная вода
» (названная так из-за случайного расположения молекул, схожего со структурой стекла).

Для получения «стеклообразной воды» температуру необходимо понизить до -137 °С буквально за пару миллисекунд. «Стеклообразную воду» на Земле можно встретить лишь в стенах лабораторий, но во Вселенной как раз эта форма воды встречается наиболее часто – именно из нее состоят кометы.

Из-за высокого содержания солей морская вода
регулярно охлаждается ниже 0 °С без замерзания.

Кровь рыб, как правило, замерзает где-то при -0,5 °С, поэтому морских биологов долго ставил в тупик вопрос: как рыбы ухитряются выживать в полярных морях? Оказывается, такие виды, как антарктическая ледяная рыба и сельдь, вырабатывают в поджелудочной железе белки, впитываемые их кровью. Именно белки препятствуют образованию ядер кристаллизации льда (почти как антифриз в радиаторе автомобиля).

Зная об особенностях воды при низких температурах, вы не удивитесь, узнав, что точка ее кипения (даже при нормальном давлении) – не обязательно 100 °С. Она вполне может быть и гораздо выше. Правда, и здесь жидкость нужно нагревать медленно, причем в сосуде без единой царапины. Именно в царапинах содержатся те самые воздушные полости, возле которых формируются первые пузырьки.

Кипение начинается, когда пузырьки водяного пара, расширяясь, пробивают поверхность воды. Чтобы такое произошло, температура должна быть достаточно высока – настолько, чтобы давление, создаваемое паровым пузырьком, превысило атмосферное.

Обратите внимание

В нормальных условиях это 100 °С, но если в воде нет мест, где могут образовываться пузырьки, для преодоления поверхностного натяжения пробивающихся в жизнь пузырьков требуется больше тепла.

(По той же причине надувать воздушный шарик вначале труднее, чем под конец.)

Этим, кстати, объясняется, почему чашка с кипящим кофе может взорваться, забрызгав все вокруг, стоит вынуть ее из микроволновой печи или помешать в ней ложкой. Движение вызовет цепную реакцию, в результате чего вся содержащаяся в кофе вода стремительно испарится.

И наконец, еще одна, последняя водяная странность: горячая вода замерзает быстрее холодной
. Первым на это обратил внимание Аристотель еще в IV веке до н. э., однако научный мир признал его правоту лишь в 1963 г.

– спасибо упорству танзанийского школьника по имени Эра-сто Мпемба. Мальчуган подтвердил слова древнего грека, наглядно продемонстрировав, что подслащенная молочная смесь превратится в мороженое быстрее, если ее сначала нагреть.

Но в чем тут секрет, нам неизвестно до сих пор.

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
.

Важно

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.

Совет

Полезно2 Не очень

Источник: https://onlecon.ru/pri-kakoi-temperature-zamerzaet-voda-v-dvigatele-izbegaem.html

При какой температуре замерзает вода в двигателе? Избегаем беды и последствий

При какой температуре замерзает вода в двигателе? Перед ответом на этот вопрос, давайте рассмотрим основные следствия подобной ситуации. Собственно, проблем может быть несколько.

При очень незначительном морозе может замерзать радиатор. В шлангах образуется ледяная пробка. Из-за этого вода гоняется только по малому кругу, в результате, двигатель перегревается.

Перегрев ведет к деформации деталей мотора и выходу его из строя.

Более сильный мороз чреват механическими повреждениями двигателя и системы охлаждения. Если вам повезет, то будет поврежден только один радиатор. Его замена, конечно, тоже стоит денег, но по сравнению с капитальным ремонтом мотора — это копейки. В более тяжелом случае будет поврежден блок цилиндров. Чаще всего, после такого двигатель идет под замену полностью.

Но, на практике все выглядит несколько по-другому. Зачастую автомобиль спокойно выдерживает температуру до -3°. Известны случаи, когда даже -7° не оказывались смертельными для двигателя.

Почему так происходит?

Мотор является довольно большим массивом металла. Также внутри него находится смазка, а еще охлаждающая жидкость, в нашем случае вода.

Когда вы ставите машину на стоянку, то температура силового агрегата находится на отметке около 90°. Моментально остыть мотор не может, к тому же, обычно с вечера температура плюсовая.

Остывание происходит постепенно. При легком заморозке двигатель полностью промерзнуть просто не успевает.

Обратите внимание

Как избежать размораживания?

Многое в нашей жизни случается неожиданно. Среди таких «недетских» неожиданностей и внезапные заморозки. Часто после ремонта, в машину оказывается залита вода. Нередко это происходит в случае ремонта, разбитого на несколько частей. Все же воду перед проведением работы слить легче. Итак, давайте посмотрим, как защитить машину от повреждений. Существует несколько способов:

- Слейте воду. Это самый надежный способ. Так вы гарантированно не заморозите двигатель. Хотя, имеются свои нюансы. Часть воды останется в моторе, из-за технических особенностей слить ее полностью не удастся. Остаток может образовать пробку, осложняя последующую заправку системы охлаждения;

- Утеплите машину. Часто водители на зиму обклеивают капот с обратной стороны теплоизолятором. Это немного снизит риск повреждения блока. Неплохо надеть на радиатор фартук. Можно укутать двигатель. Укройте его старым одеялом или куртками. Это позволит минимизировать возможность замерзания мотора при небольшом минусе. Такая защита имеет смысл при постановке автомобиля на ночную стоянку. Оставив его так на несколько дней, вы гарантированно поедете за новым мотором;

- Ставьте машину на ночную стоянку в местах, защищенных от ветра. Наличие воздушных потоков значительно усиливает охлаждение деталей двигателя. Даже при небольшом минусе есть риск образования льда в системе охлаждения. Если тихое место найти не удается, то ставьте машину так, чтобы ветер не задувал в радиатор;

- Добавьте немного антифриза. Достаточно купить один литр, чтобы до -7° чувствовать себя вполне спокойно;

Запуск двигателя через определенные промежутки времени. Такой способ позволит избежать замерзания даже при температуре до -10°. Неудобство метода заключается в необходимости выходить к машине каждый час.

Источник: http://PortalVAZ.ru/pri-kakoj-temperature-zamerzaet-voda-v-dvigatele-izbegaem-bedy-i-posledstvij/

Замерзание морской воды » Детская энциклопедия (первое издание)

Соленость морской воды

Течения мирового океана

Морская вода замерзает при температурах ниже нуля градусов. Чем больше соленость морской воды, тем ниже температура ее замерзания. Это можно видеть из следующей таблицы:

Соленость в °/₀₀	Температура замерзания (в градусах)	Соленость в °/₀₀	Температура замерзания (в градусах)
0 (пресная вода)	0	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

Эта таблица показывает, что увеличение солености на 2 °/₀₀ понижает температуру замерзания приблизительно на одну десятую градуса.

Для того чтобы начала замерзать вода с океанической соленостью 35 °/₀₀, ее нужно охладить ниже нуля почти на два градуса.

Выпадая на незамерзшую пресную речную воду, обычный снег с температурой таяния, равной нулю градусов, как правило, тает. Если же этот самый снег выпадает на незамерзшую морскую воду с температурой —1°, то он не тает.

Зная соленость воды, можно определить температуру замерзания любого моря, пользуясь приведенной выше таблицей.

Соленость воды Азовского моря зимой около 12 °/₀₀; следовательно, вода начинает замерзать только при температуре 0°,6 ниже нуля.

В открытой части Белого моря соленость доходит до 25 °/₀₀. Значит, для замерзания вода должна охладиться ниже минус 1°,4.

Нилас

Вода с соленостью 100 °/₀₀ (такую соленость можно встретить в Сивашах, отделенных от Азовского моря Арабатской стрелкой) будет замерзать при температуре минус 6°,1, а в Кара-Богаз-Голе соленость больше 250 °/₀₀, и вода замерзает только тогда, когда ее температура опускается значительно ниже 10° мороза!

Когда соленая морская вода охлаждается до соответствующей температуры замерзания, в ней начинают появляться первичные ледяные кристаллы, имеющие форму очень тонких шестигранных призм, похожих на иглы.

Поэтому их обыкновенно называют ледяными иглами. Первичные ледяные кристаллы, образующиеся в соленой морской воде, не содержат соли, она остается в растворе, увеличивая его соленость. В этом легко убедиться. Собрав ледяные иглы сачком из очень тонкой марли или тюля, надо ополоснуть их пресной водой, чтобы смыть соленую воду, а затем растопить в другой посуде. Получится пресная вода.

Лед, как известно, легче воды, поэтому ледяные иглы всплывают. Их скопления на поверхности воды напоминают по внешнему виду пятна жира на остывшем супе. Эти скопления так и называются салом.

Если мороз усиливается и поверхность моря быстро теряет тепло, то сало начинает смерзаться и при тихой погоде возникает ровная, гладкая, прозрачная ледяная корка, которую поморы, жители нашего северного побережья, называют нилас. Он так чист и прозрачен, что в хижинах, сделанных из снега, его можно употреблять вместо стекла (конечно, если внутри такой хижины нет отопления). Если растопить нилас, то вода окажется соленой. Правда, соленость ее будет ниже, чем воды, из которой образовались ледяные иглы.

Блинчатый лед

Отдельные ледяные иглы не содержат соли, а в образовавшемся из них морском льде появляется соль. Это происходит потому, что беспорядочно расположенные ледяные иглы, смерзаясь, захватывают мельчайшие капельки соленой морской воды. Таким образом, в морском льде соль распределяется неравномерно — отдельными включениями.

Соленость морского льда зависит от температуры, при которой он образовался. При небольшом морозе ледяные иглы смерзаются медленно и захватывают мало соленой воды. При сильном морозе ледяные иглы смерзаются гораздо быстрее и захватывают много соленой воды. В этом случае морской лед окажется более соленым.

Когда морской лед начинает таять, то из него прежде всего вытаивают соленые включения. Поэтому старый, многолетний полярный лед, несколько раз «перелетовавший», становится пресным. Полярные зимовщики используют для питьевой воды обычно снег, а когда его нет, то старый морской лед.

Если во время образования льда идет снег, то он, не растаивая, остается на поверхности морской воды, пропитывается ею и, смерзаясь, образует мутный, белесоватый, непрозрачный неровный лед — молодик. И нилас и молодик при ветре и волнении разламываются на куски, которые, сталкиваясь друг с другом, обивают углы и постепенно превращаются в круглые льдины — блинки. Когда волнение ослабевает, блинки смерзаются, образуя сплошной блинчатый лед.

У берегов, на отмелях, морская вода остывает скорее, поэтому лед появляется раньше, чем в открытом море. Обычно лед примерзает к берегам, это припай. Если морозы сопровождаются тихой погодой, припай быстро растет, достигая иногда ширины многих десятков километров. Но сильные ветры и волнения разламывают припай. Оторвавшиеся от него части уплывают по течению, уносятся ветром. Так возникают плавучие льды. В зависимости от размеров они носят различные названия.

Плавучие льды

Ледяным полем называются плавучие льды площадью более одной квадратной морской мили.

Обломками ледяного поля называют плавучие льды длиной больше одного кабельтова.

Крупнобитый лед короче одного кабельтова, но больше одной десятой кабельтова (18,5 м). Мелкобитый лед не превышает одной десятой кабельтова, а ледяная каша состоит из мелких кусков, кувыркающихся на волнах.

Течения и ветер могут прижать плавучие льдины к припаю или друг к другу. Давление ледяных полей друг на друга вызывает дробление плавучих льдов. При этом обычно создаются нагромождения мелкобитого льда.

Когда одиночная льдина становится на дыбы и в таком положении вмерзает в окружающий лед, она образует ропак. Ропаки, засыпанные снегом, плохо видны с самолета и при посадке могут быть причиной катастрофы.

Часто при давлении ледяных полей образуются ледяные валы — торосы. Иногда торосы достигают высоты в несколько десятков метров. Торосистый лед трудно проходим, особенно для собачьих упряжек. Он представляет собой серьезное препятствие даже для мощных ледоколов.

Торосы

Обломок тороса, возвышающийся над поверхностью воды и легко уносимый ветром, называется несяком. Несяк, севший на мель, называют стамухой.

Вокруг Антарктиды и в Северном Ледовитом океане встречаются ледяные горы — айсберги. Это обычно обломки материкового льда.

В Антарктиде, как это недавно установили исследователи, айсберги образуются и в море, на материковой отмели. Над поверхностью воды видна лишь часть айсберга. Большая же его доля (около 7/8) находится под водой. Площадь подводной части айсберга всегда гораздо больше, чем надводная. Поэтому айсберги опасны для кораблей.

Теперь айсберги легко обнаруживаются вдали и в тумане посредством точных радиоприборов на корабле. Раньше же были случаи столкновений кораблей с айсбергами. Так погиб, например, в 1912 г. огромный океанский пассажирский пароход «Титаник».

КРУГОВОРОТ ВОДЫ В МИРОВОМ ОКЕАНЕ

В приполярных зонах вода, остывая, становится более плотной и опускается на дно. Оттуда она медленно сползает к экватору. Поэтому на всех широтах глубинные воды холодные. Даже у экватора придонные воды имеют температуру только 1-2° выше нуля.

Так как от экватора течения уносят теплую воду в умеренные широты, то на ее место из глубины очень медленно поднимается холодная вода. На поверхности она снова прогревается, уходит в приполярные зоны, где остывает, опускается на дно и по дну снова перемещается к экватору.

Таким образом, в океанах существует своеобразный круговорот воды: по поверхности вода движется от экватора в приполярные зоны и по дну океанов — из приполярных зон к экватору. Этот процесс перемешивания воды наряду с другими явлениями, о которых говорилось выше, создает единство Мирового океана.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Соленость морской воды

Течения мирового океана

Отрицательные температуры и угроза замерзания воды в дачном водопроводе — Дневник злостного критика-рецидивиста

И вот, начались отрицательные температуры. Сегодня под утро обещают до -3, и уже сейчас на термометре 0.

Выпал снег, и появилась угроза замерзания воды в садовом водопроводе:

Компостная куча и деревья в снегу:

Ветви ели и электрические провода в снегу:

Все сливают воду из летних водопроводов. Я пока не слил, и на то у меня есть две причины — побудительная и рассудительная. Побудительная — не хочется несколько дней до намеченного отъезда в город пользоваться холодным рукомойником. А рассудительная причина объясняет, почему этого можно действительно не делать.

Начну с того, что на даче я живу только в тёплое время года, когда температуры воздуха исключительно положительные. Дом у меня хотя и утеплённый, но по своим теплоизоляционным характеристикам не предназначен для зимнего проживания. Да, он утеплён слоями пенопласта и фольгированной изоляцией, но это утепление недостаточно для существенных температурных минусов. Поэтому и с водопроводом я особенно не стал заморачиваться. Погружной насос в колодце накачивает воду в гидроаккумулятор, находящийся в неотапливаемом хозблоке, по трубе ПНД диаметром 32 мм, а раздача на восемь точек на участке идёт трубами ПНД диаметром 25 мм. Трубы, где они не мешают, лежат прямо на поверхности земли, а в других местах просто слегка углублены в грунт.

Из школьного курса физики я точно знаю, что точка перехода воды из жидкого состояния в твёрдое находится на отметке 0 градусов. Но что-то мне подсказывало, что температура замерзания воды в трубе будет немного ниже. Чётко объяснить причину такого ощущения я не мог, и полез в Интернет, чтобы узнать точно, при какой температуре вода в трубах реально замерзает. И действительно, я нашёл информацию, что для замерзания воды в трубе нужны температуры -5 — -7 градусов, стоящие в течение несколько дней! Не знаю, насколько это правда, но это означало, что, по крайней мере, одну ночь при температуре -3 водопровод точно должен выдержать.

То, что чёрная пластиковая труба ПНД идёт в верхнем плодородном слое земли, в котором продолжают происходить процессы гниения с непременным выделением тепла, внушает мне дополнительный оптимизм. Ну и, наконец, я особенно ничем не рискую — труба ПНД переносит достаточное количество циклов замерзания-оттаивания воды в ней. Максимум что может произойти — ослабнут фитинги, но их всегда можно подкрутить. Гидроаккумулятор стоит хоть в неотапливаемом, но закрытом помещении, что тоже должно способствовать его защите от небольшого минуса. В общем, я решил пока что воду не сливать. Хотя тревожат закрытые шаровые краны, те, что на улице. Пожалуй, это единственное слабое место. Если они не переживут ночь, придётся думать дальше. Но эксперимент есть эксперимент. Завтра отпишусь о результатах (если будет время в перерывах между проливами труб кипятком )))

P.S.: Знаю ещё, что не замерзает текущая вода. Видимо потому, что не успевает выстроится кристаллическая решётка. Ну и если речь о водопроводе, то новые порции воды всегда на несколько градусов теплее нуля. Так, на дне колодца температура воды около +4 градусов. Так что при экстремальном минусе можно немного приоткрыть краники на концах раздаточных водопроводных линий. Главное, чтобы вода в колодце не кончилась )))

А вот статическое давление на температуру замерзания влияет очень слабо. Так, чтобы точку замерзания сместить на 1 градус ниже нуля, нужно 130 атмосфер. В водопроводе же всего около 3 атмосфер. Так что часто встречающийся в Интернете и безбожно растиражированный бред про незамерзающие из-за давления колонки в деревнях — полная чушь. В колонке выше глубины промерзания грунта воды просто нет. Она там появляется только при нажатии на рычаг, и стекает обратно при его отпускании. Чтобы убедиться в этом, достаточно посчитать количество времени, проходящее между нажатием на рычаг и появлением из колонки воды, или просто изучить конструкцию колонки в Интернете.

UPD 18.10.2014 18:10:

Отчитываюсь. Ночью было -1,5 градуса.

Трубы ПНД диаметром 32 и 25 мм, проложенные просто по земле, а также слега присыпанные землёй не замёрзли. То же и с трубами рядом со стенами неотапливаемых помещений, расположенных у меня до высоты 150 см. То есть трубы ПНД никакие не замёрзли нигде несмотря на полное отсутствие в них движения воды.

Закрытые шаровые краны 15 мм (1/2″) замёрзли, но их не порвало. Очень быстро оттаили после полива их сверху горячей водой.

Узкие гибкие подводки и керамические краны рукомойника замёрзли, но тоже быстро оттаили после полива их сверху горячей водой.

Гидроаккумулятор 50 литров в неотапливаемом помещении не замёрз.

Температура в 30-литровом бойлере, установленном в неотапливаемом душе, за ночь упала с 75 до 45 градусов.

Таким образом констатирую, что несмотря на критичную температуру -1,5 градуса, система выдержала. А вот на участке catslover ситуация иная. Там труба ПНД 25 мм, проложенная в 2 метрах над землёй не замёрзла, а такая же труба, проложенная по забору в 50-80 см над землёй — замёрзла. Возможно, в полуметре над землёй температура ниже, чем на высоте 2 метров, а у самой земли температура снова поднимается за счёт выделения тепла из недр, тепла, накопленного за день, а также за счёт выделения тепла в процессе гниения органики в плодородном слое.

Сейчас температура держится у отметки -0,5 градусов. Ещё утром все шаровые краны и краны уличного умывальника я немножко приоткрыл, чтобы из них тоненькой струйкой сочилась вода. За день они не замёрзли. Надеюсь, что в таком режиме они переживут и ночь. Расход воды небольшой, колодец опустошиться не должен. О том, как система переживёт вторую ночь отрицательных температур, отпишусь завтра.

UPD 19.10.2014 02:10:

В общем, эксперимент пришлось прервать из-за отсутствия достаточного количества воды в колодце )))
У меня из 8 точек разбора воды 7 находятся на улице. Поскольку они все были приоткрыты во избежание порчи шаровых кранов, то за день они высосали у меня весь колодец! Осень была довольно сухая, и дебет колодца сейчас весьма низок. В итоге я слил таки всю воду из системы и вытащил насос.

В следующем году думаю докупить 15 метров ПНД 25 мм и пару шаровых, и разделить всю свою систему на 2 части — дом и всё остальное. При минусах буду сливать всё, кроме линии на дом. Если 7 струек выкачали колодец за 10 часов, то одна струйка выкачает его за 3 дня. Возможно, в этом случае дебет колодца будет достаточным для того, чтобы он успевал восполнять выкаченное. Вот так )

UPD 19.10.2014 17:10:

Интересное наблюдение. Ночью было -7,5 градусов. На бочках лёд около 2 сантиметров, причём и сверху, и на стенках. А вот на дне нет! Значит, тепло от земли идёт. Стало быть, правильно я водопровод по земле проложил, а не по забору. А ведь хотел по забору…

При какой температуре замерзает вода?

Фил Розенберг 21 мая 2019 г. 6 мин Без крошечных частиц пыли в атмосфере, обеспечивающих точки зарождения, кристаллы льда не могли бы образоваться в атмосфере до тех пор, пока температура не упадет примерно до минус 30 по Цельсию

Мы все думаем, что знаем ответ на этот вопрос вопрос. Моя шестилетняя дочь определенно любит. Ее, как и всех остальных, учили на одном из самых ранних уроков естествознания, что лед — это замороженная вода, а вода замерзает при нулевой температуре по Цельсию.Некоторые из вас также могут знать, что шкала Цельсия изначально была установлена с нулями, определяемыми как точка замерзания воды , и мы небрежно говорим, что температура ниже нуля, когда она меньше нуля. Оказывается, ваш учитель начальных классов ошибся. Ну, они частично ошиблись.

Если вместо этого рассматривать таяние льда, то это действительно происходит при нуле Цельсия. Как только лед достигает нуля, он начинает таять. Но замораживание немного другое. Фактически, чистая вода может легко охлаждаться до температуры ниже нуля по Цельсию и оставаться жидкой водой. Мы называем это переохлажденной водой. Причина в том, что молекулы воды отталкиваются друг от друга даже при температуре ниже нуля по Цельсию. Они будут слипаться, образуя лед, только если их можно сильно прижать друг к другу в определенной ориентации.

Представьте, что ваша машина сломалась, а между вами и домом возвышается холм. Хотя на самом деле ваш дом может находиться на более низкой высоте, чем место, где вы сломались, вам придется очень сильно потрудиться, чтобы подтолкнуть машину к одной стороне холма, прежде чем сила тяжести потянет ее до самого конца вниз с другой стороны.В физике мы называем это энергетическим барьером . Как только молекула воды преодолевает барьер, она крепко прилипает, образуя лед, но молекуле трудно преодолеть барьер, чтобы сделать это.

Как преодолеть энергетический барьер

Если это так, то почему мы можем выйти на улицу холодным утром и обнаружить, что все лужи замерзли? Есть два способа преодолеть энергетический барьер. Первый — еще больше охладить воду. Но на самом деле вода может оставаться в виде переохлажденной жидкой воды вплоть до температуры около минус 30 градусов Цельсия .Мы никогда не видели таких низких температур в Великобритании. Другой способ преодолеть энергетический барьер — обеспечить поверхность для замерзания воды.

Физика того, как это работает, все еще недостаточно изучена, но кажется, что лед начинает формироваться в определенной точке на поверхности, известной как место зарождения. У некоторых материалов много хороших центров зародышеобразования, у некоторых их очень мало. Даже ученые, работающие на передовых рубежах в этой области, еще не до конца понимают, почему.Одно мы точно знаем, это то, что у самого льда есть много мест зарождения; поэтому, как только лед начинает формироваться, вся вода может быстро замерзнуть — если она остается ниже нуля.

Все это означает, что, хотя вода и хочет замерзнуть до нуля, она не может этого сделать до тех пор, пока в месте зародышеобразования не начнется крошечный кристалл льда; тогда вся вода может быстро замерзнуть. Два типа материала, которые, кажется, имеют много точек зародышеобразования, — это определенные типы измельченных пород и определенные бактерии. Почва под лужей полна как крошечных осколков камней, так и бактерий, поэтому лужи замерзнут, даже если температура на улице чуть ниже нуля.

Лед в облаках

Даже летом облака в Великобритании часто становятся достаточно холодными, чтобы образовался лед. Но вода в облаках не имеет земли, чтобы замерзнуть. В высокогорном перистом облаке или на наковальне кучево-дождевого облака температура опускается ниже минус тридцати градусов по Цельсию, поэтому все капли замерзают. Но считается, что в облаках на более низких высотах частицы пыли, вылетающие из пустынь мира и взвешенные в атмосфере, создают места зарождения льда в большинстве облаков.Бактерии, переносимые ветром, тоже могут внести свой вклад.

Оба этих типа частиц немногочисленны, поэтому только часть облачных капель может замерзнуть на этих поверхностях, но даже эти несколько замороженных капель могут иметь огромное влияние. Кристаллы льда могут расти намного быстрее, чем капли воды. Когда они становятся достаточно большими, они выпадают из нижней части облака в виде снега или крупы, а некоторые тают по пути вниз, достигая нас в виде мокрого снега или дождя. Большинство зимних дождей и даже много летних дождей в Великобритании начинают свою жизнь как снег в облаках — тающий при падении .Этот важный фактор означает, что образование льда на микроскопических точках поверх пылинок может иметь огромное влияние на наши осадки.

Сколько времени нужно, чтобы вода замерзла?

Часто разные вещи, которые кажутся очевидными, интересны и даже увлекательны. Иногда такая общая информация оказывается весьма полезной!

Многие люди хотя бы раз в жизни задавались вопросом, сколько времени нужно, чтобы вода замерзла.

Итак, сколько времени нужно, чтобы вода замерзла? В морозильной камере это займет от 1 часа до двух часов, если вы хотите получить кубики льда при температуре 0 ° F.Если у вас холодная или очень горячая вода, она замерзнет еще быстрее (около 45 минут). Этот парадокс мы называем эффектом Мпембы.

Это не жизненно важные знания, однако в определенных ситуациях они могут быть очень полезны (например, когда нам нужно заморозить что-нибудь жидкое для вечеринки или просто сделать лед).

Как быстро может замерзнуть вода? Почему бы не искать разгадку?

Что происходит, когда на воду влияет мороз

Все мы в школе узнали, что температура замерзания воды составляет ноль градусов Цельсия.Чтобы понять, какие процессы происходят, когда он начинает замерзать, давайте освежим некоторые базовые знания физики.

Известно, что вода, как и любая другая жидкость, состоит из постоянно движущихся молекул.

Когда он нагревается, молекулы начинают двигаться намного быстрее, а когда он остывает, они соответственно замедляют свое движение.

Если при нагревании молекулы могут двигаться так быстро, что начинают испаряться, превращаясь в газ, то замораживание работает наоборот.Под воздействием мороза молекулы становятся настолько медленными, что начинают сцепляться друг с другом, что приводит к затвердеванию воды в твердый кристалл.

Что касается воды, в отличие от многих других жидкостей, она расширяется в твердом состоянии и становится более плотной, чем ее жидкое состояние.

Сколько времени нужно, чтобы жидкость замерзла?

Это вообще зависит от емкости. Во всяком случае, обычно, примерное время составляет от трех до четырех часов.

А теперь уточним, за какое время замерзает вода разной степени нагрева.

Одинаково ли быстро затвердевает вода разной степени нагрева?

Фото Just Name: Pexels

Мы уверены, что многие из вас много раз замечали, как вода замерзает быстрее или медленнее в зависимости от температуры.

В чем причина этого?

Добавляю в коктейли

35.08%

Добавляю в сок

42.15%

Представим, что у нас есть два резервуара с водой одинаковой емкости.

Один наполнен холодной жидкостью, а другой — горячей.

Что будет, если положить их в камеру для замораживания?

Верно, пока холодный резервуар затвердеет, горячей жидкости потребуется некоторое время, чтобы сначала остыть, и только потом она начнет приближаться к замороженному состоянию. Общеизвестно, что образование льда начинается при 0 градусах Цельсия, поэтому горячая жидкость должна сначала достичь этой точки, прежде чем она станет твердой. Это может занять вдвое больше времени.

Фото Cinthia Escalante на Unsplash

Кроме того, было бы полезно обновить несколько наиболее часто задаваемых вопросов по этому поводу.

Сколько времени нужно, чтобы холодная вода замерзла?

Обычно он полностью замораживается максимум через четыре часа.

Сколько времени нужно, чтобы горячая вода замерзла?

Поскольку горячей жидкости требуется больше времени для затвердевания, так как она должна сначала остыть, время, необходимое для ее затвердевания, будет примерно вдвое больше, чем для холодной жидкости.

Сколько времени нужно воде комнатной температуры, чтобы замерзнуть?

Все зависит от емкости воды, но средний срок — полтора часа.

Сколько времени нужно, чтобы заморозить воду?

Фото Рооса Остербрука на Unsplash

Может показаться, что подвергать воду воздействию мороза — не проблема, но так думать не совсем правильно.

Этот процесс довольно сложен по своей природе и зависит от различных факторов, которые сильно влияют на результат.

Чтобы успеть посчитать время, за которое вода затвердеет, учтите следующие нюансы.

Время, необходимое для полного замораживания, сильно зависит от объема воды.
Кроме того, имеет значение начальная температура, потому что для горячей или даже теплой жидкости потребуется больше времени по сравнению с комнатной температурой или холодной жидкостью.
Мощность морозильной камеры также имеет значение.
И, что может удивить, танк тоже играет огромную роль! Если жидкость в пластиковом резервуаре подвергнется воздействию мороза, для полного затвердевания потребуется больше времени, чем в металлическом резервуаре.

beezzly

А при какой температуре замерзает вода в градусах Цельсия? Замораживание воды при температуре ниже 0 ° Цельсия. Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, это называется эффектом Мпембы. Если вода нечистая, она замерзнет до -2 ° или -3 ° C .

Везде ли вода затвердевает одинаково быстро?

Фото Джорджа Беккера: Pexels

Кто-нибудь когда-нибудь задумывался, одинаково ли быстро затвердевает вода в разных условиях?

Одинаково ли время замерзания воды для морозильной камеры холодильника и открытого бассейна, например, озера?

Фактически, результат различается.Поскольку в камере для обледенения жидкость в стабильных условиях подвержена воздействию мороза, на открытые бассейны влияют постоянно меняющиеся погодные условия и другие колебания. Это причина того, почему «дикая вода» не замерзает так же быстро, как та, что у нас дома.

Сколько времени нужно, чтобы вода замерзла в морозильной камере?

Обычно твердый лед можно получить после четырех часов выдержки на морозе.

Итак, какую температуру замерзает вода в по Фаренгейту? Вода замораживается при температуре ниже 32 ° по Фаренгейту.Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, это называется эффектом Мпембы. Если вода не чистая, она замерзнет при температуре от –35 до –38 ° по Фаренгейту.

Время замораживания для разного объема воды

Промежуток времени для замораживания воды 2

Чтобы сравнить и лучше понять разницу, давайте проверим продолжительность процесса выдержки на морозе для разных объемов жидкости.

Сколько времени нужно, чтобы чашка воды замерзла?

Для полного затвердевания одной емкости на двести миллилитров жидкости потребуется почти три часа.

Сколько времени нужно, чтобы заморозить галлон воды?

При использовании мощного морозильника один галлон, скорее всего, замерзнет после пребывания в нем на ночь. Однако необходимо учитывать и другие условия.

Сколько времени нужно, чтобы заморозить бутылку с водой?

В целом от получаса до двух часов. Все зависит от вместимости бутылки и температуры в морозильной камере.

Емкость объемом 1 литр затвердеет через два часа.

Как мы все знаем, вода затвердевает при температуре 32 градуса по Фаренгейту.

Итак, если мы наполним им поллитровый резервуар и поместим его в камеру для замораживания с идеальной температурой, мы можем быть уверены, что получим весь лед за тридцать минут.
Однако литровая бутылка потребует больше времени, и, если ее поместить в морозильную камеру с должным уровнем холода, она превратится в лед после двух часов непрерывного замораживания.

Соответственно, можно рассчитать время заморозки для трехлитровой бутылки и далее до настолько объемного бака, насколько вам нужно.

Но имейте в виду, что эти цифры действительны только для обычных домашних фотоаппаратов!

Более холодные морозильники заставят жидкость застывать быстрее, в зависимости от температуры внутри них.

Сколько времени нужно кубикам льда, чтобы заморозить?

От трех до четырех часов. Поскольку большинство используемых нами лотков для изготовления льда состоит из десятка отдельных секций, они застывают в обычной домашней камере для замораживания примерно за 3 часа. Если использовать нестандартный лоток — около 4 часов.

Обычный лоток, рассчитанный на несколько десятков кусочков льда, полностью замерзнет максимум за четыре часа.

Тем не менее, мы рекомендуем всем учесть некоторые нюансы, касающиеся замораживания.

Как всем известно, вода превращается в лед, когда достигает отметки нуля градусов Цельсия.

Но то, как скоро это произойдет, во многом зависит от нескольких аспектов.

Размер кубиков. Если ваш лоток предназначен для изготовления лотков меньшего размера, они затвердеют намного быстрее, чем лотки стандартного или большего размера.
Учитывайте размер поверхности льда. Жидкость превращается в лед снаружи внутрь. Это означает, что если на вашем лотке есть зазоры, заполненные воздухом между каждым кубиком, они затвердеют намного быстрее, чем те, между которыми есть только пластиковые разделители.
Насколько холодна ваша фотокамера? Оптимальный уровень холода — ноль градусов Цельсия, но если камеру оставить открытой на некоторое время или положить туда теплые продукты, баланс будет нарушен, и кубики будут затвердевать медленнее.

Все ли жидкости затвердевают при одинаковой температуре и одинаково быстро?

Конечно, разные жидкости затвердевают при разной температуре и в разных условиях.

Все зависит от специфики структуры каждой конкретной жидкости.

Чем он толще, тем медленнее затвердевает при замораживании.

Соответственно, чем он тоньше, тем быстрее пойдет процесс.

Теперь секрет раскрыт! Таким образом, всякий раз, когда жидкость необходимо превратить в лед, вы будете точно знать, сколько времени нужно ждать, пока не будет получен желаемый результат.

Интересный комментарий ученого Сары Зелински мы получаем.

Сара Зелински — отмеченный наградами писатель и редактор. Она пишет научные статьи для Smithsonian.com

Нас всех учили, что вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту, 0 градусам Цельсия, 273,15 Кельвина. Однако это не всегда так. Ученые обнаружили жидкую воду с температурой -40 градусов по Фаренгейту в облаках и даже охлаждающую воду до -42 градусов по Фаренгейту в лаборатории.

Необычные свойства h3O

Фото Джонг Маршес на Unsplash

Вы когда-нибудь думали об этих загадочных и необъяснимых свойствах такой обычной жидкости, как вода?

Это вещество стало для нас настолько привычным, что мы даже не догадываемся, сколько любопытных фактов о нем мы даже не знаем.

Погрузимся в мир или тайну вместе?

Знаете ли вы, что вода затвердевает от поверхности до дна? Если бы было наоборот, вся рыба в наших озерах не пережила бы первых заморозков!
Liquid Aqua тяжелее своего твердого ледяного аналога
Aqua очень хорошо сохраняет тепло, поэтому озера и пруды не замерзают так быстро
h3O — отличный растворитель.Благодаря своей полярности эта жидкость может удивительно эффективно растворяться
Обладает самым высоким поверхностным натяжением из всех известных жидкостей!
Поскольку молекулы h3O имеют полярность, жидкость обладает высокой когезией (силой, удерживающей молекулы вместе). Он заставляет молекулы h3O удерживаться вместе даже в одной капле, и именно поэтому мы можем заполнить резервуар этой жидкостью над краем, и она не разольется!
Вода может передавать электричество, поэтому запрещается касаться проводов и вилок мокрыми руками или проливать воду на работающие электроприборы
Недавние исследования показали, что молекулы h3O реагируют на слова и другие звуковые колебания, издаваемые поблизости.Эта жидкость буквально «слушает» звуки извне и реагирует изменением своей молекулярной структуры!

Свойства воды

Как видите, h3O — действительно сложное и загадочное вещество, которое до сих пор хранит множество секретов, которые наша наука только собирается открыть!

Часто задаваемые вопросы о том, как замерзает вода

Холодную воду сложно назвать чем-то интересным для простых людей.

Тем не менее, когда нам нужно охладить что-нибудь жидкое дома, этот вопрос становится настоящим поводом для беспокойства!

Вот почему у многих из нас возникает множество связанных вопросов по различным вопросам, связанным с замерзанием воды и других жидкостей.

Чтобы помочь вам ответить на эти вопросы и упростить выяснение фактов, мы собрали наиболее частые вопросы, которые задают люди, каждый с подробным ответом.

Мы надеемся, что информация, которую мы вам предоставляем, окажется для вас полезной!

Сколько времени нужно, чтобы сделать кубики льда?

Фото Дэвида фон Димара на Unsplash

Существует довольно распространенное мнение, что период затвердевания, необходимый для полного затвердевания воды в форме кубика льда, зависит от количества секций, из которых состоит эта форма.

На самом деле, действительно важно количество вещества в каждой секции.

Независимо от того, сколько секций в лотке, средний период, необходимый для замерзания вещества, обычно составляет три-четыре часа.

Тем не менее, если ваш конкретный лоток имеет более глубокие (или более мелкие) секции, время может быть меньше.

Сколько времени требуется для замерзания льда на озере?

Иногда знание того, как формируется припай, может даже спасти жизнь, особенно когда речь идет о дикой природе, например, озерах или реках.

В таком случае ответ зависит от размера бассейна, глубины и температуры окружающего воздуха.

Всем известно, что вода замерзает при 32 F, но это не обязательно означает, что поверхность пруда или озера станет твердым льдом, когда температура воздуха достигнет этой точки!

Согласно науке, поскольку вода очень хорошо удерживает тепло, чем больше озеро / пруд, тем медленнее его молекулы воды будут создавать лед.

По этой причине большое озеро замерзает минимум через неделю.Кроме того, в связи с этим мы часто видим эти оплавленные целые на замерзшей поверхности бассейна.

Научные исследования показывают, что обычно ледяная пленка на поверхности такого бассейна вырастает на 1 дюйм за каждые пятнадцать дней с градусом мороза в течение 24 часов.

Фото Роберта Бай на Unsplash

Сколько времени нужно, чтобы вода замерзла в морозильной камере?

Иногда полезно знать, как скоро мы сможем получить кубики льда или ледяную воду, верно?

Что ж, ответ на этот вопрос зависит от количества охлаждаемой жидкости.

В первую очередь, если мы поместим колбу на 200 мл с водой в камеру для замораживания, она превратится в лед примерно через три часа.

Напротив, содержимое лотка для льда затвердеет после четырех часов контакта с морозом.

Более того, если нагреть воду, она быстрее превратится в лед!

Сколько времени нужно воде, чтобы замерзнуть до 32 градусов?

По сути, ответ гласит: чем больше размер аквариума, тем больше времени ему нужно, чтобы превратиться в лед.Тем не менее, уровень тепла, который была у жидкости до того, как она была помещена в камеру для замораживания, также имеет значение.

Как всем известно, вода лучше всего замерзает при 32 F. Обычно небольшая часть воды замерзает после трех-четырех часов, проведенных в морозильной камере холодильника.

Однако эффект будет зависеть от еще одного фактора — чистоты воды. Согласно науке, чистая вода (например, дистиллированная или фильтрованная) затвердевает лучше всего.

При какой температуре замерзает чистая вода? Кристально чистая вода замерзает при температуре ниже 32 ° по Фаренгейту.Если вода не чистая или вы находитесь в горах, температура замерзания воды повысится до 35–45 градусов по Фаренгейту.

Сколько времени нужно бутылке с водой, чтобы замерзнуть?

Свойства воды

Ответ на этот вопрос будет зависеть от вместимости колбы. Обычно один литр воды превращается в лед после двух часов охлаждения.

Сколько времени нужно для замораживания сока?

Некоторые люди думают, что сок, будучи водянистым, как и h3O, так же быстро остывает.

К сожалению, пришло время вас огорчить, потому что для фруктового сока (как и для любого другого напитка, например, ягодного или овощного) требуется больше времени в камере для глазури, чтобы иметь какой-либо значительный эффект!

Наименьший интервал, необходимый для застывания пакета фруктового напитка, составляет почти шесть часов, поэтому лучшее, что можно сделать, чтобы превратить сок в лед, — это бросить его на ночь в камеру для замораживания.

Фото Кайдзен Нгуен на Unsplash

Кипяченая вода замерзает быстрее?

Наша наука утверждает, что не вся вода затвердевает одинаково.Хотя молекулы воды одинаково реагируют на мороз, окончательный эффект проявится через другой промежуток времени.

Если жидкость изначально была чистой (например, если мы использовали дистиллированную или фильтрованную воду), ее поверхность замерзнет лучше, чем вода, взятая прямо из-под крана.

Однако самое любопытное в этом вопросе то, что кипяченая или просто горячая вода затвердевает быстрее, чем холодная!

Наука еще не нашла правильного ответа на этот запрос, кроме того, не существует данных, которые могли бы описать, с чем связан этот эффект.

Какая жидкость замерзает быстрее всего?

Фото Андреаса М. на Unsplash

Наука утверждает, что вода — единственная известная на Земле жидкость, которая превращается в лед быстрее, чем все другие жидкости на нашей планете.

То, как наука объясняет это явление, включает утверждение, что вода изначально является чистой жидкостью, поскольку не содержит каких-либо добавок или других компонентов. Это только водород и кислород.

Таким образом, после контакта с морозом он так быстро и легко застывает.

Кроме того, наука обнаружила, что после воздействия тепла кипящая форма h3O превращается в лед быстрее, чем его холодный аналог.

Вода, замерзающая удивительные факты. Ответим на все Ваши вопросы

Фото Dose Juice на Unsplash

Что же такого загадочного и неизвестного в ледяной воде, спросите вы?

Ну, действительно, такое обычное воздействие холода и мороза на самую распространенную жидкость на Земле, кажется, уже объяснено наукой.

Тем не менее, люди продолжают задавать огромное количество вопросов на связанные темы, такие как самая высокая / самая низкая температура замерзания воды или как именно она может превратиться в лед.

Иногда даже кажется, что эти запросы появляются быстрее, чем развивается наука!

Конечно, невозможно найти ответ на каждый запрос, но мы решили сделать все возможное и предоставить вам те, о которых мы сможем узнать.

Хотите узнать, как замерзает вода? Продолжайте читать, и вы приблизитесь к науке и найдете ответы на связанные вопросы.

При какой самой низкой температуре замерзает вода?

Интересный вопрос! Нам с детства говорили, что вода замерзает и превращается в лед при нулевой температуре.Однако наука как раз доказала обратное! Было обнаружено, что чистая жидкая вода замерзает при гораздо более низкой температуре -38 C, становясь супер прохладной!

Как объясняется этот эффект? Ответ удивит всех! Чтобы вода образовывала лед при температуре выше -20 ° C, ей нужна твердая частица, называемая зародышеобразователем.

Эта частица инициирует зарождение молекул воды и образование кристаллов льда на поверхности.

Итак, научные исследования показали, что растворение определенных веществ в воде может изменить скорость процесса зародышеобразования.

Когда эти элементы контактируют с водой, они могут либо ускорить, либо замедлить молекулы воды, чтобы они замерзли и превратились в твердую форму.

Например, контакт с морской солью замедляет образование льда, тогда как сульфат аммония (он же соль) имеет противоположный эффект.

Как быстро может испаряться вода?

Фото Росс Снеддон на Unsplash

Конечно, правильным ответом будет то, что это зависит от количества жидкости и интенсивности тепла.Научные исследования выяснили, что такое количество жидкости, как одна стандартная чашка воды, полностью испарится через 1,2 часа постоянного кипячения при той же температуре.

Почему вода испаряется быстрее при повышении температуры?

Ответ следующий. Движущаяся вода испаряется быстрее, чем стоячая вода. Это означает, что когда мы увеличиваем температуру, молекулы начинают двигаться быстрее, трясь друг о друга, что через некоторое время нагревает воду. Поэтому, если мы изменим огонь и сделаем его выше, наша жидкость закипит быстрее.Также это ответ на вопрос, почему при кипении вода скатывается.

В какой емкости лучше всего замораживать воду?

Фото Адама Джейме на Unsplash

Как мы все знаем, когда вода замерзает, она расширяется. Наука это давно доказала. Поэтому для замораживания этой жидкости лучше не выбирать жесткие емкости или фарфоровые сосуды. Затвердевшая вода может легко повредить поверхность емкости и даже расколоть ее. Так что бросать бутылку для фитнеса с водой, чтобы заморозить ее, определенно не лучшая идея!

Почему я всегда нахожу пузырьки воздуха в кубиках льда?

Наука — замечательная вещь! Вы, наверное, много раз спрашивали себя, почему вы обнаруживаете, что пузырьки воздуха скапливаются под поверхностью внутри кубиков льда, верно? На самом деле объяснение простое.

Воздух, выбрасываемый с поверхности замерзания, при замерзании воды извергается прямо в кубик льда. Вот почему мы часто находим эти плавающие пузыри внутри, когда вынимаем лоток для льда из камеры для замораживания.

Сколько времени нужно, чтобы земля замерзла?

Замораживание грунта занимает от 6 до 8 недель при температуре 32 ° F или ниже 0 ° C в небольших садах и от 10 до 12 недель на полях. И он будет заморожен до тех пор, пока температура не достигнет 40 ° по Фаренгейту или + 4 ° по Цельсию.

А сколько времени нужно, чтобы снег таял при 35 градусах? Обычно около 5 часов. Но это зависит от количества снега, толщины льда и дождя на улице или нет. Обычный 6 дюймов снега растает примерно за 5 часов.

Press & Sun-Bulletin

Мэтью Лундквист
| pressconnects.com

ВОПРОС

Почему вода замерзает при 32 градусах по Фаренгейту?

ОТВЕТ
Температура замерзания воды составляет 32 градуса по Фаренгейту из-за уникальных характеристик молекулы воды h3O.Молекулы всегда в движении. С повышением температуры они движутся быстрее; при понижении температуры они движутся медленнее.

Жидкости закипают, когда их молекулы нагреваются до точки, в которой они начинают двигаться так быстро, что могут испаряться и превращаться в газ. Для воды это происходит при 212 градусах по Фаренгейту. Замораживание происходит, когда молекулы жидкости становятся настолько холодными, что замедляются настолько, чтобы зацепиться друг за друга, образуя твердый кристалл. Для чистой воды это происходит при температуре 32 градуса по Фаренгейту, и, в отличие от большинства других твердых тел, лед расширяется и на самом деле менее плотен, чем вода.Вот почему плавают кубики льда!

Тот факт, что лед плавает по воде, важен для выживания многих пресноводных организмов, обитающих в местах с холодными зимами. Вы когда-нибудь ходили на подледную рыбалку? Лед на вершине озер и прудов зимой фактически изолирует воду под ними, удерживая ее чуть выше нуля, поэтому рыба может пережить даже самые суровые зимние холода, не беспокоясь о замерзании!

Температуру замерзания воды можно изменить, добавив в воду другие соединения и примеси.Вы когда-нибудь задумывались, почему плуги добавляют соли на дороги и тротуары зимой? Соль против обледенения фактически снижает температуру замерзания воды до -6 градусов по Фаренгейту. Это предотвращает образование льда на дороге даже в очень холодные дни. Это предохраняет автомобили и пешеходов от скольжения зимой.

Температура замерзания соленой воды в океане также ниже, чем у пресной, около 28,4 градуса по Фаренгейту. Холодные зимы в Арктике чрезвычайно важны, потому что белые медведи и другие арктические дикие животные охотятся за пропитанием, выходя на плавучий морской лед.Более теплые арктические зимы в последние годы уменьшили количество морского льда и значительно усложнили жизнь этим животным.

ВСТРЕЧАЕТСЯ
THE
СТУДЕНТ

Имя: Пол Аяк

Класс: 5

Школа: Евангелист Св. Иоанна, католические школы округа Брум

Учитель: Ану Рай

Спорт:

чтение

Карьерные интересы : Фармацевт, баскетболист

MEET
THE
НАУЧНЫЙ

Ответил: Мэтью Лундквист

Название: Кандидат наук, Отделение биологических наук, Бингемтонский университет

Об ученом:

Область исследований, экосистема, экология, экология: урбанизация, биоразнообразие

Интересы / хобби: Пешие прогулки, рыбалка, бег

Спроси ученого бегает по воскресеньям.На вопросы отвечают научные эксперты Бингемтонского университета. Учителей в районе Большого Бингемтона, желающих участвовать в программе, просят написать по адресу Ask a Scientist, через Университет Бингемтона, Управление коммуникаций и маркетинга, PO Box 6000, Binghamton, NY 13902-6000, или по электронной почте ученому. @ binghamton.edu. Для получения дополнительной информации посетите http://www.binghamton.edu/mpr/ask-a-scientist/.

Как замерзает вода? | Sciencing

Замораживание и молекулярное движение

Когда вода замерзает, она обычно переходит из жидкого состояния в твердое.Как жидкость, молекулы воды находятся в постоянном движении, натыкаясь и толкая друг друга и никогда не остаются надолго на одном месте. Когда вода замерзает, молекулы замедляются и оседают на месте, выстраиваясь в регулярные образования, которые вы видите как кристаллы. Для чистой воды температура должна упасть до 32 градусов по Фаренгейту (ноль градусов Цельсия), чтобы это произошло. Для любого вещества температура, при которой происходит замерзание, зависит от сил, заставляющих его молекулы слипаться.

Липкие молекулы и точка замерзания

Все молекулы и атомы обладают силами, притягивающими друг друга.Некоторые атомы, например углерод, очень сильно держатся друг за друга; другие, такие как гелий, обладают очень небольшой силой притяжения. Вещества с сильными силами притяжения замерзают при температуре в тысячи градусов по Фаренгейту, тогда как вещества со слабыми силами, такие как азот, замерзают при очень низких температурах. Притяжение между молекулами воды умеренное — ни слабое, ни сильное — поэтому вода замерзает при скромных 32 градусах по Фаренгейту.

Понижение точки замерзания

Если вы добавите в воду другие вещества, например сахар или соль, температура упадет ниже 32 градусов, прежде чем начнется образование льда.Новая точка замерзания зависит от добавленного вещества и от того, сколько вы смешиваете с водой, и поэтому в некоторых штатах города добавляют соль на дороги, чтобы удалить лед и снег зимой. Другой пример: водка, смесь воды и спирта, остается жидкой в течение длительного периода времени при хранении в морозильной камере. Алкоголь в водке значительно снижает температуру замерзания.

Замораживание, расширение и образование кристаллов

Большинство веществ сжимаются или сжимаются в объеме при охлаждении.Вода сжимается только до тех пор, пока не опустится до 39 градусов; при более низких температурах он начинает расширяться. По мере того, как вода становится холоднее, ее молекулы замедляются и располагаются так, что между группами молекул возникают промежутки. По мере того, как они становятся холоднее, молекулы образуют гексагональные узоры, которые в конечном итоге становятся снежинками и связанными с ними кристаллами.

Force Of Ice Expansion

Если вы наполните бутылку полностью наполненной водой, затем закройте ее крышкой перед тем, как положить ее в морозильную камеру, вода расширяется по мере того, как становится холоднее.В конце концов лед лопнет бутылку. Это справедливо даже для емкостей из прочных материалов, таких как железо; давление замерзающей воды достигает 40 000 фунтов на квадратный дюйм при минус 7,6 градуса по Фаренгейту (минус 22 градуса по Цельсию).

Почему вода замерзает сверху вниз?

iStockphoto / Thinkstock

Мы пьем воду, плаваем в ней, стираем ею и охлаждаем ею вещи. Поскольку вода настолько распространена, многие из нас не замечают, насколько она странна по сравнению с другими веществами.Когда в теплое время года мы бросаем в напиток один или два кубика льда, мы не задумываясь наблюдаем, как он плавает над жидкостью в нашем стакане. Но почему лед делает это, и, что более важно, почему вода замерзает сверху вниз, когда большинство других веществ замерзает снизу вверх?

Вода замерзает сверху вниз, что позволяет льду плавать, из-за странной особенности поведения воды при понижении температуры. Плотность — масса единицы объема материальной субстанции; по сути, это мера того, насколько плотно упакованы атомы и молекулы вещества.Для большинства соединений падение температуры приводит к уменьшению объема соединения и увеличению его плотности, при этом атомы и молекулы становятся более плотно упакованными вместе. Например, карман с теплым воздухом поднимается и расширяется, потому что он менее плотный, чем более холодный воздух вокруг него. И наоборот, карман с холодным воздухом опускается и сжимается, становясь немного толще и плотнее при падении. Вода ведет себя аналогично, но только до определенной температуры. Плотность охлаждающей воды будет увеличиваться, пока температура воды не достигнет 4 ° C (39.2 ° F). Если вода продолжит охлаждаться, ее плотность снова начнет увеличиваться, а вода (теперь в твердом состоянии) расширится. Именно это свойство воды позволяет льду заклинивать открытые трещины в тротуарах и камнях и вызывать взрыв банок и бутылок с безалкогольными напитками в морозильной камере.

При 4 ° C вода все еще находится в жидкой форме. В озерах и реках эта вода остывает на поверхности, становится плотнее и спускается вниз. Когда вода приближается к точке замерзания (0 ° C [32 ° F]), она становится менее плотной, чем вода вокруг нее, и поднимается до верха водяного столба.Если вместо этого замерзнет вода со дна озера или реки до самого верха, это будет иметь серьезные экологические последствия. Мелкие озера замерзли бы; если бы у растений, животных и других организмов, живущих там, не было какой-то адаптации, которая не позволяла бы их тканям замерзать, они умрут. В более крупных озерах ледяной дно и слякоть охлаждали бы воду выше, возможно, замедляя метаболизм и скорость роста организмов, которые выживали в жидких верховьях озера. В этих условиях Земля выглядела бы совсем иначе; полярные регионы планеты будут почти лишены жизни, и каждый год растения, животные и другие организмы средних широт столкнутся с перспективой недоступности жидкой воды в замороженных и твердых средах обитания.

Вода не должна замерзать до -48 C (-55 F) — ScienceDaily

Мы пьем воду, купаемся в ней, и мы состоим в основном из воды, но общее вещество таит в себе большие загадки. Теперь химики из Университета штата Юта, возможно, решили одну загадку, показав, как холодная вода может пройти до того, как она обязательно замерзнет: 48 градусов ниже нуля по Цельсию (минус 55 по Фаренгейту).

Это на 48 градусов по Цельсию (87 градусов по Фаренгейту) холоднее, чем то, что большинство людей считает точкой замерзания воды, а именно 0 C (32 F).

Переохлажденная жидкая вода должна превратиться в лед при температуре минус 48 ° C (минус 55 ° F) не только из-за сильного холода, но и из-за того, что молекулярная структура воды изменяется физически, образуя форму тетраэдра, при этом каждая молекула воды слабо связана с четырьмя другими, согласно исследованию. новое исследование химиков Валерии Молинеро и Эмили Мур.

Результаты показывают, что это структурное изменение от жидкого до «промежуточного льда» объясняет загадку того, «что определяет температуру, при которой вода замерзнет», — говорит Молинеро, доцент Университета Юты и старший автор исследования. опубликовано в нояб.24 номер журнала Nature .

«Этот промежуточный лед имеет структуру между полной структурой льда и структурой жидкости», — добавляет она. «Мы решаем очень старую загадку того, что происходит в сильно переохлажденной воде».

Однако в странном и дурацком мире воды крошечные количества жидкой воды теоретически все еще могут присутствовать, даже если температура опускается ниже минус 48 ° C (минус 55 ° F) и почти вся вода превратилась в твердую фазу — либо в кристаллический лед, либо аморфное водяное «стекло», — говорит Молинеро.Но любая оставшаяся жидкая вода может выжить только невероятно короткое время — слишком короткое, чтобы свойства жидкости можно было обнаружить или измерить.

Как и при какой температуре вода должна замерзнуть — это не просто «чудо». Атмосферные ученые, изучающие глобальное потепление, хотят знать, при каких температурах и с какой скоростью вода замерзает и кристаллизуется в лед.

«Это необходимо, чтобы предсказать, сколько воды в атмосфере находится в жидком или кристаллическом состоянии», что относится к тому, сколько солнечного излучения поглощается атмосферной водой и льдом, — говорит Молинеро.«Это важно для прогнозов глобального климата».

Странное вещество

Жидкая вода — это сеть молекул воды (каждая с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода), свободно скрепленных так называемой водородной связью, которая чем-то похожа на статическое сцепление. Молинеро говорит, что в зависимости от температуры и давления водяной лед имеет 16 различных кристаллических форм, в которых молекулы воды цепляются друг за друга водородными связями.

Молинеро говорит: «Что делает воду такой странной, так это то, что поведение жидкой воды полностью отличается от поведения других жидкостей.Например, лед плавает по воде, в то время как большинство твердых веществ переходит в жидкую форму, потому что они более плотные, чем жидкости ».

Плотность воды меняется в зависимости от температуры, и она наиболее плотная при 4 ° C (39 F). Вот почему рыба выживает под льдом, покрывающим пруд, купаясь в более теплой и плотной воде на дне пруда.

Но самое удивительное свойство воды состоит в том, что ее можно охладить до температуры ниже 32 градусов по Фаренгейту [нуля по Цельсию], и она по-прежнему остается жидкостью », — говорит Молинеро.

Жидкая вода с температурой минус 40 ° C (минус 40 ° F) была обнаружена в облаках. Ученые провели эксперименты, показавшие, что жидкая вода может существовать, по крайней мере, до минус 41 ° C (минус 42 ° F).

Почему вода не обязательно замерзает при 0 C (32 F), как нас учили в школе?

«Если у вас есть жидкая вода и вы хотите образовать лед, то сначала вы должны сформировать из жидкости небольшое ядро или зерно льда. Жидкость должна дать начало льду», — говорит Молинеро. «Для дождя нужно сделать жидкость из пара.Здесь вам нужно сделать кристалл [лед] из жидкости ».

Тем не менее, в очень чистой воде «единственный способ сформировать ядро - это спонтанно изменить структуру жидкости», — добавляет она.

Молинеро говорит, что ключевые вопросы включают: «При каких условиях ядра образуются и становятся достаточно большими, чтобы расти?» и «Каков размер этого критического зародыша?»

Вычисление того, что нельзя измерить

Молинеро говорит, что «когда вы охлаждаете воду, ее структура становится ближе к структуре льда, поэтому плотность уменьшается, и это должно отражаться в увеличении скорости кристаллизации.«

Переохлажденная вода была измерена до минус 41 C (минус 42 F), что является ее «температурой гомогенного зародышеобразования» — самой низкой температурой, при которой скорость кристаллизации льда может быть измерена при замерзании воды. Ниже этой температуры лед кристаллизуется слишком быстро, чтобы можно было измерить какие-либо свойства оставшейся жидкости.

Чтобы обойти проблему, Молинеро и аспирант по химии Мур использовали компьютеры в Центре высокопроизводительных вычислений Университета Юты.Поведение переохлажденной воды моделировалось, а также моделировалось с использованием реальных данных.

По словам Молинеро, компьютеры

обеспечивают «микроскопическое изображение посредством моделирования, которого пока не могут обеспечить эксперименты».

Предыдущие компьютерные симуляции и моделирование были слишком медленными и должны были длиться достаточно долго, чтобы произошел процесс замораживания. И необходимо было смоделировать тысячи событий нуклеации, чтобы сделать обоснованные выводы.

Молинеро и Мур разработали новую компьютерную модель, которая в 200 раз быстрее своих предшественников.Модель упростила вычисление чисел, рассматривая каждую трехатомную молекулу воды как одну частицу, подобную атому кремния и способную склеиваться водородными связями.

Несмотря на это, потребовались тысячи часов компьютерного времени, чтобы смоделировать поведение 32 768 молекул воды (намного меньше, чем крошечная капля воды), чтобы определить, как теплоемкость, плотность и сжимаемость воды изменяются при ее переохлаждении, и смоделировать процесс кристаллизации припая в партии из 4000 молекул воды.

Рождение льда

Компьютеры помогли Молинеро и Мур определить, сколько холодной воды может пройти до того, как она достигнет своей теоретической максимальной скорости кристаллизации и должна замерзнуть. Ответ: минус 48 ° C (минус 55 ° F).

Компьютеры также показали, что когда вода приближается к минус 48 ° C (минус 55 ° F), происходит резкое увеличение доли молекул воды, прикрепленных к четырем другим молекулам, образуя тетраэдры.

«Вода превращается во что-то другое, и это что-то очень похоже на лед», — говорит Молинеро.Она называет это промежуточным льдом.

Если микроскопическая капля воды охлаждается очень быстро, она образует так называемое стекло — аморфный лед низкой плотности, в котором все тетраэдры молекул воды не выстраиваются в одну линию, чтобы образовать идеальные кристаллы. Вместо этого лед низкой плотности аморфен, как оконное стекло. Исследование показало, что до четверти молекул в аморфном «жидком стекле» организованы либо в виде промежуточного льда, либо в виде крошечных кристаллов льда.

Когда вода приближается к минус 48 C (минус 55 F), наблюдается необычное снижение плотности и необычное увеличение теплоемкости (которая идет вверх, а не вниз) и сжимаемости (воду легче сжимать, когда она становится холоднее, в отличие от большинства жидкостей. ).Эта необычная термодинамика совпадает с переходом жидкой воды в тетраэдрическую структуру.

«Изменение структуры воды контролирует скорость образования льда», — говорит Молинеро. «Мы показываем, что термодинамика воды и скорость кристаллизации контролируются изменением структуры жидкой воды, которая приближается к структуре льда».

Может ли вода замерзнуть при индексе охлаждения ветром 10 градусов и температуре 35 градусов? | Ребята из науки

Может ли вода замерзнуть, если индекс охлаждения ветром 10 градусов, а температура 35 градусов?

Февраль 2002 г.

Любой, кто переживает зиму, знает, что его / ее комфорт зависит от нескольких факторов, помимо температуры: солнечного света, влажности и ветра.Общий уровень дискомфорта от холода (и его потенциальных опасностей) измеряется индексом охлаждения ветром. В то время как охлаждение ветром учитывает температуру и скорость ветра, охлаждение ветром фактически является мерой скорости (скорости) потери тепла.

Тепло естественно перетекает с горячего на холодное. Один из способов, которым человек теряет тепло, — это теплопроводность в окружающий воздух. Молекулы воздуха, соприкасающиеся с нашим телом, поглощают тепло от нашей теплой кожи. Скорость этого теплового потока зависит от разницы температур между вашей кожей и воздухом.

В неподвижном воздухе ваше тело нагревает слой воздуха рядом с вашей кожей, и разница температур между вашим телом и этим слоем воздуха уменьшается. Следовательно, скорость потери тепла снижается. Однако, если воздух рядом с вашей кожей движется, прохладный воздух постоянно замещает слой воздуха, который только что нагрел ваше тело. Таким образом, разница температур между вашим телом и прилегающим воздухом больше, чем если бы воздух не двигался, что приводит к большей потере тепла.

Индекс охлаждения ветром связан со скоростью, с которой обычное обнаженное человеческое тело в тени теряет тепло в тихий день.По мере снижения температуры или увеличения скорости ветра воздух становится холоднее, потому что разница температур между вашей кожей и воздухом увеличивается. Чем больше разница температур между нашей кожей и воздухом, тем больше потеря тепла и чувство холода. Например, при температуре 40 ° F и скорости ветра 10 миль в час обнаженное тело теряет тепло с такой же скоростью, как если бы было 28 ° F и не было ветра. Одежда препятствует движению воздуха рядом с вашим телом. Неподвижный воздух действует как изоляция и снижает потери тепла, сохраняя тепло нашего тела.

Поскольку тепло естественным образом передается от теплого объекта к холодному, невозможно, чтобы объект опустился ниже температуры окружающего воздуха, независимо от ветра. Ветер сокращает время, необходимое объекту для охлаждения, но не может охладить объект ниже температуры воздуха. Обычная вода в автомобильном радиаторе не замерзнет, пока обычная температура воздуха остается выше 32 ° F, даже если холодный ветер опускается до 10 ° F. Рассмотрим два одинаковых стакана воды с температурой 80 ° F.Поместите один в холодильник с температурой 35 ° F, а другой поставьте на улицу, где температура 35 ° F и скорость ветра 25 миль в час. (Снаружи фактор охлаждения ветром будет 8 ° F.) Стекло снаружи остынет быстрее, но не до температуры ниже 35 ° F.

Для использования таблицы охлаждения ветром фактическая температура отображается в левом столбце (синий), а скорость ветра указывается в верхнем ряду (красный).