Tudomány

Milyen hőmérsékleten fagy meg a víz? | Tudomány

A bejegyzés címe megfelelő kérdésnek tűnik egy általános iskolai természettudományos vizsga számára, de a válasz sokkal bonyolultabb, mint amilyennek először tűnik. Mindannyiunkat megtanítottak arra, hogy a víz 32 Fahrenheit fokon, 0 Celsius fokon, 273,15 Kelvin hőmérsékleten fagy. Ez azonban nem mindig így van. A tudósok a felhőkben -40 ° F-ig hideg folyékony vizet, sőt a laboratóriumban -42 ° F-ig hűtött vizet is találtak. Mennyire tudtak alacsonyan menni?

akik az első emberek Hawaiiban

Kiderül, hogy ez trükkös válasz. Amikor a folyékony vizet -42 ° F alá hűtik, túl gyorsan jéggé kristályosodik, hogy a tudósok megmérhessék a folyadék hőmérsékletét. Tehát Emily Moore és Valeria Molinero, az Utah-i Egyetem kifejlesztett egy kifinomult számítógépes szimulációt 32 768 vízmolekuláról (kevesebb molekula, mint amennyit egy esőcseppben találunk), amely lehetővé teszi, hogy lássák, mi történt a víz hőteljesítményével, sűrűségével és összenyomhatóságával, amikor túlhűtött és meghatározzuk, mi történt, amikor 4000 ilyen molekula befagyott. Eredményeik megjelennek a folyóiratban Természet .

Amint a víz hőmérséklete megközelíti az -55 ° F-ot, a vízmolekulák tetraédereket képeznek, és mindegyik molekula lazán kötődik négy másik molekulához. A víz sűrűsége csökken, hőkapacitása nő és összenyomhatósága nő. A víz szerkezetének változása szabályozza a jég keletkezésének sebességét, Molinero mondja . Megmutatjuk mind a víz termodinamikáját, mind a kristályosodási sebességet a folyékony víz szerkezetének változása, amely megközelíti a jég szerkezetét. -55 ° F alatt még mindig létezhetnek apró folyékony vízdarabok, de ezt csak hihetetlenül rövid ideig tenné meg, mondja Molinero.





miért halt ki a megalodon

Ez túlhűtés A vízmennyiség azért lehetséges, mert a víznek kis magra vagy jégmagra van szüksége ahhoz, hogy a molekulák kristályokat képezhessenek, és nagyon tiszta vízben az egyetlen módja annak, hogy a magot a folyadék szerkezetének spontán megváltoztatásával alakíthatjuk ki - mondja Molinero. Ezek az atommagok nem fognak kialakulni vagy növekedni elég nagyok, amíg a folyékony vízmolekulák szerkezete megközelíti a szilárd jégét, ami addig nem történik meg, amíg a víz annyira hihetetlenül kihűl.

( HT: io9 )







^