Sie haben vielleicht Videos gesehen, die wie eine gewöhnliche Flasche kaltes Wasser aussehen, die herumhängt und sich um ihre eigenen wässrigen Angelegenheiten kümmert, bis bam! Jemand klopft es gegen den Tisch und die ganze Flasche wird sofort zu Eis . Was ist diese dunkle Zauberei?
Lassen Sie uns die Ersten sein, die Ihnen sagen, dass es sich nicht um Magie, sondern um Wissenschaft handelt, und zwar um eine ziemlich einfache Wissenschaft. Und ja, Sie können es auf jeden Fall zu Hause ausprobieren.
Nukleationsstation
Wenn eine Substanz ihren Zustand ändert – wie flüssiges Wasser, das sich in festes Eis verwandelt – beinhaltet der Prozess die Keimbildung . Dann gibt es eine Unvollkommenheit in der Substanz, wie etwas Staub im Wasser, die der neue Zustand als eine Art Anker – oder Kern – für den Wechsel von einem Zustand in einen anderen verwenden kann. Ein Molekül bildet im Kern einen Eiskristall , wodurch mehr eisige Oberfläche entsteht, wodurch sich mehr benachbarte Moleküle in Eis verwandeln, wodurch mehr eisige Oberfläche entsteht, wodurch sich noch mehr benachbarte Moleküle in Eis verwandeln ... Idee.
Normalerweise sind im Wasser viele Kerne vorhanden. Wenn Sie also eine Flasche Wasser in den Gefrierschrank stellen, fängt es an, um diese Unvollkommenheiten in der gesamten Flüssigkeit herum zu gefrieren. Dies wird als heterogene Nukleation bezeichnet , da das Wasser nicht einheitlich ist. Es ist etwas drin und das Eis bildet sich im Laufe der Zeit im ganzen Wasser.
Es ist jedoch möglich, eine homogene Nukleation zu erzeugen . Das passiert, wenn das Wasser keine Verunreinigungen enthält, weil es keine Eiskeime gibt, um sich herum zu bilden, wenn das Wasser immer kälter wird. Dies ist der Prozess, der "sofortiges" Eis erzeugt.
Super coole Wissenschaft in Ihrem Gefrierschrank
Wasser gefriert bekanntlich bei 32 Grad Fahrenheit (0 Grad Celsius). Aber gereinigtes Wasser , wie das Zeug, das Sie in Flaschen im Laden kaufen, enthält nur Wassermoleküle. Es gibt also nichts, was den üblichen heterogenen Nukleationsprozess in Gang setzen könnte.
Wenn Sie Flaschen mit gereinigtem Wasser haben, können Sie sie in den Gefrierschrank stellen und sie einige Stunden lang ungestört lassen – keine Bewegung, kein Berühren. Sie werden immer noch flüssig sein, weil reines Wasser ohne Kerne bei -43,6 Grad Fahrenheit (-42 Grad Celsius) gefriert. Es ist jetzt eine unterkühlte Flüssigkeit , die in der Tat super cool klingt.
Der genaue Zeitpunkt, an dem das Wasser gefriert, hängt von der Größe Ihrer Wasserflaschen und Ihres Gefrierschranks ab, aber es dauert etwa zweieinhalb bis drei Stunden, bis das Wasser in diesen unterkühlten Zustand gelangt.
Erst nach diesen wenigen Stunden der Vorbereitung passiert der "Instant"-Teil des Instant-Eis. Aber es ist erstaunlich. Nehmen Sie die Flaschen vorsichtig aus dem Gefrierschrank. Dann schütteln Sie einen oder schlagen Sie ihn auf den Tisch. An dieser Stelle kann alles als Nukleus fungieren – Luftblasen, eine leichte Delle in der Flasche. Jede kleine Änderung reicht aus, um eine homogene Keimbildung zu bewirken.
Sobald diese Störung vorhanden ist, werden die einheitlichen Wassermoleküle so schnell zu Eis, dass es sofort aussieht.
Das ist jetzt supercool
Eine Alternative zur Schlag- oder Schüttelmethode besteht darin, das unterkühlte Wasser über einen Eiswürfel zu gießen. Der Würfel wird als Kern dienen, und Sie werden in der Lage , ein wenig zu schaffen Turm aus Eis , wie Sie gießen.
