평범한 냉수병 처럼 보이는 것이 밤까지 자신의 물 사업에 신경쓰고 있는 비디오를 본 적이 있을 것입니다 ! 누군가 탁자를 두드리면 병 전체가 즉시 얼음 으로 변합니다 . 이 어둠의 마법은 무엇입니까?
글쎄요, 그것은 마술이 아니라 과학, 그리고 그것에 관한 아주 간단한 과학이라는 것을 먼저 말하겠습니다. 그리고 예, 집에서 이것을 절대적으로 시도할 수 있습니다.
핵 생성 스테이션
액체 물이 고체 얼음으로 변하는 것처럼 물질의 상태가 변할 때 이 과정에는 핵 생성이 포함됩니다 . 물 속의 먼지처럼 물질에 불완전성이 있을 때 새로운 상태가 한 상태에서 다른 상태로의 변화를 위한 일종의 닻(또는 핵)으로 사용할 수 있습니다. 한 분자 는 핵에서 얼음 결정 을 형성하여 더 많은 얼음 표면적을 생성하고 더 많은 근처의 분자가 얼음으로 변하게 하고 더 많은 얼음 표면적을 생성하여 더 많은 근처의 분자가 얼음으로 변하게 합니다... 아이디어.
일반적으로 물에는 많은 핵이 존재합니다. 따라서 냉동실에 물 한 병을 넣으면 액체 전체에 걸쳐 결함이 있는 부분이 얼기 시작합니다. 이것은 물이 균일하지 않기 때문에 불균일 핵 생성 이라고 합니다. 그 안에 물건이 있고 시간이 지남에 따라 물 전체에 얼음이 형성됩니다.
그러나 균일한 핵 생성 이 가능합니다 . 그것은 물이 점점 차가워지면서 얼음이 형성될 핵이 없기 때문에 물에 불순물이 없을 때 발생합니다. 이것은 "즉석" 얼음을 만드는 과정입니다.
냉동실의 슈퍼 쿨 과학
물은 화씨 32도(섭씨 0도)에서 어는 것으로 유명합니다. 그러나 상점에서 병으로 구입하는 것과 같은 정제수 에는 물 분자 외에는 아무 것도 포함되어 있지 않습니다. 따라서 일반적인 이기종 핵 생성 프로세스를 시작할 수 없습니다.
정제수 병이 있다면 냉동실에 넣고 몇 시간 동안 움직이지 않고 만지지도 않고 그대로 둘 수 있습니다. 핵이 없는 순수한 물은 화씨 -43.6도(섭씨 -42도)에서 얼기 때문에 여전히 액체입니다. 이제 과냉각된 액체 가 되었습니다. 정말 멋진 소리가 납니다.
물이 얼기까지 걸리는 정확한 시간은 물병과 냉동고의 크기에 따라 다르지만 물이 이 과냉각 상태 가 되는 데 약 2시간 30분에서 3시간이 걸립니다 .
인스턴트 아이스의 "인스턴트" 부분이 발생하는 것은 이러한 몇 시간의 준비 후에만 가능합니다. 하지만 놀랍습니다. 냉동실에서 병을 조심스럽게 꺼냅니다. 그런 다음 하나를 흔들거나 탁자 위에서 치십시오. 이 시점에서 모든 것이 핵으로 작용할 수 있습니다. 기포, 병의 약간의 함몰. 약간의 변화만 있어도 균일한 핵 생성이 가능합니다.
일단 그 교란이 존재하면, 균일한 물 분자는 순식간에 얼음이 되어 즉시 보일 것입니다.
이제 슈퍼쿨이야
휘젓거나 흔드는 방법의 대안은 각얼음 위에 과냉각된 물을 붓는 것입니다. 큐브는 핵 역할을 할 것이며, 부을 때 작은 얼음 탑 을 만들 수 있습니다 .
