Być może widziałeś filmy, na których wygląda jak zwykła butelka zimnej wody , która spędza czas i pilnuje własnego wodnistego biznesu, aż do bam! Ktoś stuka nią o stół i cała butelka natychmiast zamienia się w lód . Co to za mroczna magia?
Cóż, pozwól nam jako pierwsi powiedzieć, że to nie magia, ale nauka, i to całkiem prosta nauka. I tak, absolutnie możesz spróbować tego w domu.
Stacja nuklearna
Kiedy jakakolwiek substancja zmienia swój stan — jak ciekła woda w stały lód — proces obejmuje zarodkowanie . Wtedy pojawia się niedoskonałość substancji, jak pył w wodzie, który nowy stan może wykorzystać jako rodzaj kotwicy – lub jądra – do zmiany jednego stanu w drugi. Jedna molekuła tworzy kryształ lodu w jądrze, co powoduje zwiększenie powierzchni lodowatej, co powoduje, że więcej pobliskich molekuł zamienia się w lód, co powoduje zwiększenie powierzchni lodowatej, co powoduje, że jeszcze więcej pobliskich molekuł zamienia się w lód. pomysł.
Zwykle w wodzie jest dużo jąder. Więc kiedy włożysz butelkę wody do zamrażarki, zacznie ona zamarzać wokół tych niedoskonałości w całym płynie. Nazywa się to zarodkowaniem niejednorodnym , ponieważ woda nie jest jednolita. Jest w nim coś, a lód z czasem tworzy się w wodzie.
Ale możliwe jest wytworzenie jednorodnego zarodkowania . Dzieje się tak, gdy w wodzie nie ma żadnych zanieczyszczeń, ponieważ nie ma zarodków lodu, które tworzyłyby się wokół, gdy woda staje się coraz zimniejsza. Jest to proces, który tworzy „natychmiastowy” lód.
Super fajna nauka w twojej zamrażarce
Woda słynie z zamarzania w temperaturze 32 stopni Fahrenheita (0 stopni Celsjusza). Ale oczyszczona woda , podobnie jak ta, którą kupujesz w butelce w sklepie, nie zawiera w sobie nic poza cząsteczkami wody. Nie ma więc nic, co mogłoby zapoczątkować zwykły, heterogeniczny proces zarodkowania.
Jeśli masz butelki oczyszczonej wody, możesz włożyć je do zamrażarki i pozostawić w spokoju — bez ruchu, bez dotykania — na kilka godzin. Nadal będą płynne, ponieważ czysta woda bez jąder zamarza w temperaturze -43,6 stopni Fahrenheita (-42 stopni Celsjusza). To teraz super schłodzony płyn , który rzeczywiście brzmi super fajnie.
Dokładny czas zamarzania wody będzie zależał od wielkości butelek z wodą i zamrażarki, ale doprowadzenie wody do tego stanu przechłodzenia zajmie około dwóch i pół do trzech godzin .
Dopiero po tych kilku godzinach przygotowań następuje „natychmiastowa” część błyskawicznego lodu. Ale to jest niesamowite. Ostrożnie wyjmij butelki z zamrażarki. Następnie potrząśnij jednym lub uderz w stół. W tym momencie wszystko może działać jako jądro — pęcherzyki powietrza, niewielkie wgniecenie w butelce. Każda niewielka zmiana wystarczy, aby spowodować jednorodne zarodkowanie.
Po wystąpieniu tego zakłócenia jednorodne cząsteczki wody zamienią się w lód tak szybko, że wygląda to na natychmiastowe.
Teraz to supercool
Alternatywą dla metody uderzania lub wstrząsania jest polewanie kostką lodu przechłodzoną wodą. Kostka będzie służyć jako jądro, a podczas nalewania będziesz mógł stworzyć małą wieżę lodu .
