Ved hvilken temperatur fryser vannet

Ved hvilken temperatur fryser vannet? Det virker - det enkleste spørsmålet, som selv et barn kan svare: Frysepunktet ved vann ved et normalt atmosfærisk trykk på 760 mm Hg er null grader Celsius.

Imidlertid er vann (til tross for den ekstremt utbredt sin på planeten) den mest mystiske og ikke fullt ut studert substans, så svaret på dette spørsmålet krever en grundig og begrunnet samtalen.

• I Russland og i Europa måles temperaturen på en Celsius-skala, den høyeste verdien er 100 grader.
• Den amerikanske forskeren Fahrenheit utviklet sin skala, som har 180 divisjoner.
• Det er en annen temperaturmålingsenhet, Kelvin, oppkalt etter den engelske fysikeren Thomson, som fikk tittelen Lord Kelvin.

Stater og typer vann

Vann på planeten Jorden kan ta tre grunnleggende aggregeringsforhold: flytende, fast og gassformet, som kan forvandles til forskjellige former som samtidig sameksisterer med hverandre (isfjell i sjøvann, vanndamp og iskrystaller i skyene på himmelen, isbreer og frittflytende River).

Avhengig av opprinnelsen kan vannets formål og sammensetning være:

• frisk;
• mineral;
• marine;
• drikking (her vil vi bære vann fra springen);
• regn,
• tint;
• brakkvann;
• strukturert;
• destillert;
• deionisert.

Tilstedeværelsen av hydrogenisotoper gjør vann:

1. enkelt;
2. tungt (deuterium);
3. super tungt (tritium).

Vi vet alle at vann er mykt og hardt: denne indikatoren er bestemt av innholdet av magnesium og kalsiumkationer.

Hver av de typer og aggregative tilstander av vann som vi har oppført, har sitt eget frysepunkt og smeltepunkt.

Vannfrysepunkt

Hvorfor fryser vannet? Vannt vann inneholder alltid noen suspenderte partikler av mineral eller organisk opprinnelse. Det kan være de minste partiklene av leire, sand eller husstøv.

Når omgivelsestemperaturen faller til bestemte verdier, tar disse partiklene rollen som sentre rundt hvilke iskrystaller begynner å danne.

Luftbobler kan også bli krystalliseringskjerner, så vel som sprekker og skade på veggene i beholderen som inneholder vann. Hastigheten til krystalliseringsprosessen er i stor grad bestemt av antall sentre: jo flere av dem, desto raskere fryser væsken.

Hvorfor fryser varmtvann raskere enn kaldt?

Varmt vann fryser raskere enn kaldt - Erasto Mpemba, en skolepike fra Tanganyika, la merke til dette fenomenet. Hans eksperimenter med massen for å lage is viste at frysehastigheten til den oppvarmede massen er mye høyere enn den kalde.

En av årsakene til dette interessante fenomenet, kalt "Mpemba paradokset", er jo høyere varmeoverføring av en varm væske, så vel som tilstedeværelsen av et større antall krystalliseringskjerner i det sammenlignet med kaldt vann.

Er frysepunktet for vann forbundet med høyde?

Når trykket endres, ofte forbundet med å være i forskjellige høyder, begynner frysepunktet for vann å radikalt avvike fra standarden, typisk for normale forhold. Krystallisering av vann i en høyde skjer ved følgende temperaturverdier:

• Paradoksalt, i en høyde på 1000 m fryser vannet ved 2 grader Celsius;
• i en høyde på 2000 meter skjer dette allerede ved 4 grader varme.

Den høyeste temperaturen for frysing av vann i fjellet observeres i en høyde på over 5000 000 meter (for eksempel i Fanfjellene eller i Pamirene).

Hvordan påvirker trykk krystallisering av vann?

La oss prøve å knytte dynamikken til endring i frysepunktet med vann med endring i trykk.

• Med et trykk på 2 atm vil vannet fryse ved en temperatur på -2 grader.
• Med et trykk på 3 atm, vil innbruddet av frysing av vann være en temperatur på -4 grader Celsius.

Det er derfor i forhold til høye fjell og sjeldne omgivelser at det er veldig vanskelig å koke til egg, siden vannet i potten koker allerede ved 80 grader. Det er klart at ved en slik temperatur er det bare umulig å lage mat.

Ved høyt trykk forekommer prosessen med å smelte is under skøytens kniver selv ved svært lave temperaturer, men det er takket være ham at skøytene glir på isflaten.

Tilsvarende er frysing av løpere av tungt lastede sleder i historiene til Jack London forklart. Tunge sleder som setter press på snøen, fordi det smelter. Det resulterende vannet letter deres glidning. Men det er verdt å stoppe nartene og holde seg lenge på ett sted, da det fordrevne vannet, etter å ha frosset, vil fryse løpene til veien.

Krystalliseringstemperaturen av vandige oppløsninger

Å være et utmerket løsningsmiddel, reagerer vann lett med forskjellige organiske og uorganiske stoffer, som danner en masse av noen ganger uventede kjemiske forbindelser. Selvfølgelig vil hver av dem fryse ved forskjellige temperaturer. Reflekter dette i en visuell liste.

• Frysepunktet til en blanding av alkohol og vann avhenger av prosentandelen av begge komponentene i den. Jo mer vann som legges til løsningen, jo nærmere er frysetemperaturen. Hvis mer alkohol er i løsningen, vil krystallisasjonsprosessen begynne ved verdier nær -114 grader.

  Det er viktig å vite at vann-alkoholløsninger ikke har en fast frysetemperatur. Vanligvis sier de om temperaturen i begynnelsen av krystallisasjonsprosessen og temperaturen til den endelige overgang til fast tilstand.

  Mellom begynnelsen av dannelsen av de første krystallene og den fullstendige størkning av alkoholoppløsningen ligger et temperaturintervall på 7 grader. Så er frysepunktet for vann med alkohol på 40% konsentrasjon ved innledende fase -22,5 grader, og den endelige overgangen av løsningen til fastfasen vil oppstå ved -29,5 grader.

For å måle saltholdigheten til vann, bruk en spesiell enhet - "ppm." Så, vi har funnet ut at frysepunktet av vann reduseres med økende saltkonsentrasjon. La oss forklare dette med et eksempel:

Saltholdighetsnivået for havvann er 35 spm, mens gjennomsnittsverdien av frysingen er 1,9 grader. Graden av saltholdighet i Svartehavets farvann er 18-20 ppm, så de fryse ved høyere temperatur med et område fra -0,9 til -1,1 grader Celsius.

• Frysepunktet med vann med sukker (for en løsning hvis molalitet er 0,8) er -1,6 grader.
• Frysepunktet med vann med urenheter avhenger i stor grad av mengden og arten av urenheter som utgjør den vandige løsningen.
• Frysepunktet med vann med glyserin avhenger av konsentrasjonen av løsningen. En oppløsning inneholdende 80 ml glyserin vil fryse ved -20 grader, mens innholdet av glyserol reduseres til 60 ml av krystallisasjonsprosessen vil begynne ved -34 grader, og begynnelsen av frysingen av 20% løsningen - minus fem grader. Som du ser, er det ikke noe lineært forhold i dette tilfellet. En temperatur på -2 grader er nok til å fryse 10% glyceroloppløsningen.
• Frysepunktet med vann med brus (som antyder et kaustisk alkali- eller kaustisk brus) er et mer mystisk bilde: 44% kaustisk løsning fryser ved +7 grader Celsius og 80% - ved + 130.

Ferskvannsfrysing

Prosessen med isdannelse i ferskvannskropper av vann skjer i en litt annen temperatur.

• Frysepunktet for vann i sjøen, akkurat som frysepunktet for vann i elva, er null grader Celsius. Frysing av de reneste elver og bekker begynner ikke fra overflaten, men fra bunnen, hvor krystalliseringskjerner er tilstede i form av bunnslampartikler. Først blir snags og akvatiske planter dekket av isskorps. Så snart bunnen av isen stiger til overflaten, fryser elva øyeblikkelig gjennom.
• Det frosne vannet ved Baikal kan noen ganger avkjøles til negative temperaturer. Dette skjer bare i grunt vann; vanntemperaturen kan være i tusen, og noen ganger hundrevis av en grad under null.
• Temperaturen på Baikal-vannet under isskallets skorpe, som regel, overstiger ikke +0,2 grader. I de nedre lagene stiger den gradvis til +3.2 i bunnen av den dypeste bassenget.

Destillert vannfrysepunkt

Fryser destillert vann? Husk at for frysing av vann krever tilstedeværelsen i det av noen krystallisasjons sentre, med Det kan være luftbobler, suspenderte partikler og skade på veggene på tanken der den er ligger.

Vann utsatt for svært lave temperaturer, men ikke krystallisert, kalles "superkjølt". Du kan sette en flaske destillert vann i fryseren, få det hypotermi, og så demonstrere et veldig effektivt triks - se videoen:

Ved å peke på flasken hentet fra kjøleskapet, eller kaste et lite is i det, kan du vise hvor øyeblikkelig det blir til is, med utseende av langstrakte krystaller.

Destillert vann: Fryser dette renset stoffet eller ikke under trykk? En slik prosess er bare mulig i spesiallagde laboratorieforhold.

Frysepunkt for saltvann

1. Friser saltvann? På grunn av den høye saltkonsentrasjonen fryser hav og sjøvann ved en temperatur på -1,9 grader Celsius.
2. Temperaturen på frysing av vann i hav og hav har ikke en konstant verdi, siden saltholdigheten i vannet i forskjellige havsarter er helt forskjellig.
3. Hvordan er frysepunktet for havvann avhengig av saltholdigheten sin? Det er en direkte forbindelse mellom disse verdiene. Jo mer salt vannet er, jo høyere dens tetthet er, og det kreves tilstrekkelig lav temperatur for å fryse dette vannet.
4. Gjennomsnittstemperaturen i hav og hav er -4 grader.

Frysepunkt for individuelle hav

Med hvor mange grader fryser vannet:

• Det kaspiske hav? Saltheten av det kaspiske vannet er ca 13 ppm. Deres frysing skjer ved -0,5 grader Celsius. Tykkelsen av isdekselet til den nordlige delen av Det kaspiske hav er om lag to meter.
• Sea of ​​Azov? Dens saltvann fryser ved en temperatur på -0,5 til -0,7 grader Celsius. Salthet er ca. 11 ppm. Tykkelsen på isen som dekker havet fra desember til mars er en meter.
• Sea of ​​Japan? Hvorfor fryser saltvannet i dette havet ikke? Dette skyldes det høye (om lag 34 ppm) nivået av saltholdigheten og den geografiske plasseringen av sjøen.
• Østersjøen? Med en saltholdighet på bare 6-8 ppm er frysetemperaturen for sjøvann i Østersjøen nær null.

Express svar

Med hvor mange grader fryser vannet:

1. I oppvarmingsrørene? Ved oppvarming eller oppvarming av kjele i et privat hus eller i et hus, kan det hende at vannet fryser i omtrent et par dager ved en temperatur på -5 grader. Å forsinke utbruddet av et slikt utfall vil bidra til termisk isolasjon av rør og andre elementer i bygningen. Innenfor boligen begynner vannfrysing i rørene ved -1 grader. Hvis denne temperaturen varer 2-3 dager, kan det ende opp med å ødelegge rør og varmebatterier.
2. Under bakken? Grunnvann kan være flytende, fast og damp. Den faste fasen av vann i jorden er is, som kan være både langsiktig (i permafrostforhold) og sesongmessig. Frysing av jordvann oppstår ved temperaturer under null, siden alle ikke er rent vann, men alle slags løsninger. Verdien av frysetemperaturen avhenger stort sett av saltvannets saltvann.
3. På fluen? Innbyggerne i Yakutia har en enkel måte å bestemme temperaturen på luften: Den er under -42 grader, hvis spytt utgitt av en mann har tid til å fryse før den kommer til bakken.
4. I et vakuum? Innholdet i røret, plassert under vakuumpumpens klokke ved en temperatur på 0 grader, først kokes, og etter fordampning av den åttende delen av de flytende isskorpsformene på dens overflaten.
5. I bilmotor? Maksimumstemperaturen for frysing av vann i motoren kan nå -5 grader: Ved lavere verdier vil iskrystaller enkelt knuse motorblokkens indre struktur. Det samme er frysepunktet for vann i radiatoren. Lignende problemer i bilen kan oppstå hvis det ikke er tilstrekkelig isolasjon av ovennevnte enheter, samt på grunn av for lang parkering.
6. På rinken? Avhengig av hvilke konkurranser som skal holdes på isarena, kan isoverflatens temperatur være fra -3 til -5 grader. Is med en høyere overflate temperatur (fra -3 til -4) er egnet for kunstskøyter, siden det er mykhet som gir den nødvendige styrken av vedheft med skøytene. Mer hard is, egnet for laghockey, oppnås ved en temperatur på -5 grader. På den "kalde" isen øker spillernes hastighet og muligheten for dannelse av snøgrøt på overflaten minker. Isens kvalitet er i hovedsak avhengig av den kjemiske sammensetningen av vann, for å fylle den, bruk ikke vanlig væske fra springen, men enten renset eller behandlet vann med spesielle balsam.