Почему вода замерзает?

Вода — это жизнь
Почему вода замерзает

Вода является не только одним из самых необходимых, но и самых удивительных явлений на нашей планете.

Известно, что фактически все вещества, имеющие природное или искусственное происхождение способны находиться в разных агрегатных состояниях и менять их в зависимости от условий окружающей среды. И хотя ученые знают более десятка фазовых состояний, некоторые из которых можно получить только в пределах лаборатории, в природе чаще всего встречается только три подобных состояния: жидкое, твердое и газообразное. Вода может пребывать во всех трех этих состояниях, переходя из одного в другое в естественных условиях.

Почему вода замерзает

Вода, находящаяся в жидком состоянии имеет слабо связанные молекулы, которые пребывают в постоянном движении и пытаются сгруппироваться в структуру, но не могут сделать этого из-за тепла. В таком виде вода может принимать абсолютно любую форму, но не в состоянии самостоятельно ее удерживать. При нагревании молекулы начинают двигаться намного быстрее, они отдаляются друг от друга, а когда постепенно вода переходит в газообразное состояние, то есть превращается в водяной пар, связи между молекулами окончательно рвутся. При воздействии же на воду низких температур движение молекул сильно замедляется, молекулярные связи становятся очень прочными и молекулы, которым больше не мешает воздействие тепла, упорядочиваются в кристаллическую Почему вода замерзает структуру, имеющую шестигранную форму. Все мы видели подобные шестигранники, выпадающие на землю в виде снежинок. Процесс превращения воды в лед называется кристаллизацией или застыванием. В твердом состоянии вода надолго может сохранять любую принятую ею форму.

Процесс кристаллизации воды начинается при температуре 0 градусов по шкале Цельсия, имеющей 100 единиц. Данная измерительная система используется во многих странах Европы и в СНГ. В Америке же температуру измеряют при помощи шкалы Фаренгейта, которая обладает 180 делениями. По ней вода переходит из жидкого состояния в твердое при 32 градусах.

Однако вода не всегда замерзает при этих температурах, так очень чистую воду можно переохладить до температуры — 40 °С и она не замерзнет. Дело в том, что в очень чистой воде нет примесей, служащих основанием для построения кристаллической структуры. Примесями, к которым крепятся молекулы, могут выступать частички пыли, растворенные соли и т.д.

Особенностью воды является тот факт, что в то время как при замерзании другие вещества сжимаются, она, преобразовавшись в лед, напротив, расширяется. Происходит это потому что, когда вода переходит из жидкого состояния в твердое, расстояние между ее молекулами немного увеличивается. И поскольку лед имеет меньшую плотность, чем вода, он плавает на ее поверхности.

Говоря о замерзании воды, нельзя не упомянуть и тот интересный факт, что горячая вода застывает быстрее холодной, как бы парадоксально это не звучало. Данное явление было известно еще во времена Аристотеля, но ни знаменитому философу, ни его последователям так и не удалось разгадать эту тайну и о феномене забыли на долгие годы. Вновь о нем заговорили лишь в 1963 году, когда школьник из Танзании Эрасто Мпемба обратил внимание, что при приготовлении мороженого быстрее застывает лакомство сделанное из подогретого молока. Мальчик рассказал об этом своему учителю физики, но тот поднял его на смех. Лишь в 1969 году познакомившись с профессором физики Деннисом Осборном, юноша он смог найти подтверждение своей догадки, после совместно проведенных экспериментов. С тех пор выдвигалось много гипотез относительно этого феномена, например, что горячая вода замерзает быстрее за счет своего быстрого испарения, которое приводит к уменьшению объема воды и, как следствие, более быстрому застыванию. Но ни одна из них так и не смогла объяснить природу данного явления.

Автор: Анна Виннер
Дата публикации — 17.09.12.
Перепечатка без активной ссылки запрещена

Добавить комментарий

Последние комментарии
ВКонтакте

андрей 06.10.2022 06:01

Почему вода замерзает? ,,,,имеет слабые связи и пытаются сгруппироваться,,,словом ,,пытаются ,,, вы молекулы воды разумом наградили?

Ответить

мма 29.03.2022 14:05

Все очень познавательно супер

Ответить

11.03.2015 21:11

Серьёзно? Горячая вода замерзает быстрее чем холодная? Ха-ха-ха.
Бред полнейший.
Давайте вспомним с вами такое понятие из физики, как теплопроводность (Cp), и вспомним что это такое. А это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1кг вещества, что бы нагреть его на 1 градус (цельсия / кельыина, разницы нет).
Логично что, что бы охладить на 1 градус 1 кг вещества, нужно отобрать у этого вещества энергию равную Cp.
То есть что бы охладить горячую воду нужно отобрать много больше энергии, чем охладить воду комнотной температуры. Быстрее не получится. А то что испарение и прочее, это лишь в малый промежуток температур происходит. Так как интенсивное испарение идёт при 100 градусах цельсия, затем испарения резко уменьшается.
Как итог, горячая вода никогда не замерзает быстрее холодной

fktrc 25.02.2018 11:03

есть пунктик... давление....чем ниже давление тем быстрее замерзнет. вода при остывании сжимается... короче горячая вода замерзнет быстрее - факт. стопитсот раз провереный на отоплении дома

Ответить

Олеся 29.09.2012 16:45

Очень познавательно, спасибо!

Ответить

Почему вода замерзает?

Рекомендуем к посещению