Veden jäätymispisteen laskeminen on helppoa. Sinun tarvitsee vain lisätä suolaa, sokeria tai muuta liuennutta ainetta. Meneminen vastakkaiseen suuntaan ja veden jäätymislämpötilan nostaminen ei ole läheskään yhtä helppoa. Itse asiassa jotkut tutkijat epäilevät, että se jopa tehdään. Vaikka saattaa olla totta, että jäätymispistettä ei voi nostaa lisäämällä liuotinta, tutkijat ovat löytäneet muita tapoja ylijäähdytetyn veden jäätymispisteeseen. Yksi on käyttämällä sähköä, ja toinen lisäämällä alkoholia tai testosteronia. Nämä menetelmät toimivat vain puhtaalla vedellä.
Aloita ylijäähdytetyllä vedellä ja lisää alkoholia
Veden jäätymisprosessia monimutkaistaa se, että vesi on napamolekyyli, mikä tarkoittaa, että vaikka sen nettovaraus on nolla, sillä on positiivinen ja negatiivinen pää, kuten magneetti. Vesimolekyylit sitoutuvat sähköisesti toisiinsa ja vedessä oleviin epäpuhtauksiin muodostamalla vetysidoksia, ja ne sulautuvat jäiksi helpommin, jos vesi sisältää epäpuhtauksia. Jos löydät tapan ripustaa puhtaan veden pisara ilmassa ilman, että se koskettaa mitään, se voi pysyä nestemäisessä tilassa alle 0 asteen (32 astetta) lämpötiloissa Fahrenheit). Tällainen ylijäähdytetty vesi voi pysyä nestemäisessä tilassa, kunnes lämpötila laskee -40 ° C: seen (-40 ° F).
Alkoholin lisääminen veteen kuitenkin muuttaa sen käyttäytymistä. Jäähtyessään alkoholi muodostaa jäämaisia kuusikulmioita, ja vesipisarat yhdistyvät näiden ympärille sen sijaan, että kelluisivat vapaasti toistensa ympärillä. Kuusikulmaiset rakenteet tarjoavat saman tyyppisen vakauden kuin kiinteät epäpuhtaudet. Lisäämällä alkoholia tutkijat ovat havainneet, että ne voivat nostaa puhtaan veden jäätymispisteen 0 ° C: seen.
Sähkö voi myös nostaa veden jäätymispistettä
Israelin tutkijat kokeilivat erilaista lähestymistapaa lämpötilan nostamiseen, jossa ylijäähdytetty vesi jäätyy. He loivat varautuneita soluja sijoittamalla pyroelektriset kiteet kuparisylinterien sisään. He asettivat nämä solut kosteaan huoneeseen ja alensivat lämpötilaa, kunnes vesi alkoi tiivistyä kiteille. He jatkoivat lämpötilan laskemista ja havaitsivat, että pisarat jäätyivät -12,5 C: een (9,5 F) lataamattomalle pinnalle, mutta positiivisesti varautuneelle pinnalle ne jäätyivät -7 C: een (19,4 C). Negatiivisesti varautuneella pinnalla vesi jäätyi -18 C: een (-0,4 F).
Koe tuotti vielä yllättävämmän tuloksen. Tutkijat havaitsivat, että vesipisarat pysyivät nesteinä negatiivisesti varautuneella pinnalla 10 minuutin ajan -11 ° C: ssa (12,2 ° F), mutta latauksen hajotessa ne voivat aiheuttaa pisaroiden jäätymisen nostamalla huoneen lämpötilan -8 ° C: seen (17,6 F). Syynä on se, että huoneen lämpötilan nostaminen tuotti kiteille positiivisen varauksen.
Noki ja testosteroni toimivat myös
Tutkijat tietävät, että noken lisääminen puhtaaseen veteen nostaa jäätymispistettä noin 7 celsiusasteella, mutta se ei ole mitään verrattuna mieshormoniin testosteroniin. Se voi nostaa ylijäähdytetyn puhtaan veden jäätymispisteen -40 C: sta jopa -1 C: een (30,2 F). Tutkijat eivät ole varmoja siitä, miten tämä toimii, mutta he epäilevät, että mekanismi on samanlainen kuin alkoholin.
Jäätymispisteen laskeminen
Veden jäätymispisteen alentamisen määrä riippuu lisäämäsi liuenneen aineen pitoisuudesta, mutta et voi alentaa jäätymispistettä loputtomiin. Itse asiassa Fahrenheit-asteikon nollapiste (-17,8 ° C) määritellään kyllästetyn suolaliuoksen jäätymislämpötilaksi. Suola ei enää liukene kyllästettyyn liuokseen, joten 0 F on alin lämpötila, johon voit laskea veden sulamispisteen suolalla. On kuitenkin mahdollista ylikylmää vettä saada se pysymään nestemäisessä tilassa vielä alemmissa lämpötiloissa. Utahin yliopiston tutkijat ovat määrittäneet lämpötilan, jossa veden on ehdottomasti jäätyttävä, lämpötilaan -48 C (-55 F).