რატომ დნება წყალი ყინულს?

ცხელ დღეს გარეთ ჯდომის დროს, თქვენ უყურებთ როგორ ყინულივით დნება თქვენი ჭიქა წყალი. მოგვიანებით, თქვენ გაგრილებული ქინძიდან ჩაყარეთ ნიჟარაში და ჩართეთ წყალი, რომ ყინული გაადნოთ. თუმცა ყოველთვის არ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ეს ხრიკი. მაგალითად, ზამთრის ცივ დღეს თქვენ ვერ დაასხით ჭიქა წყალი თქვენი მანქანის ყინულით დაფარულ საქარე მინაზე; რომ ყინულს არ დნება. წყალი ყინავს, მაგრამ მხოლოდ გარკვეულ პირობებში.

დნობა, განსაზღვრებით, არის ნივთიერების მყარი ფაზიდან თხევად ფაზაში შეცვლის პროცესი. დნობის პროცესი არის ენდოთერმული პროცესი, რაც ნიშნავს, რომ სითბოს ენერგია უნდა შეიწოვება, რომ ეს მოხდეს. ეს სითბო ენერგია მოდის გარემოში, რომელსაც აქვს მეტი ენერგია და უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე გამდნარი ნივთიერება. მხოლოდ ტემპერატურის სხვაობით ხდება სითბოს ენერგიის გადაცემა, რაც შემდეგში გამოიწვევს მას ნივთიერება დნება (ან თუნდაც ტემპერატურის მომატება), ხოლო გარემო ტემპერატურა მცირდება. დნობის ტემპერატურა (ე.წ. დნობის წერტილი) განსხვავებულია სხვადასხვა ნივთიერებებისათვის.

ყველაზე მეტად ჩვენთვის ცნობილია ყინულის დნობის წერტილი: 0 გრადუსი ცელსიუსი ან 32 გრადუსი ფარენგეიტი. თუ ყინულის ტემპერატურა ამ რიცხვზე დაბალია, ის მყარი დარჩება; თუ ყინულის ტემპერატურა ამ რიცხვზე მეტია, ყინული იცვლება თხევადი წყლით. თუ ყინული დაუკავშირდა წყალს, ჩვენ ვიცით, რომ ყინული უნდა იყოს 0 გრადუსზე დაბალი, ხოლო წყალი უნდა იყოს 0 გრადუსზე მეტი. ტემპერატურის სხვაობის გამო, მოხდება სითბოს გადაცემა. შედეგი იქნება ის, რომ წყალი შეამცირებს ტემპერატურას და ყინული გაიზრდება ტემპერატურაზე.

ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენი ყინულით დაიწყეთ, ყინულის საწყისი ტემპერატურა, რამდენი წყალი იქნა გამოყენებული და წყლის საწყისი ტემპერატურა. თუ ჭიქა თბილ წყალში ჩადებთ რამდენიმე ყინულის კუბურს, შედეგი უკვე უნდა იცოდეთ: წყალი გაცივდება და ყინულის კუბურები დნება. ამ შემთხვევაში საკმარისი წყალია საკმარისად მაღალ ტემპერატურაზე, რომ არა მხოლოდ ყინულის კუბურების ტემპერატურა გაიზარდოს, არამედ დნებაც.

ახლა უნდა გაითვალისწინოს, რომ წყლის დამატების ყველა შემთხვევა არ ყინავს ყინულს. მიუხედავად იმისა, რომ წყალი უფრო მაღალი ტემპერატურაა, ვიდრე ყინული, თუ წყალი ბევრად მეტია, ვიდრე წყალი, ან თუ ტემპერატურა ყინულის დასაწყებად ძალიან დაბალია, მაშინ საკმარისი სითბოს ენერგია არ გადავა ყინულის ტემპერატურის გასაზრდელად და დნობისთვის, ძალიან

წყალი დნება ყინული, რადგან ის უფრო მაღალ ტემპერატურაზეა, ვიდრე ყინული, ამიტომ სითბოს ენერგია წყლიდან ყინულში გადადის. მას შემდეგ, რაც აქ მოქმედი სამეცნიერო პრინციპი სითბოს გადაცემის იდეაა, არ არის აუცილებელი, რომ წყალი გამოყენებული იქნას ყინულის დნობისთვის. ნებისმიერი ნივთიერება (მყარი, თხევადი ან გაზი), რომელიც ყინულზე უფრო მაღალ ტემპერატურაზეა, შეძლებს სითბოს ენერგიის გადატანას ყინულის დნობისთვის.