Lengva sumažinti vandens užšalimo temperatūrą. Viskas, ką jums reikia padaryti, tai pridėti druskos, cukraus ar bet kokio kito tirpalo. Eiti priešinga kryptimi ir pakelti vandens užšalimo temperatūrą nėra taip lengva. Tiesą sakant, kai kurie mokslininkai abejoja, ar tai netgi bus padaryta. Vis dėlto, nors gali būti tiesa, kad užšalimo taško negalima padidinti pridedant tirpiklio, mokslininkai atrado kitų būdų, kaip užšaldyti vandenį. Vienas - naudojant elektrą, o kitas - pridedant alkoholio ar testosterono. Šie metodai veikia tik su grynu vandeniu.
Pradėkite nuo perkaisto vandens ir įpilkite alkoholio
Vandens užšalimo procesą apsunkina tai, kad vanduo yra polinė molekulė, o tai reiškia, kad, nors jo grynasis krūvis yra lygus nuliui, jo galas yra teigiamas ir neigiamas kaip magneto. Vandens molekulės elektriškai jungiasi viena su kita ir su vandenyje esančiomis priemaišomis, formuodamos vandenilio jungtis, ir lengviau susilieja į ledą, jei vandenyje yra priemaišų. Jei galite rasti būdą, kaip sustabdyti gryno vandens lašelį ore nieko neliesdami, skystoje būsenoje jis gali likti žemesnėje nei 0 laipsnių Celsijaus (32 laipsnių) temperatūroje Fahrenheit). Toks pervėsintas vanduo gali likti skystas, kol temperatūra nukris iki -40 C (-40 F).
Tačiau į vandenį įpylus alkoholio, keičiasi jo elgesys. Atvėsęs alkoholis suformuoja į ledą panašius šešiakampius, o vandens lašeliai susilieja aplink šiuos, o ne laisvai sklando aplink vienas kitą. Šešiakampės struktūros suteikia tą patį stabilumą kaip ir kietos priemaišos. Pridėdami alkoholio, mokslininkai nustatė, kad jie gali pakelti gryno vandens užšalimo temperatūrą iki 0 C.
Elektra taip pat gali pakelti vandens užšalimo tašką
Izraelio mokslininkai išbandė kitokį metodą, kaip pakelti temperatūrą, kurioje užšaltų pervėsintas vanduo. Jie sukūrė įkrautas ląsteles įdėdami piroelektrinius kristalus į varinius cilindrus. Jie patalpino šias ląsteles į drėgną patalpą ir sumažino temperatūrą, kol ant kristalų pradėjo kondensuotis vanduo. Jie toliau mažino temperatūrą ir nustatė, kad lašeliai ant neužkrauto paviršiaus sušalo -12,5 C (9,5 F) temperatūroje, tačiau ant teigiamai įkrauto paviršiaus - 7-C (19,4 C). Ant neigiamai įkrauto paviršiaus vanduo užšaldavo -18 C (-0,4 F) temperatūroje.
Eksperimentas davė dar labiau stebinantį rezultatą. Tyrėjai nustatė, kad vandens lašai ant neigiamai įkrauto paviršiaus 10 minučių laikėsi -11 C temperatūroje (12,2 ° F), tačiau išsisklaidžius krūviui, lašeliai gali užšalti, pakeldami kambario temperatūrą iki -8 C (17,6 F). Priežastis ta, kad pakėlus kambario temperatūrą, ant kristalų susidarė teigiamas krūvis.
Taip pat veikia suodžiai ir testosteronas
Mokslininkai žino, kad įmaišius suodžių į gryną vandenį, užšalimo temperatūra pakyla maždaug 7 laipsniais Celsijaus, tačiau tai nėra nieko, palyginti su vyrišku hormonu testosteronu. Jis gali pakelti gryno vandens, kuris buvo peršaldytas, užšalimo temperatūrą nuo -40 C iki -1 C (30,2 F). Tyrėjai nėra tikri, kaip tai veikia, tačiau įtaria, kad mechanizmas yra panašus į alkoholio.
Užšalimo taško nuleidimas
Kiekis gali sumažinti vandens užšalimo tašką, priklauso nuo įdėto tirpalo koncentracijos, tačiau jūs negalite sumažinti neribotą laiką. Tiesą sakant, nulis Fahrenheito skalės taško (-17,8 C) apibrėžiamas kaip prisotinto druskingo vandens tirpalo užšalimo temperatūra. Daugiau druska neištirps sočiame tirpale, todėl 0 F yra žemiausia temperatūra, iki kurios galite sumažinti vandens su druska lydymosi temperatūrą. Tačiau galima per daug atvėsinti vandenį, kad jis liktų skystas dar žemesnėje temperatūroje. Jutos universiteto mokslininkai nustatė temperatūrą, prie kurios vanduo turi visiškai užšalti, iki -48 C (-55 F).