Ūdens sasalšanas temperatūras pazemināšana ir vienkārša. Viss, kas jums jādara, ir pievienot sāli, cukuru vai jebkuru citu izšķīdinātu vielu. Doties pretējā virzienā un paaugstināt ūdens sasalšanas temperatūru nav tikpat viegli. Patiesībā daži zinātnieki šaubās, vai tas pat ir izdarīts. Tomēr, lai arī var būt taisnība, ka sasalšanas temperatūru nevar paaugstināt, pievienojot izšķīdušo vielu, pētnieki ir atklājuši citus veidus, kā sasaldēt atdzesētu ūdeni. Viens ir, izmantojot elektrību, un otrs, pievienojot alkoholu vai testosteronu. Šīs metodes darbojas tikai ar tīru ūdeni.
Sāciet ar pārdzesētu ūdeni un pievienojiet alkoholu
Ūdens sasalšanas procesu sarežģī fakts, ka ūdens ir polāra molekula, kas nozīmē, ka, lai arī tā neto lādiņš ir nulle, tam kā magnētam ir pozitīvs un negatīvs gals. Ūdens molekulas, veidojot ūdeņraža saites, elektriski saistās viena ar otru un ar piemaisījumiem ūdenī, un tās vieglāk saplūst ledū, ja ūdenī ir piemaisījumi. Ja jūs varat atrast veidu, kā gaisā apturēt tīra ūdens pilienu, neliekot tai neko pieskarties, tas varētu palikt šķidrā stāvoklī temperatūrā, kas krietni zem 0 grādiem pēc Celsija (32 grādi) Pēc Fārenheita). Šāds pārdzesēts ūdens var palikt šķidrā stāvoklī, līdz temperatūra nokrītas līdz -40 C (-40 F).
Alkohola pievienošana ūdenim tomēr maina tā uzvedību. Atdzesēts spirts veido ledus veida sešstūrus, un ūdens pilieni saplūst ap šiem, nevis brīvi peld viens otram. Sešstūra formas struktūras nodrošina tāda paša veida stabilitāti kā cietie piemaisījumi. Pievienojot alkoholu, zinātnieki ir atklājuši, ka viņi var paaugstināt tīra ūdens sasalšanas temperatūru līdz 0 C.
Elektrība var arī paaugstināt ūdens sasalšanas punktu
Izraēlas zinātnieki izmēģināja citu pieeju temperatūras paaugstināšanai, pie kuras sasaldēja pārdzesēts ūdens. Viņi izveidoja uzlādētas šūnas, ievietojot piroelektriskos kristālus vara cilindros. Viņi ievietoja šīs šūnas mitrā telpā un samazināja temperatūru, līdz ūdens sāka kondensēties uz kristāliem. Viņi turpināja pazemināt temperatūru un atklāja, ka pilieni sasalst pie -12,5 C (9,5 F) uz neuzlādētas virsmas, bet uz pozitīvi uzlādētas virsmas sasalst pie -7 C (19,4 C). Uz negatīvi lādētas virsmas ūdens sasala -18 C (-0,4 F) temperatūrā.
Eksperiments deva vēl pārsteidzošāku rezultātu. Pētnieki atklāja, ka ūdens pilieni uz negatīvi lādētas virsmas 10 minūtes saglabājās šķidrumā -11 C temperatūrā (12,2 ° F), bet, kad lādiņš izkliedējas, tie var izraisīt pilienu sasalšanu, paaugstinot istabas temperatūru līdz -8 C (17,6 F). Iemesls ir tāds, ka istabas temperatūras paaugstināšana radīja pozitīvu kristālu lādiņu.
Nodarbojas arī kvēpi un testosterons
Zinātnieki zina, ka kvēpu pievienošana tīram ūdenim sasalšanas temperatūru paaugstina par aptuveni 7 grādiem pēc Celsija, bet tas nekas, salīdzinot ar vīriešu hormonu testosteronu. Tas var paaugstināt pārdzesēta tīra ūdens sasalšanas temperatūru no -40 C līdz -1 C (30,2 F). Pētnieki nav pārliecināti, kā tas darbojas, taču viņiem ir aizdomas, ka mehānisms ir līdzīgs alkohola mehānismam.
Sasalšanas punkta pazemināšana
Daudzums, kuru jūs varat pazemināt ūdens sasalšanas temperatūru, ir atkarīgs no pievienotās izšķīdušās vielas koncentrācijas, taču jūs nevarat pazemināt sasalšanas punktu bezgalīgi. Faktiski Fārenheita skalas nulles punktu (-17,8 C) definē kā piesātināta sālsūdens šķīduma sasalšanas temperatūru. Piesātinātā šķīdumā vairs nešķīst sāls, tāpēc 0 F ir zemākā temperatūra, līdz kurai jūs varat pazemināt ūdens kušanas temperatūru ar sāli. Tomēr ir iespējams pārdzesēt ūdeni, lai tas paliktu šķidrā stāvoklī vēl zemākā temperatūrā. Jūtas universitātes pētnieki ir noteikuši temperatūru, pie kuras ūdenim absolūti jāsasalst, līdz -48 C (-55 F).