Coborarea punctului de îngheț al apei este ușoară. Tot ce trebuie să faceți este să adăugați sare, zahăr sau orice alt solut. Mersul în direcția opusă și creșterea temperaturii de îngheț a apei nu sunt aproape la fel de ușor. De fapt, unii oameni de știință se îndoiesc că chiar se va face. Cu toate acestea, chiar dacă poate fi adevărat că nu puteți ridica punctul de îngheț adăugând un solut, cercetătorii au descoperit alte căi către punctul de îngheț al apei supraîncălzite. Unul este prin utilizarea electricității, iar celălalt este prin adăugarea de alcool sau testosteron. Aceste metode funcționează numai cu apă pură.
Începeți cu apă răcită și adăugați alcool
Procesul prin care apa îngheață este complicat de faptul că apa este o moleculă polară, ceea ce înseamnă că, deși sarcina sa netă este zero, are un capăt pozitiv și negativ, ca un magnet. Moleculele de apă se leagă electric între ele și de impuritățile din apă formând legături de hidrogen și se unesc mai ușor în gheață dacă apa conține impurități. Dacă puteți găsi o modalitate de a suspenda o picătură de apă pură în aer, fără ca aceasta să atingă nimic, ar putea rămâne în stare lichidă la temperaturi mult sub 0 grade Celsius (32 grade Fahrenheit). O astfel de apă răcită poate rămâne în stare lichidă până când temperatura scade la -40 C (-40 F).
Adăugarea de alcool în apă, însă, îi modifică comportamentul. Când este răcit, alcoolul formează hexagone asemănătoare cu gheața, iar picăturile de apă se unesc în jurul acestora în loc să plutească liber unul în jurul celuilalt. Structurile hexagonale oferă același tip de stabilitate ca și impuritățile solide. Prin adăugarea de alcool, oamenii de știință au descoperit că pot ridica punctul de îngheț al apei pure la 0 C.
Electricitatea poate crește, de asemenea, punctul de îngheț al apei
Oamenii de știință israelieni au încercat o abordare diferită a creșterii temperaturii la care apa înghețată ar îngheța. Au creat celule încărcate prin plasarea cristalelor piroelectrice în interiorul cilindrilor de cupru. Au plasat aceste celule într-o cameră umedă și au scăzut temperatura până când apa a început să se condenseze pe cristale. Au continuat să scadă temperatura și au constatat că picăturile au înghețat la -12,5 C (9,5 F) pe o suprafață neîncărcată, dar pe o suprafață încărcată pozitiv, au înghețat la -7 C (19,4 C). Pe o suprafață încărcată negativ, apa a înghețat la -18 C (-0,4 F).
Experimentul a dat un rezultat și mai surprinzător. Cercetătorii au descoperit că picăturile de apă au rămas lichide pe o suprafață încărcată negativ timp de 10 minute la -11 ° C (12,2 ° F), dar atunci când sarcina s-a disipat, acestea ar putea provoca înghețarea picăturilor ridicând temperatura camerei la -8 C (17,6 F). Motivul este că creșterea temperaturii camerei a generat o încărcare pozitivă pe cristale.
Funinginea și testosteronul funcționează, de asemenea
Oamenii de știință știu că adăugarea de funingine în apa pură ridică punctul de îngheț cu aproximativ 7 grade Celsius, dar asta nu este nimic în comparație cu hormonul masculin testosteron. Poate ridica punctul de îngheț al apei pure care a fost răcită de la -40 C până la -1 C (30,2 F). Cercetătorii nu sunt siguri cum funcționează acest lucru, dar suspectează că mecanismul este similar cu cel al alcoolului.
Coborârea punctului de îngheț
Cantitatea pe care o puteți reduce punctul de îngheț al apei depinde de concentrația substanței dizolvate pe care o adăugați, dar nu puteți scădea punctul de îngheț la infinit. De fapt, punctul zero al scării Fahrenheit (-17,8 C) este definit ca temperatura de îngheț a unei soluții saturate de apă sărată. Nu se mai dizolvă sare într-o soluție saturată, deci 0 F este cea mai scăzută temperatură la care puteți reduce punctul de topire a apei cu sare. Cu toate acestea, este posibil să se răcească apa pentru a rămâne în stare lichidă la temperaturi chiar mai scăzute. Cercetătorii Universității din Utah au stabilit temperatura la care apa trebuie să înghețe absolut la -48 C (-55 F).
