Znižanje ledišča vode je enostavno. Vse, kar morate storiti, je dodati sol, sladkor ali katero koli drugo topljeno snov. Premakniti se v nasprotno smer in zvišati temperaturo zmrzovanja vode niti približno ni tako enostavno. Pravzaprav nekateri znanstveniki dvomijo, da je to sploh treba storiti. Čeprav je morda res, da z dodajanjem raztopljene snovi ne morete zvišati ledišča, so raziskovalci odkrili druge načine do ledišča prehlajene vode. Eno je z uporabo električne energije, drugo pa z dodajanjem alkohola ali testosterona. Te metode delujejo samo s čisto vodo.
Začnite s prehlajeno vodo in dodajte alkohol
Postopek zamrzovanja vode je zapleten zaradi dejstva, da je voda polarna molekula, kar pomeni, da ima, čeprav je njen neto naboj nič, pozitiven in negativen konec, kot magnet. Molekule vode se električno vežejo med seboj in na nečistoče v vodi, tako da tvorijo vodikove vezi in se lažje združijo v led, če voda vsebuje nečistoče. Če lahko najdete način, kako kapljico čiste vode zaustavite v zraku, ne da bi se pri tem dotaknil ničesar, lahko ostane v tekočem stanju pri temperaturah precej pod 0 stopinj Celzija (32 stopinj Celzija) Fahrenheit). Takšna prehlajena voda lahko ostane v tekočem stanju, dokler temperatura ne pade na -40 C (-40 F).
Dodajanje alkohola v vodo pa spremeni njeno vedenje. Ko se alkohol ohladi, tvori ledu podobne šesterokotnike in vodne kapljice se okoli njih združijo, namesto da bi prosto plavale druga okoli druge. Šestkotne strukture zagotavljajo enako stabilnost kot trdne nečistoče. Z dodajanjem alkohola so znanstveniki ugotovili, da lahko zvišajo ledišče čiste vode na 0 C.
Elektrika lahko dvigne tudi ledišče vode
Izraelski znanstveniki so poskusili drugačen pristop k dviganju temperature, pri kateri bi prehlajena voda zamrznila. Ustvarili so nabite celice tako, da so v bakrene jeklenke postavili piroelektrične kristale. Te celice so postavili v vlažno sobo in znižali temperaturo, dokler se voda ni začela kondenzirati na kristalih. Nadaljevali so z zniževanjem temperature in ugotovili, da so kapljice zmrznile pri -12,5 C (9,5 F) na nenapolnjeni površini, na pozitivno nabiti površini pa pri -7 C (19,4 C). Na negativno nabiti površini je voda zmrznila pri -18 C (-0,4 F).
Poskus je dal še bolj presenetljiv rezultat. Raziskovalci so ugotovili, da vodne kapljice ostanejo tekoče na negativno nabiti površini 10 minut pri -11 C (12,2 ° F), toda ko bi se naboj razpršil, bi lahko povzročile zamrznitev kapljic z dvigom sobne temperature na -8 C (17,6 F). Razlog je v tem, da je zvišanje sobne temperature ustvarilo pozitiven naboj na kristalih.
Saja in testosteron delujeta tudi
Znanstveniki vedo, da dodajanje saj čisti vodi dvigne ledišče za približno 7 stopinj Celzija, vendar to ni nič v primerjavi z moškim hormonom testosteronom. Zviša lahko ledišče čiste vode, ki je bila prehlajena s -40 C, na celo -1 C (30,2 F). Raziskovalci niso prepričani, kako to deluje, vendar sumijo, da je mehanizem podoben mehanizmu alkohola.
Znižanje ledišča
Količina znižanja ledišča vode je odvisna od koncentracije topljene snovi, ki jo dodate, vendar ledišča ne morete zniževati v nedogled. Pravzaprav je ničelna točka Fahrenheitove lestvice (-17,8 C) definirana kot temperatura zmrzovanja nasičene raztopine slane vode. V nasičeni raztopini se sol več ne raztopi, zato je 0 F najnižja temperatura, na katero lahko s soljo znižate tališče vode. Vendar je možno vodo prehladiti, da ostane v tekočem stanju tudi pri nižjih temperaturah. Raziskovalci Univerze v Utahu so določili temperaturo, pri kateri mora voda nujno zmrzniti, na -48 C (-55 F).