Suyun donma noktasını düşürmek kolaydır. Tek yapmanız gereken tuz, şeker veya başka herhangi bir çözünen eklemek. Ters yöne gitmek ve suyun donma sıcaklığını yükseltmek o kadar kolay değil. Aslında, bazı bilim adamları bunun yapıldığından bile şüphelidir. Bununla birlikte, bir çözünen ekleyerek donma noktasını yükseltemeyeceğiniz doğru olsa da, araştırmacılar aşırı soğutulmuş suyun donma noktasına başka yollar keşfettiler. Biri elektrik kullanmak, diğeri ise alkol veya testosteron eklemek. Bu yöntemler sadece saf su ile çalışır.
Süper Soğutulmuş Suyla Başlayın ve Alkol Ekleyin
Suyun donma süreci, suyun polar bir molekül olması gerçeğiyle karmaşıktır, yani net yükü sıfır olmasına rağmen, bir mıknatıs gibi pozitif ve negatif bir ucu vardır. Su molekülleri, hidrojen bağları oluşturarak sudaki safsızlıklara ve birbirlerine elektriksel olarak bağlanır ve su safsızlıklar içeriyorsa, buza daha kolay birleşirler. Bir damla saf suyu, hiçbir şeye dokunmadan havada asılı tutmanın bir yolunu bulabilirseniz, 0 santigrat derecenin (32 derece) çok altındaki sıcaklıklarda sıvı halde kalabilir. Fahrenhayt). Bu tür aşırı soğutulmuş su, sıcaklık -40 C'ye (-40 F) düşene kadar sıvı halde kalabilir.
Ancak suya alkol eklemek davranışını değiştirir. Soğutulduğunda, alkol buza benzer altıgenler oluşturur ve su damlacıkları birbirlerinin etrafında serbestçe yüzmek yerine bunların etrafında birleşir. Altıgen yapılar, katı safsızlıklarla aynı türde stabilite sağlar. Bilim adamları alkol ekleyerek saf suyun donma noktasını 0 C'ye yükseltebileceklerini keşfettiler.
Elektrik, Suyun Donma Noktasını da Yükseltebilir
İsrailli bilim adamları, aşırı soğutulmuş suyun donacağı sıcaklığı yükseltmek için farklı bir yaklaşım denediler. Bakır silindirlerin içine piroelektrik kristaller yerleştirerek yüklü hücreler yarattılar. Bu hücreleri nemli bir odaya yerleştirdiler ve su kristaller üzerinde yoğunlaşmaya başlayana kadar sıcaklığı düşürdüler. Sıcaklığı düşürmeye devam ettiler ve damlacıkların yüksüz bir yüzeyde -12,5 C'de (9,5 F) donduğunu, ancak pozitif yüklü bir yüzeyde -7 C'de (19,4 C) donduklarını buldular. Negatif yüklü bir yüzeyde su -18 C'de (-0,4 F) dondu.
Deney daha da şaşırtıcı bir sonuç verdi. Araştırmacılar, su damlacıklarının -11 C'de 10 dakika boyunca negatif yüklü bir yüzeyde sıvı kaldığını buldular. (12,2°F), ancak şarj dağıldığında, oda sıcaklığını -8 C'ye yükselterek damlacıkların donmasına neden olabilirler. (17,6 F). Bunun nedeni, oda sıcaklığının yükseltilmesinin kristaller üzerinde pozitif bir yük oluşturmasıdır.
Kurum ve Testosteron da Çalışır
Bilim adamları, saf suya kurum eklemenin donma noktasını yaklaşık 7 santigrat derece yükselttiğini biliyorlar, ancak bu, erkeklik hormonu testosteronuyla karşılaştırıldığında hiçbir şey değil. Aşırı soğutulmuş saf suyun donma noktasını -40 C'den -1 C'ye (30.2 F) kadar yükseltebilir. Araştırmacılar bunun nasıl çalıştığından emin değiller, ancak mekanizmanın alkolünkine benzer olduğundan şüpheleniyorlar.
Donma Noktasını Düşürmek
Suyun donma noktasını düşürebileceğiniz miktar, eklediğiniz çözünenin konsantrasyonuna bağlıdır, ancak donma noktasını süresiz olarak düşüremezsiniz. Aslında, Fahrenheit ölçeğinin (-17.8 C) sıfır noktası, doymuş bir tuzlu su çözeltisinin donma sıcaklığı olarak tanımlanır. Doymuş bir çözeltide daha fazla tuz çözülmez, bu nedenle 0 F, tuzlu suyun erime noktasını düşürebileceğiniz en düşük sıcaklıktır. Bununla birlikte, daha düşük sıcaklıklarda bile sıvı halde kalmasını sağlamak için suyu aşırı soğutmak mümkündür. Utah Üniversitesi araştırmacıları, suyun mutlaka donması gereken sıcaklığı -48 C ( -55 F) olarak belirlediler.