22. Живая вода - Физика вокруг нас-2017 <!--if(Фестивали, конкурсы)-->- Фестивали, конкурсы<!--endif--> - Фотоальбомы - Официальный сайт школы №1 им. А.С. Попова г. Удомли
Фотография – средство изучения физического явления
Вопросы: 1.Как происходит процесс кристаллизации? 2. Почему замёрзшая вода мутная? 3. Как возникают пузырьки воздуха внутри льда? 4. Можно ли получить прозрачный лёд? 5. Замерзает ли соленая вода?
1. Кристаллизация — процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов. Кристаллизация начинается при достижении некоторого предельного условия, например, переохлаждения жидкости или пересыщения пара, когда практически мгновенно возникает множество мелких кристалликов — центров кристаллизации. Кристаллики растут, присоединяя атомы или молекулы из жидкости или пара. Рост граней кристалла происходит послойно, края незавершённых атомных слоев (ступени) при росте движутся вдоль грани. Зависимость скорости роста от условий кристаллизации приводит к разнообразию форм роста и структуры кристаллов (многогранные, пластинчатые, игольчатые, скелетные, дендритные и другие формы, карандашные структуры и т. д.)
2. Это объясняется особенностями процесса кристаллизации воды. Превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь н центрах кристаллизации; примесях и неоднородностях— частичках пыли, пузырьках воздуха, мельчайших царапинах на стенках сосуда. Чистая вода центров кристаллизации практически лишена, поэтому она может переохлаждаться, и довольно сильно, оставаясь жидкой, но мельчайшие пузырьки воздуха вода всегда содержит. Они то и являются причиной того, что лёд выглядит мутным, а не потому, что она грязная.
3. Замерзающая вода содержит растворённый в ней воздух. Молекулы кислорода и азота не встраиваются в кристаллическую решётку льда. Эти молекулы в прямом смысле «выживаются» изо льда и перекочёвывают в «лагеря беженцев» или в ближайшее жидкое окружение. Вблизи границы раздела фаз вода лёд концентрация газа всё время поддерживается избыточной. Каждой температуре, в том числе и температуре замерзания воды, соответствует определённая максимальная концентрация растворённого в жидкой воде газа (воздуха). Если газ присутствует в концентрации большей, чем максимально возможная, то он выделяется в виде пузырьков воздуха в жидкости. Прилипший к поверхности льда пузырёк воздуха не успевает всплыть, и вода вокруг него превращается в лёд.
4. Можно получить прозрачный лёд и в морозильной камере холодильника. Но для этого вам надо предварительно прокипятить используемую для приготовления льда воду при температуре 90 градусов Цельсия, чтобы весь воздух, содержащийся в воде, улетучился, и затем быстро её охладить.
5. Благодаря высокой концентрации солей океанская и морская вода замерзает при температуре -1,9 градуса по Цельсию. В данном случае идет процесс кристаллизации только воды, а сам соляной раствор имеет ещё более низкую температуру замерзания. По этой причине арктический лед всегда пресный.