Сколько замерзает вода в морозилке?

Порой наука готовит нам интересные сюрпризы. Например, как это вода температурой ниже «0» градусов по Цельсию, которая замораживается только при механическом воздействии.

В этой статье вы можете научиться самостоятельно, как замораживать воду по требованию и изучить механизм действия этого восхитительного феномена.

Принимая во внимание успех диснеевского анимационного мультипликационного фильма «Холодное Сердце», авторы этой статьи подумали, что многим будет интересно узнать, как же моментально заморозить воду для создания ледяных скульптур.

Процесс моментального замораживания воды при помощи механического воздействия кажется очень простым. Феномен превращения воды в лед не имеет ничего общего с магией, все объяснимо с точки зрения науки. Просто удивительные химические реакции. Есть два способа моментального превращения воды из бутылки в лед. Нужно поставить бутылку с водой в морозильник ровно на 2 часа 45 минут, при этом температура воды опустится ниже нуля градусов по Цельсию. Затем вы аккуратно достаете воду из морозильной камера, но холодная, но не успела превратиться в лед. Один важный момент: для подобных экспериментов лучше использовать очищенную бутилированную воду.

Вы встряхиваете бутылку или ударяете слегка по ней и вода моментально и неожиданно для вас кристаллизуется и превращается в лед. Другой способ является не менее интересным. Эту же бутылку с охлажденной до нуля градусов водой, аккуратно откройте и лейте холодную воду на на лед в каком-либо сосуде, к примеру в пиале или чашке. Едва только холодна вода коснется со льдом, она моментально кристаллизуется и вы можете создавать удивительные ледяные скульптуры. Как видите, фокус очень прост и вы даже можете попробовать провести его самостоятельно. Однако. Прежде всего, посмотрите наглядное видео о том, как и что делать, чтобы и ваш фокус удался.

Ученые объясняют, что в некоторых случаях вода может оставаться не замороженной до температуры в «-40» градусов Цельсия, а при малейшем механическом или химическом воздействии моментально превратиться в лед. Нам достаточно температуры в «-24» градуса Цельсия. При встряхивании, холодная вода молниеносно кристаллизуется. При встряске холодной воды, хватает создания одного кристаллика льда для того, чтоб затем вся вода могла кристаллизоваться. Просто фантастика!

Таким чудесным образом, вы можете готовить восхитительные коктейли со льдом. Стоит только прикоснуться кусочком льда к холодному напитку, как весь коктейль моментально кристаллизуется.

Эффект Мпембы

Эта история началась более полувека назад, но не получила развязки и по сей день. А всё потому, что, как бы ни старались тысячи пытливых умов со всей планеты, им никак не удаётся найти единственно верное решение загадки Мпембы.

В 1963 году неприметный африканский ученик по имени Эрасто Мпемба (Erasto Mpemba) подметил одну странность: тёплая смесь для мороженого застывает быстрее, чем охлаждённая.

Наблюдение казалось настолько неправдоподобным, что учителю физики оставалось лишь посмеяться над открытием незадачливого экспериментатора. Однако Эрасто был уверен в своей правоте и не побоялся снова стать посмешищем: чуть позже он поднял скользкий вопрос перед Денисом Осборном (Denis Osborne), профессором Университета Дар-эс-Салам, Танзания. Учёный не стал бросаться поспешными выводами и решил изучить проблему. После чего в 1969 году журнал Physics Education опубликовал материал, описывающий парадокс Мпембы.

В научных кругах тут же припомнили, что нечто похожее уже говорили величайшие умы былых времён. Например, ещё Аристотель упоминал о жителях древнегреческого Понта, которые во время зимней рыбалки нагревали воду и мочили в ней тростник, чтобы тот быстрее затвердевал. Многие столетия спустя Фрэнсис Бэкон писал: «Слегка прохладная вода замерзает гораздо легче, чем совершенно холодная».

В общем, вопрос стар как мир, но это лишь подогревает интерес к разгадке. На протяжении нескольких последних десятилетий выдвигалось немало теорий, объясняющих эффект Мпембы. Наиболее вероятные из них были озвучены в 2013 году на торжественном мероприятии, проведённом Королевским химическим обществом Великобритании. Профессиональная ассоциация изучила 22 000 (!) мнений и выделила среди них лишь одно, принадлежащее Николе Бреговичу (Nikola Bregović).

Хорватский химик указал на важность процессов конвекции и переохлаждения жидкости при её замерзании.

Вот как эти явления описаны в «Википедии»:

• Холодная вода начинает замерзать сверху, замедляя тем самым процессы теплового излучения и конвекции, а значит, и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу.
• Переохлаждённая жидкость — жидкость, имеющая температуру ниже температуры кристаллизации при данном давлении. Переохлаждённая жидкость получается из обычной путём охлаждения при отсутствии центров кристаллизации.

Всемирное признание и чек на 1 000 фунтов стали хорошим вознаграждением. К слову, победителя приветствовали Эрасто Мпемба и Денис Осборн.

scienceblogs.com

Какой должна быть температура воды перед заморозкой

На этот вопрос однозначного ответа всё же нет. Королевское химическое общество хоть и определилось, но не прекратило споры окончательно. До сих пор выдвигаются новые гипотезы и звучат опровержения.

Хотя есть небольшая зацепка: научно-популярный журнал New Scientist провёл исследования и пришёл к выводу, что наилучшие условия для повторения эффекта Мпембы — две ёмкости воды с температурой 35 и 5 °C.

Таким образом, если до вечеринки осталось совсем немного времени, залейте в формочки для льда воду, температура которой сравнима с комнатной температурой жарким летом. Колодезную или прохладную водопроводную воду лучше не использовать.

Если ты наблюдал, как пруд, озеро или река покрываются льдом, ты мог заметить, что сначала льдом покрывается поверхность воды.
А тебе не кажется, что, если пруды, озера и реки замерзали бы со дна, а не наоборот, то многое в нашей жизни выглядело бы по-другому? Изменился бы не только климат Земли, но совершенно бы исчезли некоторые существа, живущие в воде!

Посмотрим, как вода в пруду превращается в лед. Когда воздух над прудом охлаждается, он охлаждает и верхний слой воды. Верхний холодный слой воды становится тяжелее, чем теплые нижние слои, и он опускается вниз. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся вода пруда охладится до температуры порядка 4° С.

Но температура воздуха понижается! Когда верхние слои воды охлаждаются до температуры ниже 4° С, они остаются на поверхности. Дело в том, что вода, охлажденная до температуры ниже 4° С, по существу становится легче!
Итак, верхние слои воды готовы к замерзанию. Когда температура остается на уровне точки замерзания 0° С или опускается ниже, начинают образовываться мельчайшие кристаллики.

Каждый такой кристалл имеет шесть лучей. Соединяясь, они образуют лед, и вскоре на поверхности воды образуется корочка льда. Иногда лед прозрачный, иногда — нет. Почему? Дело в том, что при замерзании капелек воды выделяются мельчайшие пузырьки воздуха. Они прилипают к лучам кристаллов льда. Чем больше образуется кристалликов льда, тем больше пузырьков воздуха — вот вам и непрозрачный лед.+

Если вода подо льдом движется, воздушные пузырьки собираются вместе, и образуется прозрачный лед.

Вода, как и некоторые другие вещества, не уменьшает своего объема при переходе из жидкого в твердое состояние. Вода при замерзании расширяется на одну девятую своего объема, то есть при замерзании девяти литров воды получается десять литров твердого льда! Когда зимой лопаются автомобильные радиаторы и водопроводы, это происходит оттого, что вода замерзает и увеличивается в объеме!

• Зависит от емкости. Кубики для льда замерзнут за 2 часа, 1 литр воды в бутылке за 4-5 часов.
• Если разлита по формочкам для льда, то примерно за час.
• Если температура исходной воды +16 с. , то 2 часов достаточно.

Много факторов влияющих скорость заморозки воды:

1. Объем воды;
2. Площадь поверхности сосуда, в котором находится вода;
3. Наличие примисей в воде;
4. 4 температура в морозилке;

Через сколько минут замерзнет вода в морозилке?

По поводу того, сколько времени в морозилке замерзает вода, есть свои лайф-хаки – нужно замораживать, как это ни звучало бы парадоксально, именно горячую или на крайний случай – теплую (температуры комнатной) воду, так она замерзнет гораздо быстрее. Нужно также понимать, что холодильник будет морозить не все время, а периодически морозилка отключается, ну чтобы быстро не намерз в ней лед. Например, поместив воду (берем бутылку на 1,5 литра) можно получить лед уже минут через 40-45, а можно и 1,5 часа ждать. Это в холодильниках современных, а если у вас агрегат скажем так – древний, то можно и часа три ожидать.

Что нужно для заморозки воды в морозилке?

Чтобы лед быстро заморозился, не нужно использовать дорогие морозильные камеры с супер-заморозкой. Просто нужно знать несколько небольших хитростей, которые позволят сделать кубики льда быстро. При этом они будут чистыми и прозрачными, как в любом ресторане.

В первую очередь, для заморозки необходима только чистая фильтрованная вода. Обычная вода из-под крана не подойдет, так как в ней содержится большое количество различных примесей, которые во время заморозки никуда не удаляются. Соответственно, лед получится не прозрачным, а белым и мутным.

В случае, когда необходима быстрая заморозка, подойдет довольно простой и надежный способ. Для этого в чистую форму для льда набирают воды ровно столько, чтобы она покрывала только дно каждой формочки. После замерзания (а это происходит достаточно быстро), доливают еще немного воды, чтобы она занимала только половину объема формы. Процедура с морозилкой повторяется. И только после замерзания воду доливают до краев – теперь останется подождать всего несколько минут, пока лед станет прочным и прозрачным.

Существует еще один секрет быстрого замораживания воды. Оказывается, нужно брать не холодную, а достаточно горячую воду. Все знают, что при остывании горячая жидкость выделяет пар, поэтому оставшаяся в формочках вода замерзает намного быстрее. Это простое физическое явление, о котором знает каждый, кто учился в школе, но почему-то на практике свои знания применяют немногие.

И последний важный момент – это температура морозильной камеры. Сейчас даже в бытовых холодильниках есть функция быстрой заморозки и понижения температуры до минимальных значений. Благодаря этому можно быстро и легко заморозить даже несколько форм с кубиками льда за минимальное время. Проверить качество заморозки можно визуально. Если лед еще недостаточно замерз, то в центре кубика будет виден большой пузырь. Подождите еще минут 10-15, и лед будет полностью готовым.

Какой должна быть температура воды перед заморозкой в морозилке

На этот вопрос однозначного ответа всё же нет. Королевское химическое общество хоть и определилось, но не прекратило споры окончательно. До сих пор выдвигаются новые гипотезы и звучат опровержения.

Хотя есть небольшая зацепка: научно-популярный журнал New Scientist провёл исследования и пришёл к выводу, что наилучшие условия для повторения эффекта Мпембы — две ёмкости воды с температурой 35 и 5 °C.

Таким образом, если до вечеринки осталось совсем немного времени, залейте в формочки для льда воду, температура которой сравнима с комнатной температурой жарким летом. Колодезную или прохладную водопроводную воду лучше не использовать.

Сколько времени замерзает вода в морозилке при минус 3 градусах?

При -3 градусах по Цельсию вода, ввиду своих химических и физических особенностей будет превращаться в лёд за 2-3 часа. Этот довольно немаленький промежуток времени образуется исходя из не слишком низкой для мгновенного превращения воды в лёд температуры.

Процесс замерзания воды начинается при нулевой температуре (по шкале Цельсия), то есть, чем ниже температура воды, тем быстрее она превратится в лёд. Однако, на данный вопрос нельзя дать точного ответа, поскольку на замерзание разного объёма воды понадобится различное количество времени. Опять же, необходимо учитывать изначальную температуру воды – на остывание кипятка (например) уйдёт определённое количество времени. Если в качестве примера брать маленький объём (обычные формочки для льда) и воду температурой 20 градусов по Цельсию, то на её полное замерзание уйдёт порядка полутора-двух часов времени.

Есть зависимость от состояния воды, если вода кипяченная, то в сравнении с простой водой из – под крана она замерзнет быстрее. Еще если вода горячая, то быстрее замерзнет , чем холодная. Примерно от 1,5- 2 часов.

Температура замерзания дистиллированной воды в морозилке

Замерзает ли дистиллированная вода? Напомним о том, что для замерзания воды необходимо присутствие в ней неких центров кристаллизации, коими могут стать пузырьки воздуха, взвешенные частицы, а также повреждения стенок ёмкости, в которой она находится.

Вода, подвергнутая воздействию очень низких температур, но при этом не кристаллизовавшаяся, называется «переохлаждённой». Можно, поместив бутылку с дистиллированной водой в морозильную камеру, добиться её переохлаждения, а затем продемонстрировать очень эффектный трюк (см. ниже)

Видео: Моментальная заморозка воды в бутылке

МОМЕНТАЛЬНАЯ ЗАМОРОЗКА ВОДЫ + СЕКРЕТ Моментальный лед

Тихонько постучав по бутылке, извлечённой из холодильника, или бросив в неё небольшой кусочек льда, можно показать, как мгновенно она превращается в лед, имеющий вид удлинённых кристаллов.

Дистиллированная вода: замерзает или нет под давлением эта очищенная субстанция? Такой процесс возможен лишь в специально созданных лабораторных условиях.

Немного научных знаний, ловкость рук и, главное, никакого мошенничества. Предлагаем вам поучаствовать в эксперименте, ход которого очень прост.

Процесс, который запечатлен на видео, называется мгновенной заморозкой воды. Для эксперимента вам понадобится очищенная вода. Конечно, дистиллированную воду достать проблематично, но для нашего случая вполне подойдет очищенная питьевая вода, которая продается в магазине. Пол-литровую бутылку необходимо поместить в морозильную камеру, температура в которой около -15 – 18 градусов. Когда спустя полтора-два часа вы достанете бутылку, вода в ней по-прежнему будет находиться в жидком состоянии, но ее температура будет значительно ниже нуля.

Почему же она не замерзает? Все дело в том, что она не содержит в себе примесей, необходимых для кристаллизации льда и может находиться при температуре до минус 40 градусов в жидком состоянии. То есть она уже остыла и готова замерзнуть, но у нее нет для этого подходящих центров кристаллизации, вокруг которых происходит образование льда.

А вот с обычной пресной питьевой водой, содержащей, как правило, растворенные соли, такой трюк не получится. Она начнет замерзать уже в морозильной камере.

Но что же происходит, когда мы достаем бутылку из холода? Как показано на видео, экспериментатор встряхивает бутылку или прикасается к воде кусочком льда. От механического воздействия или соприкосновения с кристаллами льда переохлажденная вода начинает прямо на глазах превращаться в лед. Вода обретает тот самый недостающий центр кристаллизации и, поскольку ее температура значительно ниже нуля градусов, запускается цепная реакция — кристаллики льда пристраиваются друг к другу и постепенно заполняют собой весь объем бутылки.

Обязательно попробуйте сделать такое со своими друзьями или удивите детей! Это очень эффектный эксперимент, а главное, легко выполнимый в домашних условиях.

Советую прочитать:

• Сколько хранится домашний холодец в холодильнике — Холодец – привычный атрибут новогоднего стола. Его готовят большими порциями, поэтому у многих хозяек возникает вопрос, сколько хранится готовый холодец. Мы рассмотрим все…
• Режим работы холодильника — Работа холодильника, точнее – ее циклы – это время функционирования, когда агрегат производит холод, то есть подразумевается продолжительность функционирования…
• Сколько времени держит холод сумка холодильник —   Предлагаем вам сравнение нескольких параметров трех разновидностей сумок-холодильников, имеющихся в продаже. Вместительность, л Время удержания температуры,…
• Как долго застывает и хранится желе в холодильнике — Многие, не только дети, но и взрослые, любят желе. Этот вкусный фруктовый либо молочный десерт подают в холодном виде. Но, не у всех получается его приготовить, так как точных…
• Сколько может храниться в холодильнике окрошка с разными заливками — Окрошка – традиционный летний суп, который подают к столу в холодном виде. Готовят ее с добавлением мясных компонентов, потому сроки хранения такого продукта ограничены. Обратите…
• Сколько меди содержится в деталях современного бытового холодильника — Утилизация крупногабаритной техники всегда вызывает много вопросов. Связано это с тем, что выбрасывать ее на обычную свалку нельзя — за это потребителю грозит административная…
• Сколько и как можно хранить в холодильнике суп — Суп – сбалансированная еда, позволяющая быстро насытиться. Благодаря множеству рецептов, готовить разные супы можно хоть каждый день, но зачастую на это не хватает времени….

Космос — очень, очень холодное место ( мы писали о том, где во Вселенной находится самя холодная точка с температурой вещества 0,5 К). На сильном холоде, как подсказывает нам жизненный опыт, вода превращается в лед — кристаллизуется.

Но космос — это еще и самый близкий к идеальному вакуум, до которого можно дотянуться. Одна атмосфера эквивалентна давлению 6 x 1022 атомов водорода на квадратный метр. В лучших вакуумных камерах на Земле ученые создают давление в миллиарды раз меньшее, но в межзвездном пространстве оно опускается в миллионы и миллиарды раз ниже земных технических рекордов.

А при пониженном давлении вода переходит в газообразное состояние — кипит.

Так что же произойдет, если жидкоая вода окажется одновременно при очень низком давлении и очень низкой температуре — замерзнет или мгновенно вскипит, превратившись в газ? Ответ — в теплоемкости воды. Космос холоден, но даже в межгалактическом пространстве вода очень неплохо сохраняет то тепло, которое ей когда-то сообщили. Резко охладить ее до температуры, близкой к абсолютному нолю, невозможно — слишком велика разница между комнатной (293 К) и средней по космосу. К тому же в момент, когда вода окажется в безвоздушном холодном мраке, силы поверхностного натяжения сформируют водяные сферы, и площадь охлаждения станет минимальной.

Таким образом процесс охлаждения будет идти невероятно медленно — по крайней мере до тех пор, пока каждая молекула не окажется сама по себе, вдалеке от других уголков H2O.

А что помешает молекулам воды кинуться врассыпную? Ведь давление станет пренебрежимо мало, и переход в газообразное состояние может произойти совершенно мгновенно! Когда же молекулы или группы молекул воды окажутся относительно далеко друг от друга в облаке газа, они мгновенно растеряют кинетическую энергию, и их температура резко упадет. В каком агрегатном состоянии вода окажется тогда? Чтобы ответить, взглянем на фазовую диаграмму воды. Из нее видно, что если температура падает до -50°C, то никакое низкое давление уже неспособно сделать ее жидкой или газообразной.

Итак, последовательность событий такова: попадая в открытый космос, вода сначала мгновенно становится газообразной, а затем замерзает в виде крошечных льдинок, заполняющих межзвездную пустоту.