fagyos vízben

Amikor tiszta víz normál légköri nyomáson, lehűtjük in vivo vagy in vitro, hogy 0 ° (formájában kis cseppek és egy vékony film egy néhány nagy mennyiségben), ott mindig megfigyelhető mozgása molekulák és elválasztása a jég.

Amikor jelentősen megemelt atmoszferikus nyomáson a víz fagyáspontján és vizes oldatok csökken, mint a jég 0 ° van egy nagyobb térfogatú, mint a víz. Ennek eredményeként, a tömörítés alakítjuk jeges vizet. A hőmennyiség 80 cal grammonként jég képződött fagyasztás során a víz, és félretesszük, amíg az összes hőmennyiség egyenlő a latens hő a kristályosítási, a víz nem fagy. A kötet a jég képződött számától függ kiosztott hőt. A légköri nyomás és jeges víz és jég 0 ° maradnak egyensúlyi állapotban, de a határ között a két fázisra egy intenzív cseréje molekulák. A csere a molekulák között történik jég és vízgőz a légkörben, amely érintkezik a jég. Ez létrehoz egy gőznyomása a jég, amely észrevehető még nagyon alacsony hőmérsékleteken. Amikor az egyensúlyi állapotban 0 ° C hőmérsékleten jeges vízzel és kevés hőt, egy bizonyos mennyiségű jég elolvadt, és alatt képződött hő elrablását még jeget. Amikor a fűtést eltávolítjuk fokozatosan, a folyékony fázis hőmérsékletét továbbra is 0 °, amíg az összes víz átalakul jég. Ezt követően, a hőmérsékletet az egész jég tömegét élesen csökken. Ice jó hővezető, de a nagy mennyiségű a felületi hőmérséklet, ahol a hűtés fordul elő alacsonyabb lehet, mint a központi blokk a jég vagy mélységben, ahol a jég érintkezik vízzel hőmérsékleten 0 °. Így egy mély tó található magasan a hegyek Alaszka, jég borítja az egész év során, és a külső felületén egyensúlyban lehet a környezeti levegő hőmérséklete télen eléri -40 °. Ugyanakkor nem fagyott mély víz hőmérséklete a 0 ° mindig egyensúlyi állapotban a belső felületén a jégréteg, amely a tó. Az átfolyó víz egy lyukat az oldalán egy hegy, hajt meg egy villamos generátor, amely egész évben üzemel a szomszéd völgyben. Ugyanez a jelenség, csak kisebb mértékben, akkor is reprodukálni lehet az laboratóriumi körülmények között, amikor a víz került kémcsövek, lombikok vagy más hajók befolyása alatt alacsony hőmérsékleten megfagy a széleken és a közepén, hogy a pont, amíg ez termikusan egyensúlyi, ingyenes lesz a víz.

Vízben szuszpendált részecskék taszítják a jég elől, ahogy mozog, és nem tartalmazza a jégkristályok, akkor is, ha körülötte minden oldalról közeledő őket jégen. Légköri gázok hőmérsékleten 0 ° maradnak vízben oldjuk. Bizonyos körülmények között a jégkristályok alkothat gázbuborékokat, gyakran látható állatok vagy növények, körülvéve jégkristályok. A diffúzió sebessége az oxigén, szén-dioxid és egyéb gázok a jég jelentéktelen, de figyelembe kell venni.

Ice rakódik, mint egy vékony film üveg és egyéb felületek eredményeként kondenzáció és az azt követő fagyasztás a vízmolekulák, amelyek korábban a gőz állapotban. A növekedés üteme és alakja az egyes kristályok függően változhat a hőmérséklet, páratartalom és a felület természetétől. A példák közé tartoznak a különböző komplex minták jégkristályok képződnek fagyasztott télen ablaküvegen.

Lyuyet leírt mérési módszerét, az alacsony hőmérséklet és a fokozott optikai módszerekkel filmgyártó rögzítési kristályok vékony filmek tiszta vizet, lassan lehűtjük, vagy fordítva, a sebesség több száz fok 1 másodperc. A jégképződés tiszta vízben 0 ° sarkok jeges vérlemezkék lekerekített formájú, valamint a perem és él tű alakú kristályok formájában. Minél nagyobb a hűtési sebesség, annál nagyobb a kristályok száma képződik, és a kevésbé azok eredeti felbontás. Lyuyet hangsúlyozza, hogy megfigyelhető mikroszkóp alatt apró kristályok körülbelül 1 m / s 3. A legközelebb központjai közötti távolság az egyes oxigénatomot a vízmolekulák 2.76 A. Így a legkisebb látható jégkristályok kell tartalmaznia nem kevesebb, mint 27 x 10 9 molekulák. Úgy tűnhet, hogy a film a víz, sebességgel lehűtjük többszáz fokos 1 másodperc, alakítjuk homogén üveg tömeg. Ha üvegszerű, akkor megfigyelhető rendellenes elrendezése a molekulákat. Nemrégiben, elektronmikroszkóp segítségével és az X-ray spektroszkópia nem érzékelt víz filmet lehűtjük a maximálisan elérhető sebesség, apró kristályok, optikai módszerekkel megfoghatatlan.

Pride and Jones rámutatott, hogy a járó nehézségek az átalakítás vizet üveges állapotban. Sűrű üveges tartalmazó massza egy bizonyos mennyiségű jégkristályok lehet beszerezni, és tartjuk alatti hőmérsékleten -130 °. De felmelegedés feletti hőmérsékletre -129 ° kristályosodási folyamat befejeződött. Merimen Keyfig és kivételesen gyors hűtés szublimálással jég és lassú kondenzációs vákuumban fémfelületre a folyékony nitrogén hőmérsékletén (196 °). Előkészített replika kristály vizsgálati felületet elektronmikroszkóp alatt. Az ilyen finomszemcséjű film megjelent, az egyes szemcsék elérte átmérője körülbelül 150 mikron. Talán ez volt az igen kis kristályok vagy aggregátumok molekulák. Films melegítjük közötti hőmérsékleten -70 és -120 ° C-on különböző ideig (30 másodperc és 5 perc), majd ismét lehűtjük a folyékony nitrogén hőmérsékletén, és eltávolítani a replikák. Tanulmányok azt mutatják, rendkívül erőteljes jégkristályok növekedését rövid ideig nagyon alacsony hőmérsékleten (70-96 ° C). Migrációs átkristályosítással ilyen jellegű is előfordulhat vékony filmek jég bármely hőmérséklet 0 -120 °. Mobilitás jég alacsony hőmérsékleten is megfigyelhető a háztartási hűtők és ipari hűtőrendszerek. Mondanom sem kell, a víz átalakul jég, ez nem egy statikus állapot. Az egyes jégkristályok vándorolnak kapcsolatot másokkal, és így fokozzák a mennyiség, függetlenül attól, hogy azok érintkeznek a szabad vízzel vagy vízgőzzel a levegőben.

X-ray vizsgálatok kimutatták, hogy a nem megfagyott víz, úgy tűnik, már „törött a szerkezet a jég.” Ez azt jelenti, hogy a nem megfagyott víz mindig tartalmaz több olyan molekulát, amelyek kapcsolódnak a négy szomszédos molekulák hidrogénkötések valamint azok a molekulák jég, amely egy tetraéder. Ezek a kapcsolatok folyamatosan tört és átépítették. Növekvő hőmérséklettel, az átlagos száma kötvények molekulánként csökken és olyan hőmérsékleten, mintegy + 40 ° eléri két. Mondanom sem kell, azonban, hogy ha figyelembe vesszük a víz, mint egyfajta felhalmozódása molekulák, nem lehet úgy tekinteni, mint teljesen idegen neki jeget tartalmaz. Mindegyik molekula víz V-alakú, ahol az oxigénatom található a vertex V. Az a szög, a vertex a két V OH kötések jelentése: 103-106 °. A hossza minden egyes kapcsolat OH 0,96 A.

Mindegyik oxigénatom veszi körül négy másik, és a hidrogén-ionok vannak elrendezve a összekötő vonalak az oxigén atomok a sejtmagban. Ily módon egy pozitív töltésű protonok vízmolekulák társított negatív töltéseinek két szomszédos molekulák. Mind a négy külső vízmolekulák az eredeti tetraéder vonzza három molekula, amelyek szintén a tetraéder. A kötött molekulák száma, hogy a jég gócképződés Center, fokozatosan növekszik, és a kezdeti szerkezetet (formájában tetraéder) fennmaradt a növekedési időszakban a kristály vagy a jég lemez. Mivel tetraéderek nem lehet nagyon szorosan egymás mellett, a jég sűrűsége kicsi, úszik a víz felszínén, és, mint már említettük, a tömörítési okoz a jég olvadása 0 °, mivel a nyitott „laza” rácsos jégkristályok nem lehet fenntartani a magas légköri nyomáson. Ezzel szemben sok más anyagok nyomás növelésével könnyen megszilárdulni.

Külön vízmolekulák a kristály növekvő jég jelentős fokú szabadságot. Azonban annak érdekében, hogy megtörjön a hidrogénkötés szükséges energiát, és a jég tömegét bizonyos tekintetben úgy lehet tekinteni, mint egy hatalmas molekula. Meg kell jegyezni, hogy a kötési vízmolekulák a komplexből a hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületek alapvetően nem különbözik attól a kötő vízmolekulák jégben egymással. Kevés anyagok kötődnek vízmolekulák helyett maga a víz, különösen alacsonyabb hőmérsékleteken. Bizonyíték erre az a tény, hogy az, hogy a jég 0 ° gőz, ahol a kötődő molekulák kevesebb, mint 600 kalóriát szükséges 1 g

Oszd meg barátaiddal