Переохлажденная вода

[Rusit8800]

Никак не могу понять, как в статье на странице 27 вывели уравнение

$$\[c{m_v}({t_0} - t) = \lambda {m_l}\]$$

То есть энергия, выделившаяся при нагревании воды пошла на таяние льда?

[Pphantom]

Rusit8800 в сообщении #1311479 писал(а):

То есть энергия, выделившаяся при нагревании воды пошла на таяние льда?

В статье описывается кристаллизация переохлажденной воды (т.е. замерзание воды, образование льда и т.п. синонимы). Что Вы имеете в виду под "таянием льда"?

[realeugene]

Rusit8800 в сообщении #1311479 писал(а):

То есть энергия, выделившаяся при нагревании воды пошла на таяние льда?

Наоборот.

[Rusit8800]

Pphantom в сообщении #1311482 писал(а):

В статье описывается кристаллизация переохлажденной воды (т.е. замерзание воды, образование льда и т.п. синонимы). Что Вы имеете в виду под "таянием льда"?

Кристаллизацией

realeugene в сообщении #1311483 писал(а):

Наоборот.

Точно

-- 10.05.2018, 19:15 --

В статье написано, что жидкость в холодильнике легко охладить до $-5$ градусов. Почему это так легко, и при каких условиях это сделать непросто - чтобы температура воды ниже $0$ не опускалась? Удивительно, что перегреть жидкость сложно, а переохладить - легко.

[arseniiv]

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

и при каких условиях это сделать непросто - чтобы температура воды ниже $0$ не опускалась?

Можно попробовать непрерывно её трясти, например. Или загрязнить ядрами кристаллизации.

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

Удивительно, что перегреть жидкость сложно, а переохладить - легко.

Перегреть ту же воду бытовой чистоты можно достаточно легко в микроволновке. Правда, там есть детали (форма сосуда, поверхность, нужно ли вращение, нужно ли греть постоянно (на максимальной мощности) или с перерывами…), и что там лучше — не помню.

[Rusit8800]

arseniiv в сообщении #1311519 писал(а):

Можно попробовать непрерывно её трясти, например.

Как тряска влияет на кристаллизацию?

arseniiv в сообщении #1311519 писал(а):

Или загрязнить ядрами кристаллизации.

Что представляют из себя эти ядра?

[Pphantom]

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

Кристаллизацией

Т.е. под "таянием льда" Вы имеете в виду "кристаллизацией" (прямо в этом падеже)? Понятно.

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

В статье написано, что жидкость в холодильнике легко охладить до $-5$ градусов. Почему это так легко,

Потому что при этом ее вполне реально поместить в сосуд с ровными стенками и не трясти.

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

и при каких условиях это сделать непросто - чтобы температура воды ниже $0$ не опускалась?

Ну, например, попробуйте переохладить воду в уличной луже.

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

Удивительно, что перегреть жидкость сложно, а переохладить - легко.

Не так уж и сложно. Опять-таки найти сосуд с ровными стенками и постараться минимизировать конвекцию при нагреве...

[Dmitriy40]

Выскажу ИМХО.
И перегреть и переохладить воду одинаково легко/трудно. Другое дело что труднее обеспечить равномерный поток тепла к воде, чем от неё (при охлаждении). Ну ещё и греют часто быстрее чем охлаждают - а это приводит к бОльшей конвекции вместо теплопроводности и нарушается однородность жидкости.
Так что я бы сказал что в теории одинаково легко, на практике охладить часто проще.
В СВЧ форма сосуда влияет мало (если вообще влияет) (UPD: зачеркнул ибо засомневался), намного важнее чистота внутренней поверхности сосуда, чистота воды, равномерность вращения (а с этим у СВЧ видимые глазом проблемы). Греть постоянно или импульсно тоже не так уж важно, важнее греть пространственно равномерно.

[arseniiv]

Rusit8800 в сообщении #1311527 писал(а):

Что представляют из себя эти ядра?

Какие-то (нерастворимые) частицы достаточного размера. Не помню, с какого они годятся, и бывает важен и их состав (если они кристаллические, решётка должна быть «достаточно похожа» на решётку льда).

Rusit8800 в сообщении #1311527 писал(а):

Как тряска влияет на кристаллизацию?

Тут тоже, боюсь, развёрнуто не отвечу, просто запомнил. Сейчас прочитал, что сдвиговые напряжения могут отсоединять от одного кристаллика меньшие, увеличивая концентрацию ядер.

[realeugene]

Переохлаждённые облака с температурой до -20 встречаются часто, изредка до -40. Температура спонтанного замерзания воды около -44. При этой температуре замерзает даже сверхчистая вода при полном отсутствии ядер кристаллизации только за счёт термодинамических флуктуаций.

Rusit8800 в сообщении #1311527 писал(а):

Что представляют из себя эти ядра?

Пыль всякая.

Rusit8800 в сообщении #1311527 писал(а):

Как тряска влияет на кристаллизацию?

Говорят, что если встряхнуть бутылку с переохлаждённой водой, то она замёрзнет.

[Rusit8800]

Pphantom в сообщении #1311530 писал(а):

Т.е. под "таянием льда" Вы имеете в виду "кристаллизацией" (прямо в этом падеже)? Понятно.

А что не так то? Я даже зашел в Википедию и сразу наткнулся на надпись "Кристаллизация воды с образованием льда".

realeugene в сообщении #1311561 писал(а):

Говорят, что если встряхнуть бутылку с переохлаждённой водой, то она замёрзнет.

Я это знаю. Почему так происходит? Вот в чем вопрос.

realeugene в сообщении #1311561 писал(а):

Пыль всякая.

И как это пыль влияет на кристаллизацию. Почему она образовывает "фронт кристаллизации"?

[realeugene]

Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):

Удивительно, что перегреть жидкость сложно, а переохладить - легко.

При попытке перегреть воду давление насыщенных паров воды вблизи поверхности воды превышает атмосферное давление воздуха, диффузия пара сразу же заменяется макроскопическим потоком чистого пара от поверхности, который ограничен тем, что испарение жидкости охлаждает поверхность этой воды. При переохлаждении подобных физических процессов нет.

[arseniiv]

Rusit8800 в сообщении #1311562 писал(а):

А что не так то?

Ну, таяние и кристаллизация в разные стороны идут.

[realeugene]

Rusit8800 в сообщении #1311562 писал(а):

И как это пыль влияет на кристаллизацию. Почему она образовывает "фронт кристаллизации"?

Образование льда в переохлаждённой воде энергетически выгодно, но для образования первого ледяного кристалла в чистой воде нужно преодолеть энергетический барьер. Например, потому что объём льда больше и молекулы воды в кристаллах льда расположены с большими промежутками. Пыль облегчает образование первого ледяного кристалла. После образования первого ледяного кристалла процесс неостановим, так как его мелкие осколки являются новыми ядрами кристаллизации. До образования осколков кристаллизация происходит обычным путём на поверхности первого зародыша.

Рекомендую прочитать рассказ Курта Воннегута "Колыбель для кошки". Лёд-9 в нём, конечно, фантастика, но был придуман писателем по мотивам кристаллизации обычного льда из переохлаждённой воды.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1311569 писал(а):

Рекомендую прочитать рассказ Курта Воннегута "Колыбель для кошки". Лёд-9 в нём, конечно, фантастика, но был придуман писателем по мотивам кристаллизации обычного льда из переохлаждённой воды.

В этом рассказе как раз теплота кристаллизации проигнорирована, и с точки зрения физики получилась ерунда (литературных достоинств не касаюсь).