2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2
 
 Re: Переохлажденная вода
Сообщение11.05.2018, 07:28 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
realeugene в сообщении #1311569 писал(а):
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

Канонически считается, что объемная энергия Гиббса у льдышки меньше, но есть положительная поверхностная добавка. Первый вклад пропорционален кубу размера, второй - квадрату. Поэтому у маленьких зародышей энергия Гиббса выше, и для продолжения процесса необходим зародыш не меньше критического размера (критический размер убывает с увеличением переохлаждения).
Можно смотреть с другой стороны: положительная кривизна поверхности понижает температуру плавления (эффект Гиббса-Томсона), поэтому для маленьких зародышей вещество оказывается слишком теплым, и нужно большое переохлаждение. Опять же критический размер - для которого требуемое переохлаждение равно актуальному.
На пылинках получаются более плоские зародыши, поэтому влияние кривизны меньше.
Я даже встречал мнение среди специалистов по росту кристаллов, что у воды гомогенную нуклеацию вообще невозможно наблюдать, всегда кристаллизация начинается на гетерогенных центрах.

Видел также интересный опыт с металлическими сплавами: с помощью электромагнитной левитации каплю удается хорошо изолировать от внешних воздействий и переохладить градусов на четыреста. Если потом этой капли коснуться иголочкой, от этого места очень быстро вырастает сетка дендритов, пронизывающая весь объем. Кристаллизуется, естественно, несколько процентов, а остаток нагревается до температуры плавления.

 Профиль  
                  
 
 Re: Переохлажденная вода
Сообщение11.05.2018, 15:25 


15/11/11
243
Rusit8800 в сообщении #1311500 писал(а):
В статье написано, что жидкость в холодильнике легко охладить до $-5$ градусов.
Без дополнительных ухищрений, воду из под крана, мне удавалось переохладить только до -2 градусов (в объеме 1,5 литра).

DimaM в сообщении #1311621 писал(а):
положительная кривизна поверхности понижает температуру плавления (эффект Гиббса-Томсона), поэтому для маленьких зародышей вещество оказывается слишком теплым, и нужно большое переохлаждение
Не знаю к месту или нет, но как-то я проделывал опыт: на керамическую подложку (термоэлектрического модуля) охлажденную до -18 градусов я капал воду, при диаметре капли 3...5 мм она быстро (несколько секунд) замерзала, а если диаметр капли был 0,5...1 мм, то вода в ней не замерзала вовсе.

Еще наблюдал один интересный факт: в момент лавинообразной кристаллизации (длительностью секунд 5 примерно) зафиксировал рост температуры до +4,5 градусов, когда процесс кристаллизации закончился, то температура стала такой какой и положено быть - около нуля (погрешность измерения 0,3 градуса).

 Профиль  
                  
 
 Re: Переохлажденная вода
Сообщение11.05.2018, 20:28 


27/08/16
9426
Parkhomuk в сообщении #1311712 писал(а):
Еще наблюдал один интересный факт: в момент лавинообразной кристаллизации (длительностью секунд 5 примерно) зафиксировал рост температуры до +4,5 градусов, когда процесс кристаллизации закончился, то температура стала такой какой и положено быть - около нуля (погрешность измерения 0,3 градуса).
Это фантастика.

 Профиль  
                  
 
 Re: Переохлажденная вода
Сообщение11.05.2018, 21:27 
Заслуженный участник


20/08/14
11063
Россия, Москва
Скорее ошибка постановки эксперимента. Т.е. да, такого быть не может, но не потому что нельзя такое намерять никогда, а потому что намерять при желании или ошибках можно что угодно, в том числе и это.

 Профиль  
                  
 
 Re: Переохлажденная вода
Сообщение14.05.2018, 09:57 
Заслуженный участник


28/12/12
7740
Parkhomuk в сообщении #1311712 писал(а):
Не знаю к месту или нет, но как-то я проделывал опыт: на керамическую подложку (термоэлектрического модуля) охлажденную до -18 градусов я капал воду, при диаметре капли 3...5 мм она быстро (несколько секунд) замерзала, а если диаметр капли был 0,5...1 мм, то вода в ней не замерзала вовсе.

Это явно не эффект кривизны, там характерный радиус гораздо меньше.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 20 ]  На страницу Пред.  1, 2

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group