при какой температуре замерзает вода в морозилке
Почему в морозилке быстрее замерзает горячая вода, чем холодная?
От контакта с холодной поверхностью в морозилке, горячая вода будет охлаждаться и замерзать со дна, в то время как холодная покроется корочкой льда сверху, что затормозит процесс замерзания.
Так же, горячая вода будет испаряться, а раз объём воды уменьшается, то и замерзнет она быстрее.
*в герметичных контейнерах холодная вода замерзнет быстрее.
Интересно, что изначально этот процесс назывался эффектом Мпембы (Mpemba Effect), который был обнаружен танзанийском школьников в 1963 г, во время выполнения школьного проекта (интересно наверно учиться там, в Танзании).
Эффект был в том, что при одинаковых количествах горячей воды и холодной воды в двух соответствующих одинаковых сосудах в холодильнике, замерзает тот сосуд первым, в котором была горячая вода.
Оказывается, что эффект этот был известен со времен Аристотеля, и свое решение этой задачи даже имел Ренэ Декарт. В 2012 г Королевское Химическое Общество даже объявило конкурс на самое лучшее объяснение этого эффекта. Результатом конкурса были около 20000 заявок-объяснений.
Финальная точка все же была поставлена в 2016 г, в статье ученых из Кембриджа, опубликованная в Scientific Reports, где впервые с высокой достоверностью был проверен эффект Мпембы. Результат нулевой.
Такого эффекта нет, и горячая вода замерзает, как и положено ей, позже холодной воды. Задача, которой около 2500 лет, оказалась некорректной.
Все известные и неизвестные способы быстро заморозить лед кубиками
Прозрачные и ровные кубики льда незаменимы в жару. Их можно добавить не только в лимонад или сок, но даже в кофе или чай, в вечерние коктейли. Если лед внезапно закончился или гости неожиданно появились на пороге, можно использовать один из многочисленных способов быстрой заморозки. Эти методы хороши и в случае, если мощности морозилки недостаточно для моментального охлаждения. Такое часто случается со старыми аппаратами или техникой, подключенной к сети в дачных домиках.
Правильная форма
Быстро заморозить воду можно, если выбрать для этого соответствующие формы. Чем меньше размер готового кубика, тем быстрее он сформируется. Кроме того, тонкие и вытянутые прямоугольники, необычные сложные фигуры застывают быстрее. Дело в том, что вода будет иметь большую площадь контакта с охлаждаемой напрямую поверхностью. В итоге лед не только потребует меньше времени на приготовление, но еще и окажется более прозрачным, менее мутным. В продаже несложно найти подобные формы. С их помощью можно получить ледяные сердечки, звездочки, которые точно понравятся детям.
Быстро пройдет замораживание, если использовать специальные одноразовые или многоразовые пакеты. Через особый клапан в них можно залить воду. Сама форма при этом поместится даже в переполненную морозилку, поскольку она не жесткая, а гибкая. Стенки пакета намного тоньше, они лучше проводят тепло. Они полностью прилегают к поверхности полки, что также ускоряет процесс. Сами кубики получатся маленькими.
Такой размер хорош для прохладительных напитков или коктейлей, но не для благородных и сложных напитков. В небольшом стакане маленький лед моментально растает, разбавив исходный продукт.
Поэтапная заморозка
Чтобы ускорить процесс формирования плотного кубика льда, достаточно наливать воду постепенно. Сначала нужно заполнить форму на одну четверть, после уже на треть и затем до верха. В этом случае весь процесс займет около получаса, вместо трех-четырех часов при обычной технологии единоразового заполнения формы. Работает тот же физический принцип: увеличивается площадь соприкосновения с холодным воздухом и замороженным основанием, за счет чего весь объем охлаждается равномерно.
Такая заморозка – удобный вариант, если лед нужен постоянно. Даже если не удастся заполнить формы полностью, кубики все равно уже будут готовы хотя бы наполовину. Это также удобно, если хочется приготовить коктейли или лимонады с холодной крошкой. Маленькие нормы легче закладывать в блендер или шейкер и измельчать.
Химические эффекты
Некоторые вещества способны ускорять процессы замерзания за счет изменения скорости теплообмена. С такой целью можно использовать:
При высокой концентрации соли раствор будет застывать хуже, то же происходит при наличии большого количества примесей. Поэтому использовать лучше фильтрованную жидкость, такая превратится в лед гораздо быстрее. Но при правильном применении крупная пищевая соль станет полноценным катализатором реакции. Когда общая масса залитой в форму воды сильно охладится, начнет менять свою структуру, можно просто добавить в каждую ячейку по одной крупинке. Они станут центром кристаллизации, затвердеет вода быстрее. При этом на вкусовых качествах это никак не отразится.
Аналогичным образом можно использовать лимонную кислоту или сок цитрусовых. При этом легко менять вкус льда, добавляя больше или меньше. Но экспериментировать лучше со свежевыжатым соком, а не пакетированным. В нем нет сахара, который тормозит процесс замораживания.
Если кислоты будет слишком много, она может выпасть в осадок. Поэтому лучше не добавлять больше 1 процента от общей массы.
Моментально заморозить лед несложно. Даже если нет специальной формы, можно использовать обычный полиэтиленовый пакет, налив тонкий слой воды. Простая жидкость замерзнет намного быстрее, если добавить немного лимонной кислоты или поваренной соли. Но нужно понимать, что маленькие кубики растают намного быстрее и в напитке. Поэтому, если нужны крупные формы, например, для виски или детского коктейля, лучше потратить время на заморозку обычных кубиков или шариков.
Температура замерзания воды
Подпишитесь и получайте дополнительные скидки
Температура замерзания воды
Эффект «стекловидной» воды
Всем известно, что вода кипит при 100 °С, а замерзает при 0 °С. Но не все так однозначно. Оказывается, чистая вода, впрочем, и морская тоже, при нуле не замерзает.
Если очень медленно охладить очень чистую воду (в идеале для такого эксперимента нужна дистиллированная), она будет оставаться жидкой при очень низких температурах. В таком промежуточном между льдом и водой состоянии структура вещества становится «стекловидной». Длится это состояние недолго. Если в такую переохлажденную воду попадет небольшой кусочек льда, пылинка или снежинка, по всему объему мгновенно прорастут длинные кристаллы льда.
Эффект Мпембы
Вода преподносит и другие сюрпризы. Оказывается, при определенных условиях горячая вода замерзнет быстрее, чем изначально холодная. Этот факт замечали Аристотель и Рене Декарт, но название «эффект Мпембы» парадокс получил по имени танзанийского школьника Эрасто Мпембы, который в 1963 году обнаружил его при замораживании мороженого.
Парадоксально и то, что ученые до сих пор затрудняются найти единое объяснение этому феномену. Предположений много:
Все эти факторы проверяются в ходе исследований и экспериментов, но единого верного ответа и решения парадокса Мпембы современная наука пока что не дает. Зато эффект этот имеет широкое практическое применение в кулинарном деле.
Как заморозить воду
Особенности кристаллизации воды широко используются при ее очистке и смягчении. Вместо долгого кипячения, делающего воду мертвой, и отстаивания, которое позволяет избавиться лишь от хлора и газов, для получения идеально чистой воды существует технология вымораживания.
Вода, которая течет из крана, содержит не только грязь и ржавчину из труб, но соли, металлы, хлор, ненужные примеси, их можно убрать способом заморозки-разморозки, получив в итоге полезную талую воду. Этим способом можно очищать воду в домашних условиях, но есть ряд неудобств:
Конечно, если у человека есть время, желание и возможность очищать воду вымораживанием дома, это неплохо. Но промышленные технологии куда точнее и эффективнее, используют методы шоковой и медленной заморозки по Лабзе, Муратову, Маловичко. В условиях жизни большого города и офисной работы, требующей концентрации и полного рабочего дня, тратить драгоценное время на длительные процедуры с домашней морозилкой нерационально. Надежнее поставить в офисе хороший кулер для воды с охлаждением и организовать постоянную доставку чистой воды прямо в офис. На нашем сайте можно найти телефоны доставки воды.
Отвечаем на вопрос: какая вода замерзает скорее — пресная или соленая, и почему?
Пресная и соленая вода – это различные по составу растворы. Их физические свойства различаются. Незначительно, но это влияет на их хозяйственное использование.
Какая превратится в лед быстрее?
При одинаковых внешних факторах скорость кристаллизации пресной воды будет выше, чем соленой. При резком охлаждении молекулы воды начинают сцепляться друг с другом, и формируется осколок льда.
Поэтому скорость образования льда в природе, исходя из исследований американских ученых, составляет 2,32 секунды.
Соленая вода не имеет четко установленной температуры замерзания. Этот показатель зависит от концентрации растворенных веществ.
Рассчитать показатели, при которых начинается образование льда можно по формуле:
Результат всегда будет ниже 0 градусов. Кроме этого, механизм образования льда такого раствора отличается от процессов, проходящих в питьевой воде.
Сравнительные показатели
Наличие примесей существенно влияет на физические свойства вещества:
Температура замерзания
Почему несоленая замерзнет при 0 градусов, а соленая – меньше 0 градусов?
Соленые и пресные воды отличаются по составу. Это 2 различных раствора. Они отличаются по физическим показателям. Поэтому температуры кристаллизации отличаются.
Факторы и их влияние
На начало процесса образования льда в питьевой воде оказывает влияние 2 фактора – процент растворенных минеральных веществ и давление.
Если понизить давление, то процесс кристаллизации замедлится. При изменении показателя на 1 атмосферу температура повышается на 0,01°C.
Факторы, влияющие на температуру образования льда из соленой воды:
Как происходит кристаллизация в различных растворах?
Процесс кристаллизации жидкости отличается в зависимости от степени ее минерализации:
Дальнейший процесс зависит от внешних факторов. Соленая вода замерзает, начиная от края емкости, в центре образуется непрозрачный стержень. В нем содержится большая часть минеральных добавок. Эта часть замерзает последней.
Если процесс идет в естественных условиях, то верхняя охлажденная часть будет опускаться вниз. На поверхность поднимаются теплые потоки.
Видео по теме статьи
Какая вода замерзнет быстрее — соленая или пресная, видео-эксперимент:
Заключение
Сравнивать скорость замерзания пресной и соленой воды некорректно. Так как это разные растворы с различными физическими характеристиками.
В одинаковых условиях лед в емкости с первой образуется раньше, чем в пробирке со второй. Ведь их способы и механизмы кристаллизации различны, как и плотность растворов.
Как моментально заморозить воду
Известно, что вода замерзает при температуре 0 градусов по Цельсию. Для этого, конечно, нужно время, однако есть способ, который позволяет заморозить ее практически моментально, удивив этим друзей и знакомых.
Посмотрим как это делается в видеоролике:
Итак, нам понадобится:
Бутылка очищенной воды, которую можно приобрести в любом продуктовом магазине.
Помещаем несколько бутылок в морозильник. Чем больше бутылок будет, тем больше будет шансов все сделать правильно.
Морозильная камера автора видеоролика обеспечивает температуру 18 градусов ниже нуля. Большинство современных морозильников обеспечивают такую температуру по умолчанию.
Перед тем, как поместить бутылки в морозильник, нужно продержать их некоторое время в комнатной температуре. Для лучшего результата бутылки в морозильнике нужно класть в горизонтальном положении.
Если использовать пол-литровые бутылки, то их нужно продержать в морозильной камере ровно полтора часа. По истечении времени проверяем бутылки на предмет заморозки. Как только в бутылка становится видны ледяные хлопья или вода частично заморозилась, дальнейшую заморозку нужно прекратить.
От этого времени нужно отнять 10 или 15 минут и засечь новое время. Так можно узнать идеальное время для моментальной заморозки воды.
Доставать бутылку из морозильника нужно очень аккуратно, поскольку малейшее неосторожное движение может привести к преждевременной заморозке воды. Бутылка снята, нам остается всего – лишь ударить по ней слегка и наблюдать за красотой моментальной кристаллизации.