هوپا، انجمن علم ایران

به نظرم میعان سریع بخارات آب خارج شده از فلاسک به انجماد آب کمک کرده

سلام من یک دانش آموز پایه هشتم تیزهوشانی هستم
می خواستم بدونم علت این اتفاقی که برای شما می فرستم چیه?
http://www.aparat.com/v/yrqE

ساختن_یخ_در_چند_ثانیه

با سلام
اقا رامتین این حالت از یخ زدن اب رو من تو حالتهای مختلفی دیدم.
1- وقتی که بطری پر از اب بود در بطری را باز کردم و اب از بالا شروع به یخ زدن به سمت پایین کرد و حالت پنبه ای شد.
2- حالت بعدی وقتی که بطری تا نصفه اب داشت و با تکان دادن بطری شروع به یخ زدن کرد. در واقع همان حالتی که شما فرمودین.
من این این پدیده رو الان حدود 8-9 ساله که دارم میبینم. و نظرات دوستان هم خوندم که البته محترم بوده اما من قبول ندارم چون شرایط نقض رو برای هر کدوم دیدم و امتحان کردم.
این حالت از یخ زدن اب بیشتر در یخدونهای یخچالهایی که تازه در حال یخ سازی هستند رخ می دهد( یخچالی که اواپراتور اون بدون برفک است) و این موضوع باعث میشه که وقتی یک بطری اب توی یخدون قرار میدیم به علت سطح تماس کم بطری با سطح یخدون(اواپراتو) (به علت عدم وجود برفک) در قسمت تماس بطری با اواپراتور دما به شدت کاهش یافته ولی به علت همگن نبودن تمام اب بطری از نظر دمایی، تبادل حرارات صورت گرفته و یک توضیع دمایی با اختلاف زیاد در اب بطری ایجاد میشه( مثال در نقطه تماس دما -4 است اما در سطح اب دما 5 ویا 4 درجه است ) و وقتی که ما بزری اب رو تکون می دیم (اب رو هم) میزنیم و دمای کل اب به یک مقدار میانگین 1 درجه ویا 0 درجه میرسه و اب یخ میزنه.
و به فشار هوا و افزایش حجم اب در هنگام انجماد، مربوط نمیشه چونکه من مثال های نقض رو دیدم
امید وارم تونسته باشم منظورمو بگم
با تشکر

با سلام خدمت همه دوستان
آب، برای اینکه تبدیل یه یخ یا بلور یخ بشه، نیازمند چندین شرایط است.
یکی از این عوامل، وجود هسته های انجماد یا Ice nuclei ها هست. این هسته ها باید دو ویژگی داشته باشند، یا اینکه از لحاظ دمایی باید دمای مولکولهای آب رو پایین بیارن تا مولکول‌های یخ بتونن به بلور تبدیل بشن، یا اینکه باید شکل بلوری یا کریستالی داشته باشند.
اما بهتر هست که به این نکته هم اشاره بشه که، در صورت نبود هسته، آب هیچ وقت یخ نمیزنه مگر در دماهای خیلی پایین. و برخلاف تصور عموم حتی در زیر صفر درجه هم آب به صورت مایع باقی میمونه. آب حتی در دماهای خیلی منفی ، یعنی تا حدود 38- درجه هم میتونه به صورت مایع باقی بمونه، که به این حالت از آب، supercold یا ابرسرد یا فوق سرد میگن
در این حالت، یعنی در حالتی که هسته وجود نداشته باشه، تشکیل کریستال یخ، در دمای زیر دمای گفته شده، شکل میگیره. که بهش هسته سازی همگن میگن. به عبارتی ، تشکیل بلور یخ در حالتی که هسته وجود نداره، فقط در دمای زیر 38- درجه اتفاق میفته.
اما در این طرف بحث، اگه هسته وجود داشته باشه، آب یخ میزنه. و جنس، نوع و خاصیت فیزیکی و شیمیایی هسته خیلی مهمه.. یعنی باعث میشه آب در دماهای مختلفی یخ بزنه.
حالا اگه آب در حالت ابرسرد باشه، منتظر اندک شوکی (از لحاظ شرایط ترمو یا فیزیکی یا شیمیایی) هست تا فوری تبدیل به یخ بشه. و اگه این تریگل وجود داشته باشه، بلورهای یخی شکل خواهند گرفت.

اما یه بحث دیگه هست، از این لحاظ که، وقتی آب تحت شرایطی، مثل فشار کم، زودتر میجوشه و نقطه جوش اون پایین میاد، پس تحت شرایطی هم میتونه در دماهای بالاتر از صفر درجه هم یخ بزنه. امروزه، بحث یخ داغ، خیلی بحث بروزی هست و کاربردهای بسیار زیادی در علم و صنعت داره.

ببخشید، اون هسته انجماد چی هست؟ یعنی مربوط به چه چیزی تو ساختار اتمی یا ملکولی آبه؟

با سلام
خانوم عطا بخش
لطفا اگر میشه در مورد اینکه چرا این نوع یخ زدن از طرف سطح آزاد مایع شروع میشه توضیح بدین. همچنین علت این نوع یخ زدن رو توضیح بدین با توجه به( شرایط یخچال و مشاهدات کلیپ های دوستان) . همچنین خواهش میکنم در مورد این پدید خاص صرفا توضیح بدید تا قضیه روشن بشه، چرا در این حالت با ایجاد یک شوک یخ می زند؟ ما شرایط اولیه اب توی یخچال رو که می دونیم ( دمای ان زیر صفر و فشار هم تقریبا فشار جو کم و بیش) لطفا فرایند یخ زدن اب رو بعد از مرحله ایجاد شوک توضیح بدین.
با تشکر

سلامی دوباره
ببینین، بحث در این باره خیلی زیاد و گسترده هست، از طرفی، اینجا موضوع شیمی هم دخیل هست.
هسته های انجماد، هسته هایی هستند که باعث تشکیل بلور یخ میشن. شکل این هسته های یخی برای تشکیل بلور خیلی مهم است. این هسته ها اگر شکل شش وجهی، یا هگزاگونال یا شکل منظمی داشته باشن، باعث هرچه سریع تر یخ زدن مولکولهای آب میشه. و این بخاطر این است که، در بلورسازی، شکل اولیه هسته، در جذب مولکول آب یا مولکول بخار آب در جو، کمک زیادی به رشد بلور میکنه؛ البته از نظر سطح مقطعی که دربرمیگیره.

از طرفی، این هسته ها،دمای آستانه فعال سازی دارند. یعنی دمایی که در اون دما، میتونن فعال بشن و باعث یخ زدن مولکول آب مایع بشن. پس هر ماده ای، یک دمای آستانه برای شروع فرایند یخ زدن، داره. همین تفاوت در حد دمای آستانه، خود باعث میشه که بعضا دمای یخ زدن، خیلی پایین بیاد یا خیلی بالا بره.


اما بحث دیگه این هست که، فرایند یخ زدن، در 4 حالت اتفاق میفته، که یکی از اون حالت ها، همون شوکی بود که گفتیم به مولکول آب مایع وارد میشه. سازوکار این 4 حالت هم با هم فرق داره، و هر کدوم در شرایط دمایی و محیطی خاصی اتفاق میفته.