Про разморозку дома вопрос.Итак,уже более 3х суток
много факторов, но при нуле разрывает
К. Максуэлл. „Теория теплоты», %1883.
Расширение воды при замерзании.
Начиная с 4°Ц. до самой точки замерзания, вода при охлаждении расширяется, а когда она превращается в лед, расширение ее совершается быстро и внезапно. Лед, как известно, плавает на воде, потому что, вследствие расширения, он становится легче ее.
Сила, с которою происходит эт*о расширение воды при замерзании, огромна. Чтобы составить себе понятие об этой напряженности, сделаем опыт: вода наливается в железный сосуд, стенки которого имеют полдюйма толщины. Количество воды не велико, но она наполняет сосуд; после этого ,он плотно закрывается крышкой, навинчиваемой на его шейку. Б^ерем и другой такой же сосуд. Погрузим оба сосуда в охлаждающую смесь. Они постепенно охладевают, вода внутри них доходит до своей точки наибольшей плотности, и без сомнения в этот момент не совершенно наполняет бутылки, а оставляет внутри небольшую пустоту. Но скоро сжатие воды прекращается, наступает расширение; пустота медленно заполняется; вода постепенно переходит из жидкого состояния hтвердое, причем объем ее увеличивается, и этому увеличению объема сопротивляются стенки железного сосуда. Но их сопротивление бессильно перед молекулярными силами: молекулы—это замаскированные гиганты. Раздается треск: бутылка разрывается кристаллизующимися частицами; то же происходит и с другою бутылкой.
В другом опыте с громким взрывом лопались толстые стенки артиллерийской бомбы: бомба была наполнена водою, туго завинчена и поставлена в кадку с охлаждающей смесью. При выполнении этого опыта надо покрывать кадку толстым холстом: когда я не делал этого, обломки бомбы подбрасывало под потолок.
Теперь вам понятно действие мороза на водопроводные трубы в домах. Обычно думают, что разрыв труб происходит во время таяния льда в трубах *), но на самом деле это происходит во время замерзания:
*) Вследствие дурной теплопроводности стен и почвы, холод весьма медленно про никает через них и достигает водопроводных труб в домах (особенно в подвалах) с зна чительным опозданием—нередко лишь тогда, когда вне здания успела уже после морозов наступить оттепель; в этом, по всей вероятности, и следует видеть причину распространен ного заблуждения, будто водопроводные трубы лопаются не в мороз, а в оттепель, т.-е. не от замерзания воды, а от таяния льда.— Сост.
Фильтр рвало у меня на глазах при минус 9.
При этом трубы пластиковые такую температуру держат без проблем.
Корпус насоса разорвало при температуре примерно минус 12 — точно не знаю, но такой скачок температуры был по словам соседа. Металлопласт выдержал.
Источник
Эффект Мпембы. Длиннотекст.
И так, что это и с чем его едят?
Эффект Мпембы (Парадокс Мпембы) — парадокс, который гласит, что горячая вода при некоторых условиях замерзает быстрее, чем холодная, хотя при этом она должна пройти температуру холодной воды в процессе замерзания. Данный парадокс является экспериментальным фактом, противоречащим обычным представлениям, согласно которым при одних и тех же условиях более нагретому телу для охлаждения до некоторой температуры требуется больше времени, чем менее нагретому телу для охлаждения до той же температуры.
Этот феномен замечали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт, однако лишь в 1963 году танзанийский школьник Эрасто Мпемба установил, что горячая смесь мороженого замерзает быстрее, чем холодная.
Будучи учеником Магамбинской средней школы в Танзании Эрасто Мпемба делал практическую работу по поварскому делу. Ему нужно было изготовить самодельное мороженое — вскипятить молоко, растворить в нем сахар, охладить его до комнатной температуры, а затем поставить в холодильник для замерзания. По-видимому, Мпемба не был особо усердным учеником и промедлил с выполнением первой части задания. Опасаясь, что не успеет к концу урока, он поставил в холодильник еще горячее молоко. К его удивлению, оно замерзло даже раньше, чем молоко его товарищей, приготовленное по заданной технологии.
После этого Мпемба экспериментировал не только с молоком, но и с обычной водой. Во всяком случае, уже будучи учеником Мквавской средней школы он задал вопрос профессору Деннису Осборну из университетского колледжа в Дар-Эс-Саламе (приглашенному директором школы прочесть ученикам лекцию по физике) именно по поводу воды: «Если взять два одинаковых контейнера с равными объемами воды так, что в одном из них вода имеет температуру 35°С, а в другом — 100°С, и поставить их в морозилку, то во втором вода замерзнет быстрее. Почему?» Осборн заинтересовался этим вопросом и вскоре в 1969 году они вместе с Мпембой опубликовали результаты своих экспериментов в журнале «Physics Education». С тех пор обнаруженный ими эффект называется эффектом Мпембы.
До сих пор никто точно не знает, как объяснить этот странный эффект. У учёных нет единой версии, хотя существует много. Всё дело в разнице свойств горячей и холодной воды, но пока не понятно, какие именно свойства играют роль в этом случае: разница в переохлаждении, испарении, формировании льда, конвекции или воздействии разжиженных газов на воду при разных температурах.
Парадоксальность эффекта Мпембы в том, что время, в течение которого тело остывает до температуры окружающей среды, должно быть пропорционально разности температур этого тела и окружающей среды. Этот закон был установлен еще Ньютоном и с тех пор много раз подтверждался на практике. В данном же эффекте вода с температурой 100°С остывает до температуры 0°С быстрее, чем такое же количество воды с температурой 35°С.
Тем не менее, это еще не предполагает парадокс, поскольку эффекту Мпембы можно найти объяснение и в рамках известной физики. Вот несколько объяснений эффекта Мпембы:
Горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая тем самым свой объём, а меньший объем воды с той же температурой замерзает быстрее. Нагретая до 100 С вода теряет 16% своей массы при охлаждении до 0 С.
Эффект испарения – двойной эффект. Во-первых, уменьшается масса воды, которая необходима для охлаждения. И во-вторых, снижается температура из-за того, что уменьшается теплота испарения перехода из фазы воды в фазу пара.
Из-за того, что разница температур между горячей водой и холодным воздухом больше — следовательно теплообмен в этом случае идет интенсивнее и горячая вода быстрее охлаждается.
Когда вода охлаждается ниже 0 С она не всегда замерзает. При некоторых условиях она может претерпевать переохлаждение, продолжая оставаться жидкой при температурах ниже температуры точки замерзания. В некоторых случаях вода может оставаться жидкой даже при температуре –20 С.
Причина этому эффекту в том, что для того, чтобы начали формироваться первые кристаллы льда нужны центры кристаллообразования. Если их нет в жидкой воде, тогда переохлаждение будет продолжаться до тех пор, пока температура не понизится настолько, что кристаллы начнут формироваться спонтанно. Когда они начнут формироваться в переохлаждённой жидкости, они начнут расти быстрее, формируя лёдовую шугу, которая замерзая, будет образовывать лёд.
Горячая вода больше всего подвержена переохлаждению поскольку её нагревание устраняет растворённые газы и пузырьки, которые в свою очередь, могут служить центрами образования кристаллов льда.
Почему же переохлаждение заставляет горячую воду застывать быстрее? В случае с холодной водой, которая не переохлаждается происходит следующее. В этом случае тонкий слой льда будет образовываться на поверхности сосуда. Этот слой льда будет действовать как изолятор между водой и холодным воздухом и будет препятствовать дальнейшему испарению. Скорость формирования кристаллов льда в этом случае будет меньше. В случае с горячей водой, подвергающейся переохлаждению, переохлаждённая вода не имеет защитного поверхностного слоя льда. Поэтому она теряет тепло намного быстрее через открытый верх.
Когда процесс переохлаждения заканчивается и вода замерзает, теряется намного больше тепла и поэтому формируется больше льда.
Многие исследователи этого эффекта считают переохлаждение главным фактором в случае с эффектом Мпемба.
Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу.
Объясняется этот эффект аномалией плотности воды. Вода имеет максимальную плотность при 4 С. Если охладить воду до 4 С и положить её при более низкой температуре, поверхностный слой воды замерзнет быстрее. Потому что эта вода менее плотная чем вода при температуре 4 С, она останется на поверхности, формируя тонкий холодный слой. При этих условиях тонкий слой льда будет формироваться на поверхности воды в течение короткого времени, но этот слой льда будет служить изолятором, защищающим нижние слои воды, которые будут оставаться при температуре 4 С. Поэтому дальнейший процесс охлаждения будет проходить медленнее.
В случае с горячей водой ситуация совершенно иная. Поверхностный слой воды будет охлаждаться более быстрее за счёт испарения и большей разницы температур. Кроме того, холодный слои воды более плотные, чем слои горячей воды, поэтому слой холодной воды будет опускаться вниз, поднимая слой тёплой воды на поверхность. Такая циркуляция воды обеспечивает быстрое падение температуры.
Но почему этот процесс не достигает точки равновесия? Для объяснения эффекта Мпембы с этой точки зрения конвекции следовало бы принять, что холодные и горячие слои воды разделены и сам процесс конвекции продолжается после того, как средняя температура воды опустится ниже 4 С.
Однако, нет экспериментальных данных, которые подтверждали бы эту гипотезу, что холодные и горячие слои воды разделены в процессе конвекции.
Растворённые в воде газы
Вода всегда содержит растворённые в ней газы – кислород и углекислый газ. Эти газы имеют способность уменьшать точку замерзания воды. Когда вода нагрета, эти газы выделяются из воды, поскольку их растворимость в воде при высокой температуре ниже. Поэтому когда горячая вода охлаждается, в ней всегда меньше растворённых газов, чем в не нагретой холодной воде. Поэтому точка замерзания нагретой воды выше и она замерзает быстрее. Этот фактор иногда рассматривается как главный при объяснении эффекта Мпембы, хотя никаких экспериментальных данных, подтверждающих этот факт нет.
Этот механизм может играть существенную роль когда вода помещается в морозильник холодильной камеры в небольших контейнерах. В этих условиях замечено, что контейнер с горячей водой протаивает под собой лёд морозильной камеры, улучшая тем самым тепловой контакт со стенкой морозилки и теплопроводность. В результате чего, тепло отводится от контейнера с горячей водой быстрее, чем от холодного. В свою очередь контейнер с холодной водой не протаивает под собой снег.
Все эти (а также другие) условия изучались во многих экспериментах, но однозначного ответа на вопрос — какие из них обеспечивают стопроцентное воспроизводство эффекта Мпембы — так и не было получено.
Так, например, в 1995 году немецкий физик Давид Ауэрбах изучал влияние переохлаждения воды на этот эффект. Он обнаружил, что горячая вода, достигая переохлажденного состояния, замерзает при более высокой температуре, чем холодная, а значит быстрее последней. Зато холодная вода достигает переохлажденного состояния быстрее горячей, компенсируя тем самым предыдущее отставание.
Кроме того, результаты Ауэрбаха противоречили полученным ранее данным, что горячая вода способна достичь большего переохлаждения из-за меньшего количества центров кристаллизации. При нагревании воды из нее удаляются растворенные в ней газы, а при ее кипячении выпадают в осадок некоторые растворенные в ней соли.
Утверждать пока можно только одно — воспроизводство этого эффекта существенно зависит от условий, в которых проводится эксперимент. Именно потому, что воспроизводится он далеко не всегда.
Источник
Мгновенное замерзание дистиллированной воды.
При охлаждении дистиллированной воды до минусовой температуры можно получить интересный эффект — она не замерзает, но стоит только потрясти бутылку, как происходит очень быстрое превращение воды в лёд!
Для проведения эксперимента воду купил в «Ашане». Она продаётся в автомобильном отделе. Не открывая бутылку, я положил её на мороз -15 градусов в первом видео, и -12 градусов во втором на несколько часов.
В первом видео вода больше переохладилась, поэтому замерзала быстрее, чем во втором случае.
По возможности, пожалуйста, подпишитесь на мой youtube канал , в будущем может потребоваться определённое число подписчиков.
Судя по комментариям и другим источникам, подобный опыт происходит не только с дистиллированной водой, но и с обычной бутилированной водой и даже с газировкой «Спрайт». Я сам не проверял, поэтому подтвердить или опровергнуть эти данные не могу.
Информация о переохлаждённой жидкости из Википедии: «жидкость, имеющая температуру ниже температуры кристаллизации при данном давлении. Является одним из неустойчивых (метастабильных) состояний жидкости. Переохлаждённая жидкость получается из обычной путём охлаждения при отсутствии центров кристаллизации. Существует точка зрения, что обыкновенное (силикатное) стекло является примером переохлажденного, метастабильного, аморфного состояния вещества. Если очистить воду от примесей, то её можно охладить до температуры −48.3 °C».
Второе видео, где вода находилась при более высокой температуре.
Стоит отличать эксперимент с чистой водой от эксперимента с пересыщенным раствором ацетата натрия, хотя они очень похожи.
Опыт можно легко повторить самостоятельно. Стоит отметить, что часть воды осталась жидкостью и в первом, и, особенно во втором случае. Думаю, для быстрого замерзания всей воды нужна более низкая температура.
Спасибо за то, что дочитали мою статью! Я старался для Вас, отблагодарите подпиской!
Если информация понравилась, ставьте лайк и поделитесь в соцсетях. Также буду рад комментариям!
Источник
Самый простой способ приготовления талой воды
Польза талой воды заключается также в том, что в ней, в отличие от водопроводной, нет дейтерия – тяжелого элемента, который подавляет все живое и наносит серьезный вред организму.
Живительная сила талой воды
Водопроводная вода состоит из разнородных молекул, значительная часть которых вообще не участвует в обмене веществ. В идеале нужно, чтобы молекулы воды были меньше клеточной мембраны и свободно проходили через нее для ускорения обмена веществ. Только не надо думать, что речь пойдет о каких-то супердорогих установках для преобразования обычной водопроводной воды в идеальную. Природа обо всем позаботилась сама.
Такая «живая» вода есть в природе. Это талая вода, которая получается из снега и льда.
Помните, как бабушки по весне собирают снег, чтобы поливать этой водой рассаду на подоконниках? О цветочках мы заботимся, а о собственном здоровье не всегда.
Талая вода способствует омоложению всего организма. К тому же при активном обмене веществ из организма выводятся старые, разрушенные клетки, которые мешают образованию новых, молодых. В результате этого процесс старения замедляется. Известно, что основным общим признаком для всех групп долгожителей нашей планеты является то, что они пьют маломинерализованную талую воду из ледниковых рек.
Например, жители пакистанского городка Хунзакут живут по 100-120 лет. Зарегистрированы случаи, когда мужчины старше 100 лет становились отцами. Известны долгожители и в горах Кавказа, и в Якутии.
От воды сильно зависят птицы. Они возвращаются весной в наши края из благодатных южных широт во время таяния снегов и льда и пьют талую воду. Без нее невозможно размножение пернатых.
Дейтерий в больших концентрациях равнозначен самым сильным ядам. Он тяжело усваивается, что требует дополнительного расхода энергии. Талая же вода сама по себе обладает большой внутренней энергией и обеспечивает человеку хорошую энергетическую подпитку.
Если вы будете ежедневно выпивать хотя бы 1 — 2 стакана такой воды, то значительно улучшите свое самочувствие. Нормализуется деятельность сердца, сосудов головного и спинного мозга. Улучшается состав крови и работа мышц. Талая вода особенно полезна в разгрузочные дни или при лечении голодом. Она способствует быстрому выведению токсинов.
Приготовить такую «живую» воду легко и в домашних условиях. Для этого есть несколько способов. Какой из них лучше, выбирайте сами.
Способ 1. Заморозить сырую воду в обычном холодильнике – наполнить кастрюлю, например, и поставить ее на лист фанеры или картона в морозилку. После полного замерзания воды дать ей растаять при комнатной температуре.
Способ 2. Дает возможность полностью удалить дейтерий. Когда вода начинает замерзать, удалите только что образовавшуюся корочку льда. Это дейтерий, он замерзает в первую очередь. После того как заледенеет основная масса воды, ополосните застывший кусок под краном струей холодной воды. Кусок должен стать прозрачным, так как вода удалит изо льда вредные примеси. Далее растопите лед и пейте полученную талую воду.
Способ 3. Небольшое количество жидкости нагревают до температуры 94–96 градусов. Вода еще не кипит, но уже струйками поднимаются пузыри. В этот момент кастрюлю снимают и воду резко охлаждают, затем замораживают и оттаивают. Приготовленная таким способом талая вода проходит все фазы своего круговорота в природе: испаряется, охлаждается, замерзает и тает. Эта вода особенно полезна – она обладает огромной внутренней энергией.
Способ 4. Воду (если водопроводную, то отстоявшуюся в течение нескольких часов для освобождения от растворенных газов) охлаждают в холодильнике до появления первого льда. Этот лед вылавливают и выбрасывают, так как в нем концентрируются те примеси, что «предпочитают» твердую фазу. Оставшуюся воду морозят дальше, пока большая ее часть (но не вся) превратится в лед. Этот лед вылавливают и используют по назначению. Оставшуюся жидкость выливают, так как в ней концентрируются примеси, «предпочитающие» жидкую фазу. Потеря объема составляет ориентировочно 5% в начале и 10% в конце.
Способ 5. Вода не только приобретает характерную структуру, но и отлично очищается от многих солей и примесей. Для этого холодную воду выдерживают в морозильнике до тех пор, пока примерно половина ее не замерзнет. В середине объема остается незамерзшая вода, которую выливают. Можно протыкать лед шилом, раскалив его на огне, или как-то разламывать – в общем, так или иначе, воду надо удалить. Лед же оставляют таять. Главное — экспериментальным путем установить время, требуемое для замерзания половины объема. Это может быть и 6, и 16 часов. Идея заключается в том, что сначала замерзает чистая вода, большинство же соединений остается в растворе.
Способ 6. Для большего эффекта можно воспользоваться двойным очищением. Сначала дать воде отстояться, затем заморозить ее. Дождаться, когда образуется тонкий первый слой льда. Этот лед удаляют — в нем содержатся некоторые вредные быстрозамерзающие соединения. Затем повторно замораживают воду — уже до половины объема — и удаляют незамерзшую фракцию воды. Получится очень чистая и целебная вода. Талую воду нужно пить сразу после того, как лед растает. Также можно готовить на ней пищу, но при нагревании она теряет свои лечебные свойства, хотя при этом остается гораздо более чистой, чем простая вода, пропущенная через фильтр.
УПОТРЕБЛЕНИЕ ТАЛОЙ ВОДЫ
В течение дня желательно выпивать 1-2 стакана холодной талой воды (с кусочками льда): первый — рано утром за час до еды, второй – в течение дня, также за час до очередного приема пищи.
Рецепт получения 7
Для получения талой воды в городских условиях можно в качестве исходного материала взять обычную водопроводную воду из-под крана. Но, как говорил Михаил Жванецкий, если вас интересует конечный результат. Лучше использовать очищенную или, в крайнем случае, охлажденную кипяченую воду. Вода наливается в ёмкость и ставится в морозильную камеру.
При этом желательно чтобы ёмкость была стеклянной (стекло, в отличие от пластика, инертно и, в отличие от металла, прозрачно), заполнена водой на 3/4 или хотя бы на 4/5, установлена на сухую картонную подставку (которая не примёрзнет ни к вашей ёмкости, ни к донышку морозилки). После этого остаётся лишь поглядывать время от времени — как идёт процесс заморозки.
К моменту, когда половина (или чуть больше) воды превратится в лёд, ёмкость извлекают из морозилки и сливают не успевшую замерзнуть жидкость. В ней остались примеси, от которых и следовало избавиться. Оставшийся лёд выставляется на оттаивание – это и будет целительная талая вода. При температуре 18 — 20°С она будет эффективной ещё 10 — 12 часов.
Некоторые, рекомендуют при замораживании воды удалять первый лёд – тонкую корку, схватившуюся на поверхности. Мотивируют это тем, что вредный дейтерий замерзает раньше воды.
И действительно, температура перехода дейтерия в твёрдое агрегатное состояние составляет 3,82°С, но, во-первых, его плотность выше, чем у воды, поэтому он не может оказаться над её поверхностью, а во-вторых, для получения 1 г дейтерия понадобилось бы не меньше 40 л воды, что позволяет предположить: в 3 л его менее 0,1 г. Впрочем, это уже на ваше усмотрение. Будьте здоровы!
Источник: h 
ttp://vredna.ru/polza-taloy-vody
Источник
