Вода замерзает при разных температурах

Автор: Mega
Просмотров: 3918
Комментариев: 0
Дата: 3-03-2010, 21:38
Вода замерзает при разных температурах
Исследование февраля в 5 докладов наук, что вода может замерзать при разных температурах в зависимости от того, поверхность, он опирается на это положительно или отрицательно заряженным. При определенных условиях вода может даже заморозить как он нагревается.

"Мы очень, очень удивлен этим результатом", говорит соавтор исследований Игорь Lubomirsky в Институт Вейцмана в Реховоте, Израиль. "Это означает, что, управляя поверхностного заряда, будь то положительные или отрицательные, можно либо подавить образование льда или усилить образование льда".
Ждешь, время тянется, но электрически заряженные банки иногда замирает.

Исследование февраля в 5 докладов наук, что вода может замерзать при разных температурах в зависимости от того, поверхность, он опирается на это положительно или отрицательно заряженным. При определенных условиях вода может даже заморозить как он нагревается.

"Мы очень, очень удивлен этим результатом", говорит соавтор исследований Игорь Lubomirsky в Институт Вейцмана в Реховоте, Израиль. "Это означает, что, управляя поверхностного заряда, будь то положительные или отрицательные, можно либо подавить образование льда или усилить образование льда".

Вода обычно начинается замораживания путем формирования кристаллов льда вокруг частиц пыли или других примесей. Без этой отправной точки, вода может оставаться жидкой намного ниже точки замерзания, примерно до -42 º по Цельсию. Это переохлажденная вода полезна в природе и в лабораторных условиях, от лягушек и рыб выживших долгих зим до криогенных сохранения крови и тканях.

Ученые подозревают десятилетиями, что электрические поля могут быть использованы для показа замораживания в переохлажденной воды. Молекула воды имеет небольшой положительный заряд на одном конце и отрицательный заряд на друга, поэтому электрическое поле может Snap молекул воды в жесткой, совместив их в соответствии с зарядом.

Однако в предыдущих экспериментах, чтобы понять, является ли электрические поля могут влиять на замораживание были осложнены используемых материалов. Лучшие материалы для проведения электрического заряда металла, но, как любой, кто пытался открыть дверь машины после метели знает, легко образуется лед на металлы, даже без предъявления обвинения.

"Если вы попытаетесь сделать это с металлом, вы не знаете, что в электрическом поле, а что с самого металла", Lubomirsky говорит. "Мы хотели бы знать, будет ли это заряд, который это делает, или что-то особенное в металл".

Вместо этого металла, Lubomirsky и его коллеги использовали Пироэлектриками, которые могут образовывать кратковременного электрического поля при нагревании и охлаждении. Исследователи использовали четыре пироэлектрический кристаллами, каждый из которых помещался внутри медный цилиндр. Нижняя поверхность двух кристаллов были покрыты хромом проводить электрический заряд, а два других были покрыты оксидом алюминия держать поверхность не предъявив обвинений.

Исследователи поместили экспериментальной установки в комнате и влажно отказал термостат до капельки воды, сформированные на каждый кристалл, затем охлаждают комнату дальнейшем, пока вода не замерзала.

При отсутствии заряда на поверхности, вода застыла на -12,5 º C, в среднем. Но на положительно заряженной поверхности воды застыли на относительно теплый -7 º. И на отрицательно заряженной поверхности льда образуется, в среднем, на холодную -18 º.

"Это действительно драматическое, сильное влияние заряда", говорит физика Gene Стэнли из Бостонского университета. Он также говорит, что простота эксперимента означает, что "по сути это вещь, которая почти наверняка правильно".

Lubomirsky и его коллег удалось заморозить воду путем нагрева. Капли воды остались жидкость при -11 º до 10 минут на отрицательно заряженной поверхности. Но после отрицательного заряда рассеивается, отопление в комнате до -8 º было достаточно, чтобы вызвать положительный заряд в пироэлектрический кристалла и заморозить в воде.

"Это очень интригующие поведения," Комментарии атмосферного физика Будет Кантрелл Мичиганский технологический университет в Хоутон. "В этом случае, по данным веществом, если оно теплое, вы можете заставить его заморозить".

Соавтор Меир Лахав, тоже из Института Вейцмана, говорит ответ вода для зарядки, вероятно, зависит от того, как линия молекул воды против поверхности они от холода, хотя многое еще предстоит сделать, чтобы понять, что именно происходит.

"Молекулы воды должна быть согласована разному, поэтому я ожидал, что эта разница должна влиять на температуру замерзания льда" Лахав говорит. "Но я не ожидал такой большой разницы. Я очень рада видеть, что ".

Хотя он и не имеет конкретных планов по использованию эффекта для таких приложений, как криогенного замораживания или засева облаков, Лахав говорит, что его команда уже подала патентную.

Лед зарождения ", это очень фундаментальная проблема", говорит он. "Как только вы понимаете лучше - иметь новое понимание нового эффекта - приложения всегда приходит потом".

Научно-популярное онлайн издание "Меганаука"