Выяснены новые детали процесса замерзания воды

База данных применения химических эффектов
основана на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)

На главную страницу | О проекте | Контакты

Новости

Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Выяснены новые детали процесса замерзания воды

Архивы новостей:

2008 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь

Выяснены новые детали процесса замерзания воды

Как известно, соль и ряд иных веществ замедляют замерзание воды. Но, как это ни смешно, никто до недавних пор не пытался ответить на вопрос, что это «замедляет» значит в цифрах.

Физики из Корнеллского университета (США) под руководством Мэтью Уоркентина (Matthew Warkentin) попробовали заполнить этот пробел. Чистая вода, замораживаемая со скоростью миллион кельвинов в секунду, в нормальных условиях образует аморфный лёд всего за одну микросекунду. Добавляя растворы веществ, препятствующих замерзанию, учёные выяснили, что повышение их концентрации на определённую величину замедляет замерзание в десять раз, а последующее добавление такого же количества вещества — ещё в десять раз, и так далее. К примеру, водоглицериновая смесь, где глицерина было 50%, застывала почти минуту.

Итак, процесс замерзания описывается относительно простой экспоненциальный функцией. Может ли это простое поведение быть объяснено столь же тривиальным механизмом?

Дальнейший анализ показал следующее: для начала замерзания воде требуется «ядро» из не менее чем 50 молекул. Если их меньше, «ядро» начинает разваливаться и исчезает; если же размер будет равен 50+, то процесс замерзания не остановится, пока не кончится жидкая вода. Как оказалось, если вероятность нахождения молекулы растворённого вещества (соли или алкоголя и даже сахара) в этих 50 молекулах сильно отличалась от нуля, такие ядра просто не могли складываться. Поскольку с добавлением растворённых веществ вероятность встретить их молекулу среди каждых 50 молекул воды росла экспоненциально, так же экспоненциально увеличивалось и время замерзания.

Как отмечают исследователи, разработанный ими подраздел теории кристаллизации жидкостей значим для расчёта климатических моделей Земли, поскольку ранее в них не было чётких количественных объяснений, когда именно возможно замерзание водяного пара в облаках. Что не менее важно, криоконсервация органов для пересадки, а также ряда важных тканей, крови и спермы также нуждается в теории такого рода, чтобы точно знать, где пролегает граница между безопасным охлаждением (без образования кристаллов льда) и безвозвратной гибелью криоконсервируемого объекта.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review Letters.

Источник: http://science.compulenta.ru
25.03.2013 12:22

август 2024 г.

сентябрь 2024 г.

База данных применения химических эффектовоснована на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)

На главную страницу | О проекте | Контакты

Выяснены новые детали процесса замерзания воды

База данных применения химических эффектов
основана на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)