Agham

Sa Anong Temperatura Nag-freeze ang Tubig? | Agham

Ang pamagat ng post na ito ay tila isang naaangkop na katanungan para sa isang pagsusulit sa agham ng elementarya, ngunit ang sagot ay mas kumplikado kaysa sa unang lilitaw. Tinuruan tayong lahat na ang tubig ay nagyeyelo sa 32 degree Fahrenheit, 0 degree Celsius, 273.15 Kelvin. Hindi laging iyon ang kaso, bagaman. Natagpuan ng mga siyentista ang likidong tubig na kasing lamig ng -40 degree F sa mga ulap at kahit na pinalamig ang tubig hanggang -42 degree F sa lab. Gaano sila kabababa?

brutalidad ng pulisya sa paggalaw ng mga karapatang sibil

Ito ay naging isang mahirap na problema upang sagutin. Kapag ang likidong tubig ay pinalamig sa ibaba -42 degree F, ito ay nag-kristal sa yelo ng masyadong mabilis para masukat ng mga syentista ang temperatura ng likido. Kaya't sina Emily Moore at Valeria Molinero ng Unibersidad ng Utah ay bumuo ng isang sopistikadong simulasi sa computer na 32,768 na mga molekula ng tubig (mas kaunting mga molekula kaysa sa matatagpuan sa isang patak ng ulan) na hinayaan silang makita kung ano ang nangyari sa kapasidad ng init ng tubig, density at kakayahang kontrolin habang supercooled ito at tukuyin kung ano ang nangyari bilang 4,000 ng mga molekula na nagyelo. Lumilitaw ang kanilang mga resulta sa journal Kalikasan .

Habang papalapit ang temperatura ng tubig -55 degree F, ang mga molekula ng tubig ay bumubuo ng mga tetrahedron, na may maluwag na pagbubuklod ng bawat molekula sa apat na iba pang mga molekula. Ang density ng tubig ay bumababa, tumataas ang kapasidad ng init nito at tumataas ang compressibility nito. Kinokontrol ng pagbabago ng istraktura ng tubig ang rate kung saan nabubuo ang yelo, Molinero sabi ni . Ipinapakita namin ang parehong thermodynamics ng tubig at ang crystallization rate ay kinokontrol ng pagbabago ng istraktura ng likidong tubig na papalapit sa istraktura ng yelo. Sa ibaba -55 degree F, ang mga maliliit na piraso ng likidong tubig ay maaaring mayroon pa, ngunit gagawin lamang ito sa isang hindi kapani-paniwalang maikling panahon, sabi ni Molinero.





sa gitna ng ilaw ng kalye

Ito supercooling ng tubig ay posible dahil ang tubig ay nangangailangan ng isang maliit na nucleus o binhi ng yelo para sa mga molekula upang mabuo ang mga kristal at sa napaka dalisay na tubig ang tanging paraan na makakagawa ka ng isang nucleus ay sa pamamagitan ng kusang pagbabago ng istraktura ng likido, sabi ni Molinero. Ang mga nukleong iyon ay hindi bubuo o lumalagong sapat hanggang sa ang istraktura ng mga likidong likidong tubig ay lumapit sa solidong yelo, na hindi mangyayari hanggang sa ang tubig ay maging labis na nanlamig.

( HT: io9 )







^