При какой температуре вода превращается в лед?
Вопрос
Какая температура необходима, чтобы вода, включая обычную воду, дистиллированную воду и минеральную воду, замерзла?
Добавить ответ на вопрос
Извините, у вас нет разрешения отвечать на этот вопрос. Необходима авторизация на сайте.
Ответы ( 1 )
В школьной программе мы изучаем, при какой температуре происходит замерзание воды. Так, пресная вода замерзает при 0 градусах, а морская вода — при минус 1,8 градуса. Однако стоит отметить, что вода может оставаться в жидком состоянии даже при очень низких температурах, например, при минус 70 градусах. Здесь важную роль играют примеси, содержащиеся в воде.
Обычная вода замерзает при температуре -0,1 градусов Цельсия. При 0 градусах вода может находиться в трех состояниях: твердом (лед), жидком (вода) и газообразном (пар). Замерзание минеральной воды зависит от ее состава. Каждая минеральная вода содержит различные примеси, которые определяют время замерзания и температуру. В среднем, минеральная вода начинает замерзать при температуре около -5 градусов. Однако, самой дисциплинированной водой является дистиллированная вода, которая начинает замерзать уже при -42 градусах.
Зависимость температуры замерзания воды от давления является фактом. В тройной точке, где все три фазы — лед, вода и водяной пар — находятся в равновесии, температура составляет +0,01 градуса Цельсия при давлении 611 Па. Под атмосферным давлением, которое составляет 101325 Па (760 мм рт.ст.), температура замерзания воды равна 0,00 градуса Цельсия. При увеличении давления, температура замерзания воды может значительно снизиться. Например, под коньком конькобежца лед плавится, даже при сильном морозе, что позволяет коньку легко скользить по поверхности льда. В рассказах Джека Лондона, принадлежащих к северному циклу, описывается явление примерзания нарт к дороге, когда они долго находятся на месте. Это происходит потому, что снег под полозьями плавится, нарты погружаются в снег, и вытесненная вода замерзает. Концентрированные растворы различных веществ замерзают в воде при достаточно низкой температуре (от -20 до -30 градусов Цельсия и ниже), но это уже совершенно отдельная тема для обсуждения. Наш вопрос был о воде, а не о растворах. Незначительные концентрации солей, таких как в питьевой воде, незначительно влияют на температуру замерзания, снижая ее на несколько десятых градуса. Морская вода, например, замерзает при температуре минус 1 — 2 градуса.
Обычно речная вода замерзает при температуре от 0 до минус 5 градусов по Цельсию. Однако, не стоит сразу надеяться на возможность заняться зимней рыбалкой, как только река замерзнет. Необходимо подождать, пока лед прочно сформируется и станет толще.
Вода превращается в лед при температуре 0°C, если находится под атмосферным давлением. Это называется точкой замерзания воды.
Однако, стоит отметить, что точка замерзания воды может изменяться в зависимости от наличия примесей. Чистая дистиллированная вода, не содержащая примесей, обычно замерзает при 0°C. Но если вода содержит растворенные соли или другие вещества, точка замерзания может снизиться.
Также, некоторые типы минеральных вод могут иметь более низкую точку замерзания из-за наличия минералов или газов, которые могут повлиять на ее физические свойства. Например, некоторые газированные минеральные воды могут замерзать при температуре ниже 0°C из-за наличия углекислого газа.
Температура, при которой вода замерзает, является физической константой при определенных условиях, но может изменяться в зависимости от содержания примесей в воде.
Температура замерзания дистиллированной воды составляет 0 градусов по Цельсию при стандартном давлении воздуха. В дальнейшем это значение может изменяться в зависимости от концентрации примесей и солей. Чем выше концентрация этих веществ, тем ниже будет температура замерзания.
Когда мы говорим о температуре замерзания воды, мы имеем в виду химическое соединение H2O. Все остальные вещества, о которых упоминается в ответах (например, минеральная вода), на самом деле являются растворами. Поэтому обсуждать их здесь не имеет смысла. С точки зрения физики, вопрос о температуре замерзания соединения H2O при постоянном давлении, например, 760 мм ртутного столба, то есть при нормальном атмосферном давлении, имеет смысл. Известно, что химически чистая вода состоит из трех соединений: обычной H2O, дейтерия D2O и трития T2O. Их соотношение в составе воды не зависит от содержания газов, солей и других веществ. Оно определяется соотношением водорода, дейтерия и трития в атмосфере Земли и земной коре. Эти соотношения практически неизменны в течение тысячелетий, поэтому их соотношение в обычной воде считается постоянным. Только при таких условиях можно говорить о температуре замерзания воды в целом и ее компонентов. Подробности можно найти в справочниках и учебниках по физике и химии, а те, кто хочет углубить свои знания, могут обратиться к этим источникам.