Получение льда нагреванием воды

    Группа израильских учёных нашла способ быстрого превращения переохлаждённой воды в лёд. Они использовали тот факт, что в электрическом поле вода меняет свои физические свойства. Более того, с помощью пироэлектрического эффекта можно превратить воду в лёд путём её нагревания.



    Вообще, формирование льда обычно происходит вокруг какой-то мусоринки или пылинки. Если её нет, то в идеально чистой атмосфере даже при обычном давлении вода может сохранять жидкую форму вплоть до –42°С. Это так называемая переохлаждённая вода, которая используется в медицине, криогенике и т.д.

    О влиянии электрического поля на температуру замерзания воды известно уже более 150 лет: в частности, в поле отрицательного заряда вода замерзает при более низких температурах, чем в поле положительного заряда. Самая популярная теория — это что молекулы воды якобы «меняют свою ориентацию» в поле, что усложняет кристаллизацию льда. Как ни странно, до сих пор этот механизм до конца не изучен. Проблема в отсутствии экспериментальных данных: учёным никак не удавалось найти материал, через который можно пропустить заряд и который не реагирует с водой.

    Элегантный эксперимент удалось придумать Игорю Любомирскому с коллегами из института Вайцмана (Израиль). Учёные использовали пироэлектрик из танталата лития (LiTaO3), который меняет своё электрическое поле при нагревании/охлаждении. В отсутствие заряда капли воды на его поверхности замерзают при –12,5°С. Но если поверхность охладить, то танталат лития приобретает отрицательный заряд и капли воды остаются жидкими до –18°С. Если же поверхность нагреть, то в поле положительного заряда вода замерзает при –7°С.

    Результаты научной работы опубликованы в журнале Science: David Ehre, Etay Lavert, Meir Lahav and Igor Lubomirsky, Science, 2010, DOI: 10.1126/science.1178085. Купить электронную версию статьи можно здесь.

    via Wired

    Средняя зарплата в IT

    120 000 ₽/мес.
    Средняя зарплата по всем IT-специализациям на основании 7 614 анкет, за 1-ое пол. 2021 года Узнать свою зарплату
    Реклама
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее

    Комментарии 56

      0
      «в отрицательном поле вода замерзает при более низких температурах»

      Отрицательное поле — это как? =)
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          +8
          Из продолжения следует, что так. Я просто решил позанудствовать и напомнить, что поле само по себе векторное и отрицательным быть не может.

          Кстати, погуглив фразу «в отрицательном поле», только что набрёл на публикацию Чебоксарского кооперативного института Московского университета потребительской кооперации, во как! Они там настолько суровы, что у них отрицательное поле даже в статьи прорывается
            +2
            Да, я исправил на «поле отрицательного заряда», занудство оказалось к месту. :)
              +13
              Он разговаривает!!!!11

              Я два года был уверен, что Вы — бот :)

              # Блог (2676) — # Комментарии (417)
              0
              Если уж занудствовать, то электростатическое поле совершенно скалярно.
                0
                Ну конечно. А хрестоматийная картинка — лишь доказательство несостоятельности современного знания.
                  +2
                  Электростатическое поле к каждой точке пространства характеризуется одной величиной. Скалярной. Потенциалом.
                    –5
                    Да-да. А тот факт, что разноименные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются — это ряд совпадений. Просто очень длинный ряд.
                      0
                      Потенциал — величина относительная, выбираемая нами из соображений удобства. Она не может влиять на способность воды к замерзанию.
                        0
                        Однако, сам потенциал никак не регистрируется. Физически наблюдаема только разность потннциалов.

                        Поэтому «поле отрицательного заряда» ничем не отличается от «поля положительного заряда», поднесённого с другой стороны.

                        Так что статья — бред.
                          +2
                          молекулы воды — биполярны, может это играет роль?
                            +1
                            Да хоть октупольна.

                            Представьте себя в трубе. Вдруг подул ветер. Вы сможете определить, чем он вызван — закачиванием воздуха с одной стороны или откачкой с другой?

                            Физически наблюдаемая величина — напряжённость электрического поля.
                            Судить по одному числу о распределении зарядов вокруг нельзя никак.
                          0
                          всё-таки пожалуй двумя величинами: есть ещё напряжённость поля, величина кстати векторная. однако напряжённость поля != поле.
                          0
                          на этой картинке изображены заряды и силовые линии. ни напряжённости поля (которая есть величина векторная, но полем не являющаяся), ни тем более потенциала поля тут не видно.
                          0
                          Вы правы, электростатическое поле совершенно скалярно. Однако мне кажется, что речь не о нем самом (не о Вольтах), а о напряжённости (о Вольтах на метр). Напряжённость векторная.
                    –1
                    >>>придумать Игорю Любомирскому
                    приятно =)
                      –11
                      «с коллегами из института Вейзмана (Израиль)»
                      Не очень.
                        +2
                        Не надо отбирать хлеб у юзера mithgol
                    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                        +1
                        ваш лед будет грязнее )
                        +3
                        «института Вейзмана» правильно «института Вайцмана»
                          0
                          Ализар комменты не читает и ошибки не исправляет ;-)
                            0
                              +1
                              Ух ты. Бывает же. ;)
                              0
                              значит будет ошибка «висеть»…
                            –2
                            Получение льда путём нагреванием воды
                              +1
                              Ну воду типа путем так нагревают. Все норм, братан. )
                                +15
                                Да увековечим же в комментах каждую опечатку автора, братья!
                                Аминь.
                                  +2
                                  fixed
                                  0
                                  Представилось пиво в банке из LiTaO3… Достаётся из морозилки при температуре -18 градусов, наливается в обычный бокал и… там замерзает… ))
                                    +12
                                    Хуже будет, если выпить это пиво прямо из банки…
                                      +7
                                      Соппсно, так и происходит — у меня было такое с кока-колой: положил в морозилку и забыл на полчаса-час, вспомнил, достал — жидкая. Открыл пробку — кола на глазах замёрзла за несколько секунд. Думаю, если бы догадался и успел налить в стакан, замёрзла бы в стакане.
                                        0
                                        не минусуйте комментатора, друзья, такое и в правду могло быть, по-крайней мере с пивом такое было в мозголомах (Brainiac: Science Abuse)
                                          0
                                          Давление, но причем тут тантал?
                                            0
                                            тут тантал не нужен=)
                                      +2
                                      ждал видео
                                      +5
                                      Купить электронную версию статьи можно здесь.
                                      Кто-нибудь купил? Ауууу! :)
                                        0
                                        Открытие наверняка интересное. Но только этот сенсационный заголовок в статье уж очень желтизной отдаёт. Что-то в духе: «Щука-людоед в… водохранилище!» или «Полупочтальон среди нас!».
                                          0
                                          «Заголовок в статье уж очень желтизной отдаёт» — как популярна стала на хабре эта фраза. Особенно среди тек, кто не читал статью. В данном случае заголовок вполне подходит к контенту.
                                            +4
                                            статью(на хабре) я читал и довольно внимательно. Но вот важность того, что воду, так сказать из минуса в минус «нагревают»(или может просто понижение минуса?) в зоголовке я не увидел. Зато желание придать сенсационность «Смотрите, вода при нагревании замерзает!» присутствует. Я думаю, что первичное трактование словосочетания «нагревание воды», у большинства людей вызовет ассоциацию с процессом нагревания воды именно в +(плюс).
                                          0
                                          Получение льда путём нагреванием воды

                                          Если же поверхность нагреть, то на положительном заряде вода замерзает при –7°С.


                                          Никак не могу сопоставить эти два факта.
                                            0
                                            В первом предложении выделите «путём нагревания», во втором — «если же поверхность нагреть». Перечитайте.
                                              0
                                              Нагретая ≠ положительной температуры. Её с –12 нагрели до –7, вот и замёрзла при нагревании.
                                                +1
                                                Я об этом подумал уже. Но тогда 2 вопроса: в чем тогда практический смысл? И не слишком ли желтый заголовок?
                                                  0
                                                  Заголовок отдаёт скорее Мембраной…
                                              +15
                                              >Группа израильских учёных
                                              >Купить электронную версию статьи можно здесь.
                                              хы =)
                                                +1
                                                :) Тоже первым делом отметил
                                                +2
                                                Насчет изменения агрегатного состояния воды в зависимости от заряда — я еще не слышал.
                                                А вот еще со школы помню аналогичную зависимость от атмосферного давления. Если на равнинной местности (небольшая высота над уровнем моря) вода закипает при 99,9 град. С, то вот в горах где-то 80-60 град. С
                                                Да и на своем опыте помню, что в горах закипятить чаек гораздо проще :)

                                                А еще в природе есть такой процесс — «ретроградное кипение»,
                                                т.е. кипение при снижении температуры. Это явление тоже обусловлено окружающим давлением.

                                                Для примера, при магматических процессах, на больших глубинах (где высокое давление) вода может быть нагретой, к примеру в 200 и более градусов и при этом совершенно не кипеть. А вот, когда этот расплав подымается по трещинам пластов ближе к поверхности, когда начинает снижаться давление и температура тоже падает — вода в магме вскипает. Так если «спокойная» на глубинах магма потихоньку себе выжималась из глубин, образовывая массивные, однородные горные породы, то ближе к поверхности, снижение давление и бурное кипения провоцируют активную гидротермальную деятельность, тем самым порождая формирование различных по своему составу и строению образования…
                                                  +2
                                                  А еще вода при температуре 4 градуса Цельсия плотнее чем вода при температуре 1 градус Цельсия.
                                                  Это я так… между прочим. Просто последнее время что-то много статей о воде(в «прочих Интернетах»). И да, у неё куча странных свойств.

                                                  А еще есть эффект Мпембы, а еще…
                                                    0
                                                    Ну и про критическую точку воды нельзя не упоминуть =) Вкратце, если воду нагреть до 647 градусов Кельвина и сжать до 218,3 атмосфер, то разницы между жидкой и газообразной фазой уже не будет
                                                      0
                                                      А при чём здесь вода? Тройная точка у всех веществ есть…
                                                        0
                                                        А причем здесь тройная точка???

                                                        у всех веществ (если они не разрушаются при таких температурах) есть и тройная точка, и критическая. Вот только топик-то про лед именно из H2O а не из чего-то другого
                                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь

                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                    Самое читаемое