למה כמה קוביות קרח ברור ואחרים מעונן?

2023 מְחַבֵּר: Sherilyn Boyd | [email protected]. : 2023-05-26 18:30

אז מה קורה פה?

עבור אלה מכם יש את הזמן, ללכת לכל הכיור הקרוב לשפוך את עצמך כוס מים. אלא אם כן אתה גר באזור עם אינסטלציה רע או שפכו את המים לתוך כוס מלוכלכת או משהו, אנחנו הולכים לנחש כי המים ברורים לחלוטין. בטח, ייתכן שתראה כמה חלקיקים חסרי ייחוד צפים בכוס, אבל לא מספיק כדי להסביר למה זה נראה כאילו מישהו דחוס חצי ענן לתוך המקפיא שלך כאשר אתה מנסה להפוך את אותם מים לקרח.

התשובה למסתורין הזה טמונה בטמפרטורת המים. אתה רואה, בטמפרטורת החדר יש הרבה זיהומים כי הם מומסים במי ברז רגילים. וכפי שאתה זוכר מן הכימיה בתיכון, המים החמים יותר, כך יותר של חומר נתון אפשר להתמוסס בו. לדוגמה, סוכר יש חוליות מולקולרית חלש מאוד הדורשים רק כמות קטנה של אנרגיה לשבור. לכן, כפי שאתה אספקת מים עם יותר אנרגיה על ידי חימום, כמות הסוכר שאתה יכול לפזר בתוך זה מגדיל ולהיפך. אולי שמתם לב לתופעה זו כאשר מוסיפים לתה חם מול הקור, או אחרי שאתם מניחים לספל קפה מבושל להתקרר, כשהסוכר מתמוסס כשזה חם, אבל מופיעים בתחתית הכוס כשהקפה נעשה קר.

זה בעצם מה שקורה עם קרח. כפי שאתה מגניב את המים, כל המזוהמים שהיו מומסים בשמחה בו בטמפרטורת החדר להפריד את עצמם מן הנוזל ולהיות גלויים.

עכשיו אתה יכול להיות תוהה מדוע זיהומים אלה נוטים להתכנס לעבר מרכז הקוביה קרח, ולא להיות מופץ באופן שווה. הסיבה לכך היא כי כמו מים קופא, זה מתגבש. תהליך התגבשות זה בדרך כלל דוחה, או בצורה יעילה יותר, ללא רוב סוגי הטומאה שנמצאו במי ברז. התוצאה היא זיהומים מקבל דחף לתוך המים unfrozen לכיוון מרכז כמו הקפאת הקרח מבחוץ פנימה בסופו של דבר, כמובן, את החלק הנותר של מים הנותרים במרכז יקפיא עם זיהומים שיש לאן ללכת. (עובדה זו יכולה לשמש למעשה כדרך לטהר מים, להקפיא מים, ואז להמיס אותו ולשמור רק את החלקים החיצוניים.)

זו גם הסיבה שבגללה קוביות קרח שנוצרו חלקית, שבהן רוב המרכז עדיין נוזלי, בדרך כלל ברורות מאוד - המים המכילים את המשקעים והמזוהמים שעוד נותרו עדיין לא התקררו מספיק כדי שיופיעו.

אז מה בדיוק אלה טומאה מאיפה הם באים? ובכן האשמים הנפוצים ביותר הם סיד (הידועים בשם אבנית) ואחריו פלואוריד, סידן שורה שלמה של חומרים אורגניים אחרים, כי הם בלתי נמנעים כמעט במים (עם רבים להיות טוב בשבילך כמו סידן ומגנזיום). חימום, "ריכוך", או סינון המים הוא דרך אחת להסיר חלק, אם לא רוב של זיהומים אלה חלקית היא הסיבה מים מבושלים ומסוננים לעתים קרובות מניב קוביות קרח ברורה יותר.

עם זאת, כאמור, סביר להניח שאתה עדיין לא הולך לקבל קובייה ברורה לחלוטין גם אם אתה מסנן את זיהומים. אז מה עוד קורה כאן? כאשר המים מתגבשים, בועות זעירות של אוויר יוצרות. בועות אלה לכודים בתוך הקרח כמו כל טומאה אחרת. יצרני קרח מיוחדים למנוע זאת על ידי הקפאת מים בשכבות לעצור את רוב בועות אוויר מלהרכיב מלכתחילה. הם גם נוטים להקפיא מים באיטיות רבה (הגדרת הטמפרטורה הרבה יותר גבוהה מאשר מקפיאים ביתיים משותפים) על מנת ליצור מבנים גבישיים גדולים יותר, כדי לאפשר זמן בועות אוויר שעושים טופס לברוח.

בונוס עובדות:

• אז האם אפשר לעשות קרח ברור בבית בלי מקפיא מפואר באמת? התשובה הקצרה היא, כן, עם קצת ידע ואת הכלים הנכונים אתה יכול ליצור קרח ברור להפליא כדי וואו עם החברים שלך. לחץ כאן לשיטה אחת של עושה את זה.
• תופעת קרח מעניינת נוספת, שאולי או לא שמת לב, היא שקוביות קרח יקטנו בהדרגה במקפיא לאחר מספר שבועות עקב אידוי ישירות ממצב מוצק לגז, במקום לעבור תחילה לנוזל. תהליך זה ידוע בשם סובלימציה.
• Icicles בדרך כלל ברור כי גשם / שלג נוטה להיות "רך" למדי, או ללא זיהומים ביותר (אם כי זיהום האוויר יכול לשנות את זה); הם גם נוטים להיווצר בשלג נמס בשכבות, הימנעות בועות.