Как происходит замерзание дистиллированной воды, при какой температуре. При какой температуре замерзает дистиллированная вода

На улице раствор замерзает быстрее, чем внутри аккумуляторной батареи. Но если аккумулятор в машине не прогрет, то внутри него очищенная вода может замерзнуть даже при -3 0 С. Замерзшую дистиллированную воду можно разморозить и продолжить использовать.

Замерзает ли дистиллированная вода на морозе

Вода занимает две третьих земной поверхности и примерно столько же – в организме каждого из нас. Вода повсюду, однако до сих пор не изучена до конца, и даже самые простые ее свойства оставляют множество вопросов. Например, каждый школьник знает, что H2O может быть в трех состояниях: в жидком это вода, в газообразном – пар, и в твердой форме – лед. Но так ли очевиден ответ на вопрос, при какой температуре замерзает вода?

Представим, что у нас есть идеальная среда с температурой ровно 0°C – общеизвестно, что вода замерзает именно при этом градусе – и в эту среду мы помещаем кусочек льда и воду в жидком состоянии. Что произойдет? Собственно, ничего: вода не замерзнет, а лед не начнет таять. Объяснение в том, что в данной модели нет условий для фазового перехода.

Простыми словами: помимо снижения температуры до определенного градуса, на замерзание воды влияют и другие факторы. Один из них – атмосферное давление, которое создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. И температура замерзания воды находится в прямой зависимости от давления.

Рассмотрим это на примере: чем выше мы поднимаемся над уровнем моря, ниже становится атмосферное давление и тем выше должна быть температура для кристаллизации воды. На высоте в 1000 метров вода замерзает при температуре +2 °C; поднявшись еще на километр, мы увидим, что вода кристаллизируется уже при +4 °C.

Наличие примесей

Также, кроме давления и температуры, на замерзание воды влияет ее состав: в ней в том или ином количестве находятся органические и минеральные частицы, то есть кусочки глины, песка, пыли. Когда температура в окружающей среде снижается до необходимого градуса, вокруг этих частиц образуются кристаллы: кусочки пыли, песка, камня выполняют роль ядрового центра, вокруг которого начинается процесс кристаллизации.

А в дистиллированной (очищенной) воде процесс замерзания протекает иначе: поскольку в ней нет потенциальных ядер кристаллизации, вода может охладиться до минусовой температуры, но не замерзнуть.

Итак, время замерзания воды зависит от таких факторов:

  • атмосферное давление в окружающей среде;
  • температура воздуха;
  • количество жидкости;
  • ее химический состав;
  • в какой емкости находится H2 O (или отсутствие емкости).

Феноменальные свойства H2 O

Приведем еще несколько фактов об удивительном поведении воды:

  • При замерзании молекулы воды расширяются, и ее масса становится тяжелей массы льда. Лед, согласно закону Архимеда, выталкивается на поверхность. Таким образом природа закрывает коркой льда водоемы, защищая и сохраняя все живое в их глубинах.
  • Горячая вода замерзнет быстрее, чем холодная. Звучит невероятно, но это так. Называется это явление «парадокс «Мпембы». Дело в том, что у горячей воды больше теплоотдача и более высокая насыщенность ядрами кристаллизации.
  • В вакууме при 0°C вода сначала закипает, потом одна восьмая ее испаряется, а оставшееся количество замерзает.
  • Учеными при лабораторных исследованиях была получена так называемая стеклообразная вода – аморфная твердая субстанция, из которой состоят кометы во Вселенной. Для перехода воды в такое состояние необходимо за считаные миллисекунды понизить температуру до -137 градусов Цельсия.
  • Максимальной плотность H2 O будет при +4°C.
Это интересно:  Чем и как пилить ламинат. Чем резать ламинат в домашних условиях

Далеко не всегда удается своевременно залить в радиатор тосол. Обычно, в таких случаях водители задаются вопросом, при какой температуре замерзает вода в двигателе. Ведь все знают, что это не слишком хорошо. Известны случаи, когда водители находили утром кусок двигателя, лежащим под автомобилем. Чтобы избежать подобного, следует своевременно заливать в систему охлаждения антифриз. Но, на всякий случай лучше все же знать, до какой температуры можно не беспокоиться за мотор, а также как минимизировать риск урона.

перед использованием дистиллята в ответственных лабораторных и медицинских целях рекомендуется проводить контрольные анализы, и при отклонении от установленных показателей — исключать его применение;

Может и должна ли замораживаться?

foto 13452-2

Дистиллированная вода может замерзнуть. Но этот процесс начинает происходить при более низкой температуре.

Если в обычной воде кристаллы льда появляются уже при 0 0 С, то дистиллят замерзает только при твердом минусе.

В неочищенной воде имеются соли с прочими примесями. Из-за них в такой воде много центров кристаллизации. Дистиллированный раствор практически не имеет центров кристаллизации.

В такой среде нет посторонних примесей, за счет которых вода быстрее перейдет в твердую форму. Но при дальнейшем снижении температуры даже идеально очищенная смесь все равно замерзнет.

Справка. Обычный качественный дистиллят может превратиться в лед при -10 0 С. Стерильная лабораторная вода замерзает при более низком значении. Оно составляет -42 0 С. В лабораторных условиях отмечался случай, когда стерильный раствор превратился в лед только при -70 0 С.

Почему существует утверждение, что дистиллят не превращается в лед?

Данное мнение основывается на свойствах такого состава. В нем отсутствуют примеси. Именно из-за них простая вода замерзает уже при 0 0 С. Поскольку в очищенных растворах примесей не имеется, то считается, что они могут оставаться в жидком состоянии даже при минусе.

foto 13452-3

Температура замерзания стерильного раствора зависит от следующих факторов:

  • наличие посторонних примесей;
  • концентрация посторонних включений;
  • условия внешней среды, в которых находится очищенная смесь.

Играет роль внешнее воздействие на тару с дистиллированной водой. Даже стерильный раствор при добавлении в него небольшого количества посторонних примесей начнет быстро кристаллизоваться даже при слабом минусе.

Справка. Опыты указывают на чувствительность дистиллированного раствора к механическому воздействию. Охлажденная, но незамерзшая вода моментально покроется льдом, если ударить по емкости с ней или взболтать ее. Это говорит об ее нестабильном состоянии при заморозке.

При получении дистиллята путем использования атмосферных осадков важно помнить, что далеко не везде это можно делать. Необходимо позаботиться о том, чтобы место сбора было экологически чистым.

Соленая вода замерзает при очень низких температурах

Если очищенная вода мерзнет при очень низких температурах, то когда же леденеет соленая вода? Это происходит при температуре -1,9 градусов Цельсия. Значить все моря нашей планеты замерзают при одинаковой отрицательной температуре? Нет, это не так. Существует различные факторы, которые делают показатель замерзания воды непостоянным. Речь идет о концентрации солей и о территориальном расположении:

  • Каспий леденеет уже при -0,5 градусах Цельсия;
  • Азовское море мерзнет при температуре -0,7 градусов;
  • Японское море вообще не леденеет, это связано с тем, что в нем содержится чрезвычайно много соли (34 промилле);
  • Балтийской море мерзнет уже при 0 отметке (это же происходит и с пресными водоемами, реками).
Это интересно:  Как штукатурить стены своими руками новичку: видео инструкции и некоторые советы. Как правильно оштукатурить стены.

Учитывая данное непостоянство, ученые решили определить средний показатель замерзания воды всех морей мира – он составил -4 градуса Цельсия.

Интересные факты

замерзшее озеро

Если наполнить в емкость воду из крана и высыпать в нее достаточное количество соли, то она начнет замерзать при температуре -21 градус Цельсия. Также соль может запустить и обратную реакцию – она окажет эффективное воздействие на лед и заставит его таять. Подобный процесс возможен, если температура воздуха выше отметки -21 градус Цельсия. Другие интересности:

  • при низких температурах холодная вода мерзнет дольше горячей;
  • пить можно только 3% воды от всего мирового запаса (остальная часть находится в ледниках);
  • при добавлении в воду метана, она будет гореть;
  • вода остается жидкой при низких температурах, если на нее воздействует электрическое поле.

Лед, который образуется на водоемах, в реках и в морях, не позволят замерзнуть воде, которая находится под ним. При этом он сам не тонет, потому что в его структуре содержаться мельчайшие воздушные пузырьки.

Прошедшая процесс дистилляции жидкость способна замерзнуть. Но в отличие от обычной, ей потребуется больше времени и более низкий температурный режим.

Основные свойства

Действующий ГОСТ на дистиллированную воду — 6709-72. Этот стандарт определяет не только свойства продукции, но и базовые требования к технологии ее выработки. Плотность достигает наибольшего значения при нагреве от 3,8 до 4,2 градусов, затем она будет снижаться. Если принять плотность при 4 градусах за единицу, то при 20 градусах она составит только 0,9982. При 100 градусах показатель равен 0,9584, а при 0 градусов — 0,9998.

Но если нагреть дистиллированную воду до температуры кипения обычной воды, она не станет кипеть. Достаточно, однако, добавить в этот момент хотя бы небольшое количество других веществ, таких как сахар или соль, и бурление начнется моментально. Точка замерзания может достигать – 10 градусов и ниже. Потому, когда обычная вода замерзает, дистиллят остается в безупречном жидком состоянии.

Но чтобы изменить ситуацию с кипением и затвердением, не обязательно даже что-то добавлять — нарушить однородность среды помогает взбалтывание.

Важную роль играют электрические свойства жидкости. В отличие от простой воды, дистиллированная не является проводником, а выступает практически диэлектриком. Чем чище конкретный образец вещества, тем выше его сопротивление — а уровень проводимости, напротив, меньше. Стандартная норма удельной электропроводности дистиллята составляет 5х10-4 См/м, а электросопротивление — минимум 200 кОм*см. Что касается жесткости качественной дистиллированной воды, то она вполне мягка — нормативный показатель не превышает 2 мг эквивалента на 1 л, и потому такая жидкость пригодна для терапии ряда заболеваний.

Это интересно:  Как рассчитать расход краски. К это сколько краска

Важную роль играет индекс PPM. За таким английским сокращением скрывается показатель содержания частиц солей на 1000000 молекул или, более упрощенно, количество миллиграммов солей на 1 л жидкости. Если этот показатель равен 1000 и более, то подобная вода крайне мало подходит для питья. Санитарный надзор предписывает употреблять ее только при самой острой и крайней необходимости, при отсутствии иных питьевых источников.

Качественный дистиллят имеет показатель PPM от 0 до 5, то есть это другая крайность — при длительном употреблении такой воды нарушается баланс минеральных солей в организме, и опять же может получиться вред вместо пользы.

Необходимо учитывать и коэффициент или показатель преломления. Он выражает то, насколько и каким образом меняется ход луча при пересечении различных сред. В данном случае на границе дистиллята и воздуха этот коэффициент составляет 1,333. Интереснее обстоят дела с кислотностью дистиллированной воды. В момент получения она находится на нейтральной отметке, водородный показатель — 7. Но при контакте с воздухом, который на практике неизбежен, он становится равен 5,5-6,5, то есть получается слабокислая среда.

Только после тщательной проверки батареи можно устанавливать ее обратно на автомобиль и продолжать им пользоваться. Часто замерзшая дистиллированная вода в аккумуляторе является причиной его поломки. В таких ситуациях дистиллят сливается, а батарея либо отдается в ремонт, либо заменяется на новую.

Температура превращения в лед

Скорость превращения очищенной воды в лед зависит от условий, в которых она находится. Дистиллированная смесь, находящаяся на улице и внутри аккумулятора машины, замерзает при разной температуре. В двух указанных случаях отмечается разная точка замерзания.

На улице

В уличных условиях очищенный состав кристаллизуется довольно быстро. На открытом воздухе нет факторов, препятствующих быстрому переходу раствора в состояние льда.

Качественный дистиллят на улице может замерзнуть при -10 0 С. Это значение является точкой замерзания. Но часто имеющиеся в продаже составы превращаются в лед при температурном режиме от -1 до -5 0 С.

В аккумуляторе

Поскольку в данном случае очищенная вода находится внутри аккумуляторной батареи, то процесс ее замерзания будет происходить медленнее. Но это касается случаев, если дистиллят заливается в прогретый аккумулятор. Он остывает медленно. При слабом минусе дистиллят внутри него не успеет заморозиться.

Как происходит процесс?

Процесс происходит следующим образом:

  1. Состав при снижении температуры охлаждается все больше.
  2. При достижении точки замерзания пространство между молекулами увеличивается.
  3. В верхней части емкости сначала формируется ледяная шапка, которая начинает расти вниз.
  4. Замораживание идет сверху вниз, пока не доходит до дна емкости.

В процессе замораживания объем дистиллированной смеси становится больше почти на 10%.

Оцените статью
Build Make