Лёд и другие состояния воды

При замораживании воды в пластиковых бутылках заметно, что сначала появляется прозрачный лёд, как слеза, а в центре бутылки, в последнюю очередь замерзания, образуется мутный, непрозрачный лёд. Какие свойства этих двух видов льда и какой предпочтительнее употреблять после размораживания?

Ответ:

Замораживать воду лучше всего в посуде, изготовленной из прочного стекла. Для этого подойдёт любая ёмкость – банка, кастрюля и т.д. и т.п. А ответ на ваш вопрос почему лёд кристаллизуется таким образом заключается в том, что превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь на центрах кристаллизации; примесях и неоднородностях — частичках пыли, пузырьках воздуха, мельчайших царапинах на стенках сосуда. Чистая вода центров кристаллизации практически лишена, поэтому она может переохлаждаться, и довольно сильно, оставаясь жидкой, но мельчайшие пузырьки воздуха вода всегда содержит. Они то и являются причиной наблюдаемого эффекта.

меня очень интересует то как получили 11 агрегатное состояние воды.

Все вещества в природе согласно законам термодинамики могут существовать в трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном. Вода в свою очередь может существовать в виде жидкости, пара и льда. Лёд в свою очередь имеет 14 модификаций, большинство которых, однако, получены в условиях, близких к космическим. Переходы между ними сопровождаются скачкообразным изменением ряда физических свойств (плотности, теплопроводности и др.).

Четвертым агрегатным состоянием вещества часто считают плазму, хотя к воде плазма не имеет никакого отношения. Термин плазма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») был введен в 1929 году американскими учеными И. Ленгмюром и Л. Тонксом, возможно из-за ассоциации с плазмой крови, что по-сути не верно.. В физическом смысле плазма и есть четвёртое агрегатное состояние вещества.

Вопрос:

При 4 °С вода имеет максимальную плотность. Почему? почему вода на дне водоема именно при этой температуре? заранее спс. Саша

Ответ:

Уважаемый, Александр!

Вода - одно из самых загадочных веществ нашей планеты. Будучи нормальным мономолекулярным соединением, она должна была бы кипеть при + 70°C, а замерзать почти при -100°C. В отличие от всех остальных жидкостей, вода при затвердевании уменьшает свой вес. Максимальная плотность воды наблюдается при +4°C. Этот факт чрезвычайно важен для биосферы. В результате лед образуется на поверхности водоемов, не давая им промерзать до дна, и, тем самым, не давая погибнуть рыбам и прочим представителям водной фауны в зимнее время.

Вопрос:

Добрый день. Можете мне объяснить по структуре кристалла льда. Например при замерзании чистой воды, в узлах кристалл решетки находятся молекулы воды. А вот например, если замерзает сладкая вода (вода в которой разбавлен сахар), то в узлах кристалл решетки кристалла находятся молекулы воды и молекулы сахара (вместо сахара, можно использовать любое другое вещество растворяющееся в воде)? Павел Сергеевич, Черновцы

Ответ:

Здравствуйте, уважаемый Павел Сергеевич. Теоретически, большинство молекул белков, жиров и углеводов по своему строению довольно идеально подходят к структуре льда, как бы “вписываясь” в пустоты его кристаллической решетки. Но на практике всё происходит совершенно иначе. Замерзая и превращаясь в лёд вода как бы изгоняет из растущего кристалла все примеси и чужеродные молекулы. Именно на этом принципе и основано очищение воды методом замораживания-оттаивания, когда в результате получается свободная от примесей талая вода.

Вопрос:

Не могли бы Вы ответить на следующий вопрос: приводят ли к заражению почвы нитратами антиобледениетельные средства,  применяемые на дрогах в зимний период? Константин.

Ответ:

Уважаемый Константин!

Конечное, привести к загрязнению почвы нитратами антигололёдные реагенты, применяемые сегодня на улицах Москвы для борьбы со льдом, не могут, хотя такая теоретическая возможность не исключается в случае антигололёдных реагентов на основе ацетата аммония.

Однако, как только речь заходит об антигололедных реагентах, пешеходы начинают жаловаться на испорченную верхнюю одежду и обувь, а водители вспоминают грязную жижу, летящую из-под колес, и изъеденные коррозией кузова. По словам специалистов столичных служб, занимающихся очисткой дорог, реагенты уже давно стали практически экологически чистыми, а грязь на дорогах появляется из-за самих автомобилистов, которые привозят ее на колесах своих машин из Подмосковья. Однако эксперты утверждают, что реагенты не так уж и безобидны для экологии и здоровья человека, а применение их может принести существенный вред экологии.

Вопрос:

Здравствуйте Олег! Могли бы Вы мне помочь? Вопрос вот в чем: я хотела бы изготавливать лед в виде кубов, но сколько бы я не пробовала их делать, кубы получаются с белым пятном внутри, хотя я использовала очищенную воду и даже дистиллированную... Также почему то внутри куба появляется большое количество пузырьков. Я очень надеюсь,что Вы сможете мне помочь. Заранее большое спасибо! Виктория. 

Ответ:

Здравствуйте, Виктория! Столь странное поведение ваших кубиков льда объясняется особенностями процесса кристаллизации. Превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь на центрах кристаллизации; примесях и неоднородностях — частичках пыли, пузырьках воздуха, мельчайших царапинах на стенках сосуда. Чистая вода центров кристаллизации практически лишена, поэтому она может переохлаждаться, и довольно сильно, оставаясь жидкой, но мельчайшие пузырьки воздуха вода всегда содержит. Они то и являются причиной наблюдаемого эффекта. В лабораторных условиях температуру воды, правда, в очень малых объёмах, удавалось довести до –70°С.

Вопрос:

Здравствуйте. Меня зовут Сергей. Я являюсь владельцем ледового комплекса в г.Винница (Украина). Меня интересует или возможно повысить устойчивость льда при плюсовой температуре без дополнительных затрат электроэнергии. Очень дорого содержать лёд летом. Я читал статьи по поводу метана в воде, молекул белка и по поводу тяжёлой воды D2O. Не знаю как это применить на практике.

Ответ:

В природе существует 14 модификаций льда. Правда, все, кроме привычного нам льда, кристаллизующего в гексагональной сингонии и обозначающегося как лёд I , образуются в условиях экзотических — при очень низких температурах (порядка -110150 0С ) и высоких давлениях, когда углы водородных связей в молекуле воды изменяются и образуются системы, отличные от гексагональной. Такие условия напоминают космические и не встречаются на Земле. Например, при температуре ниже –110 °С водяные пары выпадают на металлической пластине в виде октаэдров и кубиков размером в несколько нанометров — это так называемый кубический лед. Если температура чуть выше –110 °С, а концентрация пара очень мала, на пластине формируется слой исключительно плотного аморфного льда.