A víz szuprahűtése egyszerű és szórakoztató. Alapvetően a vizet fagyáspontja alá hűtöd, és parancsra jéggé kristályosodik. Íme lépésről-lépésre útmutató a víz szuprahűtéséhez két különböző módszerrel.
Módszer #1: Palackozott víz szuprahűtése
A palackozott víz szuprahűtése az otthoni fagyasztóban a legegyszerűbb. Az egyetlen “trükk”, hogy a palackozott víznek ésszerűen tisztának kell lennie. A Fidzsi víz az egyik legmegbízhatóbb márka, de bármilyen fordított ozmózissal vagy desztillációval tisztított víz jól működik. A palackozott víz azért működik jobban, mint a csapvíz, mert a csapvíz apró részecskéket, oldott ásványi anyagokat és oldott gázokat tartalmaz, amelyek nukleációs helyeket biztosítanak a jég kialakulásához. A csapvizet is lehűtheti, de előbb hagyja állni néhány órán át, hogy a buborékok el tudjanak távozni.
- Tegyen egy bontatlan palack vizet a fagyasztóba. Töltsön meg egy ugyanolyan méretű palackot csapvízzel.
- A palackokat hagyja zavartalanul hűlni körülbelül 2-1/2 órán keresztül. A víz lehűléséhez szükséges pontos idő a fagyasztó hőmérsékletétől és a vizes palack méretétől függ. Ne zavarja meg egyik palackot sem, de nézze meg, hogy a csapvíz megfagyott-e. Ha a csapvíz megfagy, az azt jelenti, hogy a tisztított palackvíz szuperhűtött. (Ha mindkét palackban megfagyott a víz, akkor fel kell olvasztani a jeget, és újra kell kezdeni, de kevesebb idő elteltével ellenőrizze a palackokat. Ha mindkét palack ismét megfagy, akkor vagy megint túl sokáig várt, vagy a palackozott víz nem volt elég tiszta.)
- Vigyázva vegye ki a szuperhűtött vizet tartalmazó palackot a fagyasztóból.
- Kezdje meg a jéggé kristályosodást a palack rázásával, vagy úgy, hogy kinyitja, és a folyadékot egy darab jégre vagy egy darab fagyasztott jégkrémre önti.
Módszer #2: Egy pohár víz szuperhűtése
A víz szuperhűtéséhez nincs szükség fagyasztóra. Mindössze jégre és némi sóra van szükséged. Amikor sót szórsz a jégre, a kis mennyiségű olvadt jég (folyékony víz) feloldja a sót, és fagyáspontcsökkenést tapasztal. Ezáltal a jég hőmérséklete 0 °C vagy 32 °F alá csökken. Ez egy praktikus módja a házi készítésű jégkrém fagyasztásának, amely a víz szuperhűtésére is működik.
- Töltsön meg egy nagy tálat jéggel. Szórjunk pár evőkanál sót a jégre.
- Vagy hűtsünk le egy vizes palackot (egy palack csapvízzel, csak hogy tudjunk róla) a sós jégben, vagy tegyünk egy pohár tisztított vizet a tálba (hőmérővel, hogy tudjuk, mikor van szuperhűtve). Győződjön meg róla, hogy a jég szintje az edényben lévő folyadék szintje fölött van.
- Egy pohár esetében, amely csak néhány evőkanál vizet tartalmaz, csak körülbelül 15 percig tart a folyadék szuperhűtése. A palackozott víznek több időbe telik, és előfordulhat, hogy újra kell töltenie a jeget az edényben, ha túl sok olvad el.
- A szuperhűtött vizet jéggé fagyasztja, ha megzavarja, vagy ha egy kis jégdarabot dob a vízbe.
Hogyan működik a víz szuperhűtése
A víz általában 0 °C-on vagy 32 °F-on fagy jéggé, de közönséges nyomáson akár -48,3 °C-ra vagy -55 °F-ra is szuperhűthető, amennyiben nincsenek jégkristályok növekedését elősegítő nukleációs helyek. A hőmérséklet-tartomány alsó határán a túlhűtött víz üveges víz. Más szóval amorf szilárd anyag, de nem kristályos jég. De közvetlenül a fagypont alatt még mindig folyadék.
Amint a hőmérséklet fagypont alá csökken, a túlhűtött víz nem kristályosodik, mert a vízmolekulák hűtéskor úgy szerveződnek, ahogyan a vízmolekulák szerveződnek. A normál jég hatszögletű jég (mint a hatoldalú hókristályok), de a hidrogénkötés más lehetőségeket ad a víznek. A szuperhűtött víznek tetraéderes vízmolekulái és pentamer vízklaszterei vannak. Tehát, bár a hatszögletű jég stabilabb, mint a folyékony víz, nem alakítja ki a preferált kristályszerkezetét, hacsak nem zavarják meg, mert a tetraéderes és pentameres víz “útban van.”
Supercooling vs. fagyáspont-depresszió
Néhányan összekeverik a supercoolingot a fagyáspont-depresszióval. Bár mindkét folyamat hatására egy folyadék a normál fagyáspont alatti hőmérsékleten fagy meg, a szuprahűtés tiszta anyagot érint. A fagyáspontcsökkenés akkor következik be, amikor az oldott részecskék megszakítják a molekulák szerveződését a folyékony fázisból a szilárd fázisba.
Példák a szuperhűtött vízre a természetben
A víz szuperhűlése természetes jelenség. A gomoly- és rétegfelhőkben fordul elő. A repülőgépek jégtelenítő rendszereket alkalmaznak, mert egyébként a túlhűlt víz jéggé kristályosodik, amikor a szárnyak megzavarják.
A fagyos eső a túlhűlt víz másik példája. Amikor az eső a felszínre csapódik, jéggé kristályosodik.
Ha tetszett ez a projekt, akkor a szuperhűlés másik szórakoztató példája a forró jég!