Pada darjah berapakah ia membeku serta-merta? Suhu negatif dan ancaman air beku dalam bekalan air negara - Diari pengkritik yang berniat jahat - residivis yang teruk (jika saya tidak memakannya, saya akan menggigitnya!)

Memandangkan air mampu menyerap banyak haba tanpa pemanasan, ia membantu mengekalkan iklim yang stabil di planet kita. Suhu di lautan adalah tiga kali lebih stabil daripada suhu di darat, dan ketelusan air membolehkan cahaya menembusi ke kedalamannya, membolehkan kehidupan di laut. Tanpa air tidak akan ada kehidupan sama sekali. Dan walaupun anda boleh dengan mudah memasukkan tangan anda ke dalam air, memerahnya tiga kali lebih keras daripada memerah berlian, dan memukul air pada kelajuan tinggi adalah seperti menghempas ke dalam konkrit.

Walaupun kekuatan ikatan antara molekul air, ikatan ini, sayangnya, tidak kuat. Mereka terus dirobek dan dicipta semula: dalam satu saat, setiap molekul air berlanggar dengan molekul air lain sebanyak 10,000,000,000,000,000 kali.

Begitu banyak perkara yang boleh dilarutkan dalam air sehingga ia dipanggil "pelarut universal." Jika anda melarutkan logam dalam asid, anda boleh melupakannya selama-lamanya. Tetapi jika, katakan, gipsum dibubarkan dalam air, maka selepas penyejatan ia akan kekal gipsum. Keupayaan yang luar biasa untuk melarutkan bahan tanpa memusnahkannya menjadikan air, separadoks kedengarannya, bahan yang paling merosakkan di planet ini. Lambat laun, air memakan segala-galanya daripada paip saliran besi ke Grand Canyon.

Dan dia ada di mana-mana. Terdapat mendapan ais yang banyak di Bulan dan Marikh; walaupun pada permukaan Matahari (di bahagian yang lebih sejuk) kesan wap ditemui. Di Bumi, hanya sebahagian kecil daripada semua air yang berada di atmosfera. Jika semua air atmosfera jatuh seragam ke tanah di seluruh dunia, jumlah hujan tidak akan melebihi 25 mm. Kebanyakan air di Bumi tidak boleh diakses oleh manusia: ia terkunci jauh di kedalaman, dibawa ke sana apabila plat tektonik bertindih atau tertahan dalam struktur mineral batu itu sendiri.

Jika air tersembunyi menembusi ke permukaan Bumi, ia akan memenuhi semua lautan kita tiga puluh kali ganda.

Pada suhu berapakah air membeku?

Air tulen pada O ​​°C tidak membeku - sama seperti air laut.

Agar air membeku, ia memerlukan sesuatu yang boleh melekat pada molekulnya. Hablur ais terbentuk di sekeliling "nukleus" seperti zarah debu. Jika tiada, anda boleh menyejukkan air hingga -42 °C sebelum ia mula membeku.

Air penyejuk tanpa pembekuan dikenali sebagai "supercooling". Ini harus dilakukan dengan perlahan. Anda boleh, sebagai contoh, meletakkan sebotol air yang sangat bersih di dalam peti sejuk dan menyejukkannya. Tetapi sebaik sahaja anda menarik botol keluar dan mengetuk jari anda pada kaca, air akan serta-merta bertukar menjadi ais.

Sangat pantas menyejukkan air mempunyai kesan yang sama sekali berbeza. Melepasi peringkat ais (yang mempunyai struktur kekisi kristal seragam), ia berubah menjadi amorfus huru-hara padu, dikenali sebagai "air berkaca" (dinamakan sedemikian kerana susunan rawak molekul yang serupa dengan struktur kaca). Untuk mendapatkan "air berkaca", suhu mesti diturunkan kepada -137 °C dalam beberapa milisaat sahaja. "Air seperti kaca" di Bumi hanya boleh ditemui di dalam dinding makmal, tetapi di Alam Semesta bentuk air ini paling kerap ditemui - ia adalah komet yang diperbuat daripada.

Kerana kandungan yang tinggi garam air laut selalu menyejukkan di bawah 0°C tanpa membeku. Darah ikan biasanya membeku pada sekitar -0.5°C, jadi ahli biologi marin telah lama hairan dengan soalan: bagaimanakah ikan berjaya bertahan di laut kutub? Ternyata spesies seperti ikan ais Antartika dan herring menghasilkan protein dalam pankreas mereka yang diserap ke dalam darah mereka. Ia adalah protein yang menghalang pembentukan nukleus penghabluran ais (hampir seperti antibeku dalam radiator kereta).

Mengetahui ciri-ciri air apabila suhu rendah, anda tidak akan terkejut apabila mengetahui bahawa takat didihnya (walaupun pada tekanan biasa) – tidak semestinya 100 °C. Ia mungkin jauh lebih tinggi. Benar, di sini juga cecair mesti dipanaskan perlahan-lahan, dan di dalam kapal tanpa calar tunggal. Ia adalah dalam calar bahawa rongga udara terkandung, berhampiran gelembung pertama terbentuk.

Mendidih bermula apabila gelembung wap air mengembang dan menembusi permukaan air. Untuk ini berlaku, suhu mestilah cukup tinggi sehingga tekanan yang dicipta oleh gelembung wap melebihi tekanan atmosfera. Dalam keadaan biasa ini adalah 100°C, tetapi jika tiada tempat di dalam air yang boleh membentuk buih, lebih banyak haba diperlukan untuk mengatasi ketegangan permukaan buih yang memasuki kehidupan. (Atas sebab yang sama, kembangkan belon Ia lebih sukar pada permulaan daripada pada akhirnya.)

Dan kemudian suhu negatif bermula. Hari ini pada waktu pagi mereka menjanjikan -3, dan kini termometer ialah 0.

Salji turun dan terdapat ancaman pembekuan dalam bekalan air taman:

Longgokan kompos dan pokok di salji:

Cawangan cemara dan wayar elektrik di salji:

Semua orang mengalirkan air dari paip air musim panas. Saya belum membocorkannya lagi, dan saya mempunyai dua sebab untuk ini - memotivasi dan munasabah. Insentif - anda tidak mahu menggunakan bekas basuh sejuk selama beberapa hari sebelum anda merancang berlepas ke bandar. Dan alasan yang rasional menjelaskan mengapa ini benar-benar tidak boleh dilakukan.

Biar saya mulakan dengan fakta bahawa di dacha saya hanya tinggal masa panas tahun apabila suhu udara sangat positif. Walaupun rumah saya terlindung, kerana ciri-ciri penebat habanya ia tidak bertujuan untuk kehidupan musim sejuk. Ya, ia terlindung dengan lapisan plastik buih dan penebat foil, tetapi penebat ini tidak mencukupi untuk tolak suhu yang ketara. Itulah sebabnya saya tidak terlalu peduli dengan paip. Pam tenggelam dalam telaga mengepam air ke dalam penumpuk hidraulik yang terletak di dalam bilik utiliti yang tidak dipanaskan melalui paip HDPE dengan diameter 32 mm, dan pengedaran ke lapan titik di tapak dijalankan menggunakan paip HDPE dengan diameter 25 mm. Paip, di mana mereka tidak mengganggu, terletak terus di permukaan bumi, dan di tempat lain ia hanya sedikit ceruk ke dalam tanah.

Dari kursus fizik sekolah, saya tahu dengan pasti bahawa titik peralihan air daripada cecair kepada pepejal adalah pada 0 darjah. Tetapi sesuatu memberitahu saya bahawa suhu beku air dalam paip akan lebih rendah sedikit. Saya tidak dapat menjelaskan dengan jelas sebab perasaan ini, jadi saya pergi ke Internet untuk mengetahui dengan tepat pada suhu berapa air dalam paip sebenarnya membeku. Dan sesungguhnya, saya dapati maklumat bahawa untuk membekukan air dalam paip, suhu -5 - -7 darjah diperlukan selama beberapa hari! Saya tidak tahu sejauh mana kebenarannya, tetapi ini bermakna bahawa sistem bekalan air pasti akan bertahan sekurang-kurangnya satu malam pada suhu -3.

Bahawa ia hitam paip plastik HDPE masuk ke lapisan subur atas bumi, di mana proses reput terus berlaku dengan pelepasan haba yang tidak dapat dielakkan, yang memberi inspirasi kepada saya dengan keyakinan tambahan. Dan akhirnya, saya tidak mengambil risiko apa-apa - paip HDPE boleh menahan bilangan kitaran pencairan beku air yang mencukupi di dalamnya. Maksimum yang boleh berlaku ialah kelengkapan akan longgar, tetapi ia sentiasa boleh diketatkan. Penumpuk hidraulik terletak walaupun di dalam bilik yang tidak panas, tetapi tertutup, yang juga harus membantu melindunginya daripada tolak sedikit. Secara umum, saya memutuskan untuk tidak mengalirkan air lagi. Walaupun injap bola tertutup, yang berada di jalan, mengganggu. Mungkin ini satu-satunya perkara titik lemah. Jika mereka tidak bertahan pada malam itu, mereka perlu berfikir lebih jauh. Tetapi percubaan adalah percubaan. Esok saya akan menulis tentang hasilnya (jika ada masa antara tumpahan air mendidih pada paip)))

P.S.: Saya juga tahu bahawa air yang mengalir tidak membeku. Nampaknya kerana dia tidak mempunyai masa untuk beratur kekisi kristal. Nah, jika kita bercakap tentang bekalan air, maka bahagian baru air sentiasa beberapa darjah lebih panas daripada sifar. Jadi, di bahagian bawah telaga suhu air adalah kira-kira +4 darjah. Jadi bila tolak melampau Anda boleh membuka sedikit paip di hujung saluran air pengedaran. Perkara utama ialah air di dalam perigi tidak habis)))

Tetapi tekanan statik mempunyai sedikit kesan pada suhu beku. Jadi, untuk menggerakkan takat beku 1 darjah di bawah sifar, anda memerlukan 130 atmosfera. Dalam bekalan air hanya terdapat kira-kira 3 atmosfera. Jadi, perkara karut yang sering ditemui di Internet dan tanpa segan silu ditiru tentang pam air di kampung yang tidak beku akibat tekanan adalah karut. Tiada air dalam lajur di atas kedalaman beku tanah. Ia muncul di sana hanya apabila anda menekan tuil, dan mengalir kembali apabila anda melepaskannya. Untuk mengesahkan ini, sudah cukup untuk mengira jumlah masa yang berlalu antara menekan tuil dan penampilan air dari lajur, atau hanya mengkaji reka bentuk lajur di Internet.

UPD 10.18.2014 18:10:

Saya melaporkan. Pada waktu malam ia adalah -1.5 darjah.

1. Paip HDPE dengan diameter 32 dan 25 mm, diletakkan di atas tanah, serta ditaburkan dengan tanah, tidak membeku. Begitu juga dengan paip di sebelah dinding bilik yang tidak dipanaskan, terletak sehingga ketinggian 150 cm Iaitu, tiada paip HDPE membeku di mana-mana walaupun ketiadaan pergerakan air di dalamnya.


2. Injap bola tertutup 15 mm (1/2") membeku, tetapi tidak pecah. Ia mencair dengan cepat selepas menuang air panas ke atasnya.


3. Hos fleksibel sempit dan pili seramik sinki membeku, tetapi juga cepat cair selepas air panas dituangkan ke atasnya.


4. Penumpuk hidraulik 50 liter tidak membeku di dalam bilik yang tidak dipanaskan.


5. Suhu dalam dandang 30 liter yang dipasang di pancuran mandian yang tidak dipanaskan turun dari 75 hingga 45 darjah semalaman.

Oleh itu, saya boleh menyatakan bahawa walaupun suhu kritikal -1.5 darjah, sistem itu bertahan. Tetapi di laman web pencinta kucing keadaannya berbeza. Di sana, paip HDPE 25 mm yang diletakkan 2 meter di atas tanah tidak membeku, tetapi paip yang sama diletakkan di sepanjang pagar 50-80 cm di atas tanah membeku. Mungkin, setengah meter di atas tanah suhu lebih rendah daripada pada ketinggian 2 meter, dan berhampiran tanah itu sendiri suhu meningkat semula kerana pelepasan haba dari kedalaman, haba terkumpul pada siang hari, serta disebabkan oleh kepada pembebasan haba semasa pereputan bahan organik dalam lapisan subur.

Sekarang suhu berlegar sekitar -0.5 darjah. Pada waktu pagi, saya membuka sedikit semua injap bebola dan keran sinki luar supaya air mengalir keluar daripadanya dalam aliran nipis. Mereka tidak membeku pada siang hari. Saya berharap dalam mod ini mereka akan bertahan pada malam itu. Penggunaan air adalah sedikit, perigi tidak boleh kosong. Saya akan menulis tentang bagaimana sistem akan bertahan pada malam kedua suhu sub-sifar esok.

UPD 19/10/2014 02:10:

Secara umum, eksperimen terpaksa dihentikan kerana kekurangan air yang mencukupi di dalam perigi)))
Daripada 8 mata air yang saya ada, 7 terletak di jalan. Memandangkan mereka semua terbuka sedikit untuk mengelakkan kerosakan pada injap bola, mereka mengalirkan seluruh telaga saya dalam satu hari! Musim luruh agak kering, dan aliran telaga kini sangat rendah. Pada akhirnya, saya mengalirkan semua air dari sistem dan mengeluarkan pam.

Tahun depan saya bercadang untuk membeli 15 meter HDPE 25 mm dan beberapa bola, dan membahagikan keseluruhan sistem saya kepada 2 bahagian - rumah dan segala-galanya. Jika ada tolak, saya akan mengalirkan semuanya kecuali talian ke rumah. Jika 7 aliran mengepam keluar telaga dalam masa 10 jam, maka satu aliran akan mengepamnya keluar dalam masa 3 hari. Mungkin dalam kes ini debit perigi akan mencukupi untuk ia mempunyai masa untuk menambah apa yang telah dipam keluar. seperti ini)

UPD 19/10/2014 17:10:

Pemerhatian yang menarik. Pada waktu malam ia adalah -7.5 darjah. Terdapat kira-kira 2 sentimeter ais pada tong, kedua-duanya di atas dan di dinding. Tetapi tidak di bahagian bawah! Ini bermakna haba berasal dari bumi. Oleh itu, saya meletakkan bekalan air dengan betul di atas tanah, dan bukan di sepanjang pagar. Tetapi saya mahu pergi ke atas pagar...

The Second Book of Common Errors oleh Lloyd John

Pada suhu berapakah air membeku?

Air tulen pada O ​​°C tidak membeku - sama seperti air laut.

Agar air membeku, ia memerlukan sesuatu yang boleh melekat pada molekulnya. Hablur ais terbentuk di sekeliling "nukleus" seperti zarah debu. Jika tiada, anda boleh menyejukkan air hingga -42 °C sebelum ia mula membeku.

Air penyejuk tanpa pembekuan dikenali sebagai "supercooling". Ini harus dilakukan dengan perlahan. Anda boleh, sebagai contoh, meletakkan sebotol air yang sangat bersih di dalam peti sejuk dan menyejukkannya. Tetapi sebaik sahaja anda menarik botol keluar dan mengetuk jari anda pada kaca, air akan serta-merta bertukar menjadi ais.

Sangat pantas menyejukkan air mempunyai kesan yang sama sekali berbeza. Setelah melepasi peringkat ais (yang mempunyai struktur kekisi kristal seragam), ia berubah menjadi pepejal amorfus huru-hara yang dikenali sebagai "air berkaca" (dinamakan sedemikian kerana susunan rawak molekul yang serupa dengan struktur kaca). Untuk mendapatkan "air berkaca", suhu mesti diturunkan kepada -137 °C dalam beberapa milisaat sahaja. "Air seperti kaca" di Bumi hanya boleh ditemui di dalam dinding makmal, tetapi di Alam Semesta bentuk air ini paling kerap ditemui - ia adalah komet yang diperbuat daripada.

Disebabkan kandungan garamnya yang tinggi, air laut sentiasa menyejuk di bawah 0 °C tanpa membeku. Darah ikan biasanya membeku pada sekitar -0.5°C, jadi ahli biologi marin telah lama hairan dengan soalan: bagaimanakah ikan berjaya bertahan di laut kutub? Ternyata spesies seperti ikan ais Antartika dan herring menghasilkan protein dalam pankreas mereka yang diserap ke dalam darah mereka. Ia adalah protein yang menghalang pembentukan nukleus penghabluran ais (hampir seperti antibeku dalam radiator kereta).

Mengetahui tentang ciri-ciri air pada suhu rendah, anda tidak akan terkejut apabila mengetahui bahawa takat didihnya (walaupun pada tekanan normal) tidak semestinya 100 °C. Ia mungkin jauh lebih tinggi. Benar, di sini juga cecair mesti dipanaskan perlahan-lahan, dan di dalam kapal tanpa calar tunggal. Ia adalah dalam calar bahawa rongga udara terkandung, berhampiran gelembung pertama terbentuk.

Mendidih bermula apabila gelembung wap air mengembang dan menembusi permukaan air. Untuk ini berlaku, suhu mestilah cukup tinggi sehingga tekanan yang dicipta oleh gelembung wap melebihi tekanan atmosfera. Di bawah keadaan biasa ini ialah 100°C, tetapi jika tiada tempat di dalam air yang boleh membentuk buih, lebih banyak haba diperlukan untuk mengatasi ketegangan permukaan gelembung yang memasuki kehidupan. (Atas sebab yang sama, adalah lebih sukar untuk meniup belon pada permulaan berbanding pada akhir.)

Ini, dengan cara ini, menerangkan mengapa secawan kopi mendidih boleh meletup, memercikkan segala-galanya di sekeliling, sebaik sahaja anda mengeluarkannya dari ketuhar gelombang mikro atau kacau dengan sudu. Pergerakan itu akan menyebabkan tindak balas berantai, menyebabkan semua air dalam kopi cepat tersejat.

Dan akhirnya, satu keanehan air terakhir: air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Aristotle adalah orang pertama yang menarik perhatian kepada perkara ini pada abad ke-4 SM. eh, namun dunia sains mengakui dia betul hanya pada tahun 1963 - berkat ketabahan seorang budak sekolah Tanzania bernama Erasto Mpemba. Budak lelaki itu mengesahkan kata-kata Yunani kuno, dengan jelas menunjukkan bahawa campuran susu manis akan bertukar menjadi ais krim dengan lebih cepat jika ia mula-mula dipanaskan. Tetapi kita masih tidak tahu apa rahsianya.

pengarang

Pada suhu berapakah air mendidih pada puncak tertinggi di dunia - Chomolungma? Takat didih - peralihan fasa daripada keadaan cecair kepada gas (dan sebaliknya) - air, seperti mana-mana bahan lain, meningkat dengan peningkatan tekanan luaran. Dengan standard

Dari buku Buku terbaru fakta. Jilid 3 [Fizik, kimia dan teknologi. Sejarah dan arkeologi. Pelbagai] pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Pada suhu berapakah air mempunyai ketumpatan maksimumnya? Kami juga tahu dari kursus fizik sekolah kami bahawa apabila dipanaskan, semua bahan - pepejal, cecair dan gas - mengembang. Air adalah salah satu daripada beberapa pengecualian kepada peraturan ini; ia mempunyai ketumpatan maksimum

Daripada buku The Newest Book of Facts. Jilid 3 [Fizik, kimia dan teknologi. Sejarah dan arkeologi. Pelbagai] pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Planet mana yang ada sistem suria yang manakah mempunyai orbit paling panjang dan yang manakah mempunyai paling sedikit? Seperti yang anda ketahui, mana-mana planet berputar mengelilingi bintangnya dalam orbit elips, di salah satu fokus di mana bintang itu berada. Tahap pemanjangan orbit dicirikan olehnya

Daripada buku The Newest Book of Facts. Jilid 1 [Astronomi dan astrofizik. Geografi dan sains bumi yang lain. Biologi dan Perubatan] pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Planet manakah dalam sistem suria nombor terhebat satelit dan yang manakah mempunyai paling kecil? Pemegang rekod dalam sistem suria untuk bilangan satelit ialah Musytari gergasi, yang mempunyai 39 satelit yang diketahui. Alam semulajadi menafikan Mercury sepenuhnya dalam hal ini dan

oleh Juan Stephen

Mengapa darah tidak membeku pada hari yang sangat sejuk? Darah terdiri terutamanya daripada air. Takat beku darah sangat hampir dengan takat beku air (0 °C). Kehadiran protein, garam dan komponen lain dalam darah sedikit mengubah suhu ini. Badan manusia

Dari buku Oddities of our body - 2 oleh Juan Stephen

Pada suhu badan berapakah anda boleh mati? Suhu badan normal biasanya dianggap tidak lebih tinggi daripada 37 °C. Suhu di bawah 28°C (diukur secara rektal) mungkin berbahaya bagi

pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Daripada buku The Newest Book of Facts. Jilid 1. Astronomi dan astrofizik. Geografi dan sains bumi yang lain. Biologi dan perubatan pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Daripada buku The Newest Book of Facts. Jilid 1. Astronomi dan astrofizik. Geografi dan sains bumi yang lain. Biologi dan perubatan pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Daripada buku The Newest Book of Facts. Jilid 1. Astronomi dan astrofizik. Geografi dan sains bumi yang lain. Biologi dan perubatan pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Daripada buku The Second Book of General Delusions oleh Lloyd John

Pada suhu berapakah air membeku? Air tulen pada 0 °C tidak membeku - sama seperti air laut Untuk membekukan air, ia memerlukan sesuatu yang boleh melekat pada molekulnya. Hablur ais terbentuk di sekeliling "nukleus" seperti zarah debu. Jika tiada,

Daripada buku The Foreman's Universal Reference Book. Pembinaan moden di Rusia dari A hingga Z pengarang Kazakov Yuri Nikolaevich

Perlaksanaan kerja-kerja konkrit pada suhu udara melebihi 25 °C Apabila menjalankan kerja konkrit pada suhu udara melebihi 25 °C dan kelembapan kurang daripada 50%, simen Portland pengerasan cepat hendaklah digunakan, grednya sekurang-kurangnya 1.5 kali lebih tinggi daripada kekuatan gred konkrit.

pengarang

Bila perlu menghubungi doktor jika anda mengalami demam Hubungi doktor anda dengan segera jika: – terdapat tanda-tanda dehidrasi (mata cekung, kencing berkurangan atau lampin kering, fontanel cekung pada kanak-kanak di bawah umur satu tahun, kekurangan koyakan ketika menangis, membran mukus kering

Daripada buku 365 petua untuk wanita hamil dan menyusu pengarang Pigulevskaya Irina Stanislavovna

Apa lagi yang perlu dilakukan jika anda demam? Ubat sandaran ialah ibuprofen (nurofen, ibufen). Jika suhu meningkat kurang daripada 6 jam selepas memberi paracetamol atau tidak berkesan, berikan kanak-kanak dos ibuprofen yang bersesuaian dengan umur. Ibuprofen boleh diberikan tidak lebih kerap daripada 1

Dari buku 3333 soalan rumit dan jawab pengarang Kondrashov Anatoly Pavlovich

Mengapakah air di tasik laut dalam kelihatan biru dan air bersih dari paip - tidak berwarna? Cahaya matahari, yang kadangkala kita panggil cahaya putih, mengandungi semua panjang gelombang julat optik- warna spektrum yang dipanggil - dari inframerah kepada ultraviolet.