limЛитье и металлургияLitiyo i Metallurgiya (FOUNDRY PRODUCTION AND METALLURGY)1683-60652414-0406BNTU10.21122/1683-6065-2024-3-95-97lim-3721Research ArticleДискуссияDIscussionОсобенности кристаллизации водыFeatures of water crystallizationСтеценкоВ. Ю.StetsenkoV. Yu.stetsenko.52@bk.ru202417092024039597Copyright © Стеценко В.Ю., 20242024Стеценко В.Ю.Stetsenko V.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://lim.bntu.by/jour/article/view/3721

Вода в основном состоит из нанокристаллов льда. Особенности кристаллизации воды можно объяснить на основе ее наноструктурного строения и наноструктурной кристаллизации. Молекулы атмосферного воздуха хорошо растворяются в воде и адсорбируются ее нанокристаллами. Показано, что величина расширения льда при затвердевании воды пропорциональна концентрации растворенного в ней воздуха. Концентрация воздуха, растворенного в воде, с повышением ее температуры существенно снижается. Горячая вода затвердевает быстрее холодной, потому что в горячей воде меньше концентрация воздуха. Его пузырьки, выделяющиеся на кристаллах льда, уменьшают скорость кристаллизации воды. Большое переохлаждение воды происходит в результате блокирующего действия адсорбированного воздуха, который препятствует объединению нанокристаллов льда в центры кристаллизации. Встряхивание бутылки с переохлажденной водой приводит к десорбции воздуха и ускоренной кристаллизации воды. Пузырьки воздуха, выделяющиеся на дендритных кристаллах льда, снижают степень разветвленности этих кристаллов. Показано, что музыка повышает интенсивность удаления пузырьков газа и способна влиять на форму дендритных кристаллов льда при кристаллизации воды. Увеличение громкости звука и (или) снижение его частоты повышают интенсивность удаления пузырьков воздуха с дендритных кристаллов льда и увеличивают разветвленность этих кристаллов.

Water is mainly composed of ice nanocrystals. The peculiarities of water crystallization can be explained on the basis of its nanostructural structure and nanostructural crystallization. Atmospheric air molecules dissolve well in water and are adsorbed by its nanocrystals. It is shown that the amount of expansion of ice, when water solidifies, is proportional to the concentration of air dissolved in it. The concentration of air dissolved in water decreases significantly with an increase in its temperature. Hot water solidifies faster than cold water because there is less air concentration in hot water. Its bubbles, released on ice crystals, reduce the rate of crystallization of water. A large supercooling of water occurs as a result of the blocking action of adsorbed air, which prevents the unification of ice nanocrystals into crystallization centers. Shaking a bottle of supercooled water leads to desorption of air and accelerated crystallization of water. Air bubbles released on dendritic ice crystals reduce the degree of branching of these crystals. It has been shown that music increases the intensity of removal of gas bubbles and is able to influence the shape of dendritic ice crystals during water crystallization. It has been shown that an increase in the volume of sound and (or) a decrease in its frequency increase the intensity of removal of air bubbles from dendritic ice crystals and increase the branching of these crystals.

кристаллизация водынанокристаллывоздухпереохлаждениедендритные кристаллыледадсорбцияcrystallization of waternanocrystalsairsupercoolingdendritic crystalsiceadsorptionReferencesKell G. S. The Freezing of Hot and Cold Water // American Journal of Phisics. AIP Scatation. – 1969. – Vol. 37. – No. 5. – pp. 564–565.Kell G. S. The Freezing of Hot and Cold Water. American Journal of Phisics. AIP Scatation, 1969, vol. 37, no. 5, pp. 564–565.Захаров, С. Д. Кластерная структура воды (обзор) / С. Д. Захаров, И. В. Мосягина. – М.: Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 2011. – 24 с.Zaharov S. D., Mosyagina I. V. Klasternaya struktura vody (obzor) [The cluster structure of water (review)]. Moscow, Fizicheskij institut im. P. N. Lebedeva RAN Publ., 2011, 24 p.Амелюшкин, И. Сверххолодная вода / И. Амелюшкин // Квант. – 2013. – № 4. – С. 27–28.Amelyushkin I. Sverhkholodnaya voda [Ultra-cold water]. Kvant = Quantum, 2013, no. 4. pp. 27–28.Ловлин, Н. М. Свойства воды. Информационная память воды / Н. М. Ловлин // Старт в науке. – 2017. – № 6. – С. 88–99.Lovlin N. M. Svojstva vody. Informacionnaya pamyat’ vody [Water properties. Water information memory]. Start v nauke = Start in science, 2017, no. 6. pp. 88–99.Марукович, Е. И. О броуновском движении в жидкостях / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко, А. В. Стеценко // Литье и металлургия. – 2020. – № 4. – С. 75–77.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu., Stetsenko A. V. O brounovskom dvizhenii v zhidkostyah [On brownian motion in liquids]. Lit’e i metallurgiya = Foundry production and metallurgy, 2020, no. 4, pp. 75–77.Свойства элементов: справ. Ч. 1 / Под ред. Г. В. Самсонова. – М.: Металлургия, 1976. – 660 с.Svojstva elementov: spravochnik. Ch. 1 [Properties of elements. Part 1]. Pod red. G. V. Samsonova. Moscow, Metallurgiya Publ., 1976, 660 p.Физико-химические свойства окислов: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. – М.: Металлургия, 1978. – 472 с.Fiziko‑himicheskie svojstva okislov: spravochnik [Physicochemical properties of oxides]. Pod red. G. V. Samsonova. Moscow, Metallurgiya Publ., 1978, 472 p.Марукович, Е. И. Методика физического моделирования макропроцессов затвердевания отливок на прозрачных моделях и жидкостях / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко, А. В. Стеценко // Литье и металлургия. – 2021. – № 1. – С. 53–55.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu., Stetsenko A. V. Metodika fizicheskogo modelirovaniya makroprocessov zatverdevaniya otlivok na prozrachnyh modelyah i zhidkostyah [Methodology for physical research of macro-processes of solidification of castings on transparent models and liquids]. Lit’e i metallurgiya = Foundry production and metallurgy, 2021, no. 1, pp. 53–55.Толстой, М. Ю. Исследование растворимости кислорода / М. Ю. Толстой, Т. И. Шишелова, Р. А. Шестов // Изв. вузов. Прикладная химия и биотехнология. – 2015. – № 1. – С. 86–90.Tolstoj M. Yu., Shishelova T. I., Shestov R.A. Issledovanie rastvorimosti kisloroda [Investigation of oxygen solubility]. Izvestiya vuzov. Prikladnaya himiya i biotekhnologiya = Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology, 2015, no. 1, pp. 86–90.Марукович, Е. И. Наноструктурная кристаллизация металлов / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко, А. В. Стеценко // Литье и металлургия. – 2021. – № 2. – С. 23–26.Marukovich E. I., Stetsenko V. Yu., Stetsenko A. V. Nanostrukturnaya kristallizaciya metallov [Nanostructural crystallization of metals]. Lit’e i metallurgiya = Foundry production and metallurgy, 2021, no. 2, pp. 23–26.Жуховицкий, А. А. Физическая химия / А. А. Жуховицкий, Л. А. Шварцман. – М.: Металлургия, 2001. – 688 с.Zhuhovickij A.A., Shvarcman L.A. Fizicheskaya himiya [Physical chemistry]. Moscow, Metallurgiya Publ., 2001, 688 p.Аксенович, Л. А. Физика в средней школе / Л. А. Аксенович, В. И. Зенькович, К. С. Фарино. – Минск: Аверсэв, 2010. – 1102 с.Aksenovich L.A., Zen’kovich V. I., Farino K. S. Fizika v srednej shkole [Physics in high school]. Minsk, Aversev Publ., 2010, 1102 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.