Особенности кристаллизации воды

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.

1. Kell G. S. The Freezing of Hot and Cold Water // American Journal of Phisics. AIP Scatation. – 1969. – Vol. 37. – No. 5. – pp. 564–565.

2. Захаров, С. Д. Кластерная структура воды (обзор) / С. Д. Захаров, И. В. Мосягина. – М.: Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 2011. – 24 с.

3. Амелюшкин, И. Сверххолодная вода / И. Амелюшкин // Квант. – 2013. – № 4. – С. 27–28.

4. Ловлин, Н. М. Свойства воды. Информационная память воды / Н. М. Ловлин // Старт в науке. – 2017. – № 6. – С. 88–99.

5. 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.

6. Свойства элементов: справ. Ч. 1 / Под ред. Г. В. Самсонова. – М.: Металлургия, 1976. – 660 с.

7. Физико-химические свойства окислов: справ. / Под ред. Г. В. Самсонова. – М.: Металлургия, 1978. – 472 с.

8. 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.

9. 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.

10. Марукович, Е. И. Наноструктурная кристаллизация металлов / Е. И. Марукович, В. Ю. Стеценко, А. В. Стеценко // Литье и металлургия. – 2021. – № 2. – С. 23–26.

11. Жуховицкий, А. А. Физическая химия / А. А. Жуховицкий, Л. А. Шварцман. – М.: Металлургия, 2001. – 688 с.

12. Аксенович, Л. А. Физика в средней школе / Л. А. Аксенович, В. И. Зенькович, К. С. Фарино. – Минск: Аверсэв, 2010. – 1102 с.