منو
 کاربر Online
447 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  دوشنبه 15 آذر 1389 [08:30 ]
  آب منجمد
 

آب منجمد

پرسش:
یک بطری آب (پلاستیکی و باز نشده) در تمام طول شب در یک کارگاه در دمای انجماد (حدود صفر درجة سلسیوس) باقی می ماند. روز بعد هنگامی که صاحب کارگاه بطری را می بیند، متوجه می شود که آب هنوز یخ نبسته است. وقتی بطری را برمی دارد (همراه با تکان دادن) آب شروع به یخ زدن می کند. چه چیزی باعث تغییر حالت آب می شود و چرا آب خود بخود یخ نزده است؟

پاسخ:
در ابتدا برای این که آب منجمد شود باید به ازای هر کیلوگرم آب 334000 ژول گرما به محیط داده شود. تفاوت دمای آب و محیط اطرافش در آهنگ از دست رفتن گرما موثر است. بنابراین، اگر دمای کارگاه اندکی زیر صفر بوده باشد، آهنگ از دست رفتن گرما کم است و زمان زیادی برای انجماد آب لازم است.
البته اگر دما تا صفر درجه افزایش یابد، انجماد متوقف می شود و اگر کمی بالای صفر باشد، یخ موجود نیز به آهستگی ذوب خواهد شد.
نکتة مهم دیگری نیز وجود دارد. برای شکل گیری هر بلور یخ باید هسته ای وجود داشته باشد که روی آن بلورهای یخ بتوانند زیاد شوند. البته منظور از هسته، یک هسته اتمی نیست، بلکه وجود ذره ای کوچک از غبار یا یک بلور کوچک یخ کافی است. می توان آب خالص را تا زیر صفر درجه سرد کرد بدون این که منجمد شود (به این پدیده زیر نقطة صفر رسیدن گفته می شود). در این وضعیت، مایع ناپایدار است و اگر شما در آن یک ذره بسیار کوچک یا بلور کوچکی از یخ بیاندازید، فوراً شروع به انجماد می کند.
البته لغزش های ملایمی مانند تکان خوردن بطری در هنگام بلند کردن آن می تواند سبب به هم ریختن هسته های منجمد نهانی از ته بطری شود یا حتی همین لغزش ها با انتقال به دیگر نقاط مایع می توانند برای منجمد شدن کافی باشند. نکته دیگر این که پلاستیک عایق خوبی برای گرما نیست.

  امتیاز: 0.00