Πειραματική εξήγηση της υπερψύξης:Γιατί το νερό δεν παγώνει στα σύννεφα (w/ video)
Παράγοντες που συμβάλλουν στην υπερψύθμιση νερού
απουσία κέντρων πυρήνωσης :Ο κύριος λόγος για την υπερψύθμιση του νερού στα σύννεφα είναι η έλλειψη θέσεων πυρήνωσης. Στην ατμόσφαιρα, τα σταγονίδια νερού υπάρχουν ως μικροσκοπικές σφαίρες μορίων νερού που συγκρατούνται από την επιφανειακή τάση. Δεδομένου ότι αναστέλλονται στον αέρα και μακριά από στερεές επιφάνειες, υπάρχουν χαμηλές πιθανότητες να συναντηθούν ακαθαρσίες ή σωματίδια που μπορούν να λειτουργήσουν ως κέντρα πυρήνωσης. Αυτή η απουσία εμποδίζει τα σταγονίδια νερού να σχηματίσουν τους αρχικούς κρυστάλλους πάγου που απαιτούνται για την κατάψυξη.
υψηλή καθαρότητα νερού σύννεφου :Το νερό του νέφους είναι γενικά πολύ καθαρό, που περιέχει χαμηλές συγκεντρώσεις ακαθαρσιών. Αντίθετα, το νερό στην επιφάνεια της Γης εκτίθεται σε διάφορες μολυντές, όπως σωματίδια σκόνης, μέταλλα και βακτήρια, τα οποία δρουν ως θέσεις πυρήνωσης. Η καθαρότητα του νερού σύννεφου μειώνει την πιθανότητα εύρεσης θέσεων πυρήνωσης που θα μπορούσαν να ξεκινήσουν την κατάψυξη.
Δυναμικές ατμοσφαιρικές συνθήκες :Τα σύννεφα είναι δυναμικά συστήματα με συνεχή κίνηση. Καθώς τα σταγονίδια σύννεφων συγκρούονται μεταξύ τους, μπορούν να συγχωνευθούν και να αναπτυχθούν σε μέγεθος. Ωστόσο, αυτή η δυναμική συμπεριφορά καθιστά επίσης πιο δύσκολο για οποιοδήποτε σταγονίδιο να συναντήσει έναν τόπο πυρήνωσης, συμβάλλοντας περαιτέρω στην υπερψύξη.
Πειραματική επίδειξη υπερψυχής
Για να επιδείξετε υπερψύξη σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον, μπορείτε να εκτελέσετε ένα απλό πείραμα:
Απαιτούνται υλικά :
- Ένα μπουκάλι αποσταγμένο νερό
- Ένας καταψύκτης ή ένα δοχείο γεμάτο με πάγο και αλάτι (για τη δημιουργία περιβάλλοντος χαμηλής θερμοκρασίας)
- Ένα θερμόμετρο
- Μια ράβδος ανάδευσης
Διαδικασία :
1 γεμίστε το μπουκάλι περίπου το ένα τρίτο έως το μισό γεμάτο με αποσταγμένο νερό.
2. Τοποθετήστε το μπουκάλι στον καταψύκτη ή το δοχείο πάγου και αλατιού. Βεβαιωθείτε ότι το μπουκάλι δεν έρχεται σε άμεση επαφή με τις επιφάνειες πάγου ή μετάλλων για να αποφύγετε την εισαγωγή θέσεων πυρήνωσης.
3. Παρακολουθήστε τη θερμοκρασία του νερού χρησιμοποιώντας το θερμόμετρο.
4. Καθώς η θερμοκρασία πέφτει κάτω από τους 0 ° C (32 ° F), το νερό θα παραμείνει σε υγρή κατάσταση λόγω υπερψυσής.
5. Ανακατέψτε το νερό με τη ράβδο ανάδευσης απαλά. Αυτή η αναταραχή μπορεί να εισαγάγει θέσεις πυρήνωσης και να προκαλέσει παγώσει το νερό. Εάν η κατάψυξη δεν συμβεί, το νερό είναι υπερψυσμένο.
Η απουσία κατάψυξης σε θερμοκρασίες κάτω από 0 ° C υποδεικνύει την υπερψύξη του νερού. Με τον έλεγχο της καθαρότητας του νερού και την αποφυγή θέσεων πυρήνωσης, μπορείτε να επιδείξετε το φαινόμενο που εμφανίζεται φυσικά στα σύννεφα.
