Selle postituse pealkiri näib olevat asjakohane küsimus põhikooli loodusteaduste eksamiks, kuid vastus on palju keerulisem, kui alguses paistab. Meile kõigile on õpetatud, et vesi külmub 32 kraadi Fahrenheiti, 0 kraadi Celsiuse järgi, 273, 15 Kelvinit. Kuid see pole alati nii. Teadlased on leidnud vedelat vett pilvedes nii külma kui -40 kraadi F ja jahutasid laboris isegi vett kuni -42 kraadi F-ni. Kui madalale nad võiksid minna?
See osutub keeruliseks probleemiks, millele vastata. Kui vedel vesi jahutatakse temperatuurile alla -42 kraadi F, kristallub see jääks liiga kiiresti, et teadlased saaksid vedeliku temperatuuri mõõta. Nii töötasid Emily Moore ja Valeria Molinero Utah 'ülikoolist välja 32 768 veemolekulist (vähem molekule, kui vihmapiisast võib leida vähem) arvutisimulatsiooni, mis võimaldavad neil näha, mis juhtus vee soojusmahtuvuse, tiheduse ja kokkusurutatavusega, kuna see oli ülejahtunud ja määrake kindlaks, mis juhtus, kui 4000 neist molekulidest külmutas. Nende tulemused ilmuvad ajakirjas Nature .
Kui vee temperatuur läheneb -55 kraadi F, moodustavad veemolekulid tetraeedreid, kusjuures iga molekul on lõdvalt seotud veel nelja molekuliga. Vee tihedus väheneb, selle soojusmaht suureneb ja kokkusurutavus suureneb. "Vee struktuuri muutus kontrollib jää tekkimise kiirust, " ütleb Molinero. “Näitame nii vee termodünaamikat kui ka kristalliseerumiskiirust kontrolliva vedeliku vee struktuuri muutusega, mis läheneb jää struktuurile.” Alla -55 kraadi F korral võivad pisikesed vedela vee tükid siiski olemas olla, kuid see teeks seda nii. ainult uskumatult lühikese aja jooksul, väidab Molinero.
See vee ülejahutamine on võimalik, kuna vesi vajab kristallide moodustamiseks molekulide jaoks väikest tuuma või jääseemet ja väga puhtas vees on tuuma moodustamiseks ainus viis spontaanselt vedeliku struktuuri muutmine, “räägib Molinero. Need tuumad ei moodustu ega kasva piisavalt suureks, kuni vedelate veemolekulide struktuur läheneb tahkele jääle, mis juhtub alles siis, kui vesi muutub nii uskumatult külmaks.
( HT: io9 )
