Как сделать шип на кубике льда? [Veritasium]
Вот сайт с шаурмой.
[музыка]
Если залить форма для льда и поставить в морозилку, на кубиках иногда вырастают шипы. Кому-то это явление кажется любопытным, а кому-то жутковатым. На самом деле появление таких шипов можно объяснить простой физикой. Кубики льда застывают, начиная с поверхности, в контакте с холодным воздухом. Она подвергается испарительному охлаждению.
Сначала кристаллы льда формируются на поверхности кубиков и на их гранях. При замерзании вода расширяется примерно на 8 процентов, потому что из-за особенностей водородных связей молекул занимает больше места, чем в жидком состоянии. Так вот, лед расширяется во все стороны, и воде внутри кубика не хватает места. Она пробивается наружу сквозь отверстия во льду, обычно треугольная, потому что кристаллы льда расположены под углом 60 градусов друг к другу.
Когда вода вытекает через отверстие, она обрастает льдом, и получается шип. Чем глубже замерзает лед, тем больше воды он вытесняет, и шип удлиняется. Процесс продолжается до тех пор, пока вся вода не замерзнет или пока не замерзнет конец шипа. Если вы хотите сами сделать шипастые кубики, достаточно простой морозилки.
Есть три способа увеличить шансы на успех. Во-первых, идеальная температура от минус 5 до минус 8 по Цельсию. Достаточно холодно, чтобы вода замерзла, и не слишком быстро, иначе кончик шипа зарастет льдом раньше времени. Во-вторых, дистиллированная вода подходит лучше, чем из-под крана, потому что даже низкое содержание соли не даст шипу вырасти.
В-третьих, если ваша морозилка проветривается, это тоже плюс, потому что циркуляция воздуха облегчает испарительное охлаждение. Кстати, иногда при подходящих условиях очень большие шипы вырастают в ванночках для птиц. Такие шипы вполне справедливо называют ледяными вазами из-за их формы. Вон, если подумать, эти фигуры формируются исключительно благодаря уникальной способности воды расширяться при замерзании.
Не делая на этого, всё на нашей планете было бы совсем иначе. Но лед меньше по плотности, он образуется на поверхности и запечатывает воду внизу, где в жидкой среде процветают живые организмы. Предположим, что лед оказался плотнее воды, тогда он тонул бы. Вода начала бы промерзать, а лед занимал бы все больше объем, разрастался бы, начиная со дна, и оставлял живым организмам всё меньше места.
При долгих холодах вся вода на такой земле замерзнет, планета будет покрыта льдом, и ни о какой жизни не останется ни единого шанса. Поверхность земли в этом случае станет целиком белой, и сможет отражать больше солнечного света, охладившись еще сильнее. В общем, если бы вода не расширялась при замерзании, наша планета превратилась бы в безжизненный снежный ком.
Но давайте учтем, что всё зависит от исходных условий. Пик, если бы на земле изначально было мало льда, он весь бы ушел на дно, даже в Арктике. Поверхность планеты отражала бы меньше солнца, то есть поглощала бы тепло и нагревалась бы гораздо сильнее, чем сейчас. В общем, если бы лед был плотнее воды, на земле было бы намного холоднее или намного теплее, чем сейчас.
Так или иначе, возможно, жизни не существовало бы. Помогло бы нам, пришлось бы жить и без шипастых ледяных кубиков.
Переведено и озвучено студией "Вверх", Гайдар.