И снова про воду. И про лед.
Вода перед тем как замерзнуть (своего рода) закипает
Вода нагревается при охлаждении. Что, что, скажете вы? А замечали ли вы что горячая вода гораздо быстрее замерзает, чем холодная?
Если хоть раз заливали каток, то наверняка знаете это.
Если чистую воду охладить очень быстро — без пузырьков- она остается жидкой даже при отрицательных температурах, например, при 10 градусов. Это состояние называется переохлаждённой водой. А появление любого выгодного центра кристаллизации вызывает спонтанное мгновенное замерзание. Помните сказку, как волк хвостом рыбу ловил? Так вот, Лиса явно была знакома с физикой. Хвост волка вмерз в прорубь за считанные минуты. и все потому, что вода в реке была не чистая (а с примесями), а сам хвост послужил причиной быстрой кристаллизации воды вокруг хвоста.
Когда вода замерзает, она выделяет тепло — так называемую скрытую теплоту кристаллизации. Обычно этот процесс идёт постепенно: температура понижается до 0 градусов, и дальше вода превращается в лед, оставаясь на этом уровне. Но когда переохлаждённая вода внезапно начинает превращаться в лёд (например, от толчка, вибрации или попадания пылинки), процесс кристаллизации выделяет тепло, и температура мгновенно повышается до 0 градусов. То есть в этот момент вода нагревается во время охлаждения — буквально «вскипает холодом».
Максимальная плотность воды наблюдается не при замерзании, а при +4 градуса. Это связано с аномалией плотности. Треугольники структуры получают наиболее выгодное расположение именно при такой температуре. В итоге плотность максимальна при слабо положительных температурах. В природе это свойство невероятно ценное. Оно создаёт аномальную циркуляцию в водоёмах: зимой тёплая (более плотная) вода опускается вниз, а холодная поднимается вверх. Благодаря этому подо льдом сохраняется жизнь, а озёра не промерзают до дна.
Мы думаем, что жидкая вода — это просто хаотическое движение молекул. Но на самом деле внутри неё постоянно борются две структуры: низкоплотная (рыхлая) вода, похожая по строению на лед и плотная (сжатая) форма, где молекулы расположены ближе друг к другу.
С точки зрения химии все кислоты имеют водородную основу Н: H-Cl, H-два-SO-четыре, HNO-три.
А все основания (и их группа щёлочи) гидроксидный «хвост»: Na-OH (едкий натр), K-OH (едкое калий), Ba-(OH)2 (едкий барий)…
Вода же имеет одновременно и кислотную основу, и щелочной «хвост» — ее можно представить как соединение — H-O-H.
Вполне понятна причина высокой растворительной способности, когда одни вещества реагируют с «кислотной» частью воды, а другие с «щелочной». А потому она еще и .. «растворитель». Растворяет вода практически всё. От простой салфетки до камня, Просто нужно создать условия для того чтобы мы могли увидеть это. Например, поместить воду под давлением.
Кислород закипает при -183 градусов С. Водород -253 градусов С,
А кристаллизуется кислород при -219 градусов С,
а водород — 259 градусов С
Сахар, соль в воде растворяется бесследно, если не пробовать на вкус, а просто смотреть на воду и на сам процесс растворения. При этом объем той же воды практически не изменяется визуально.
В какой-то момент раствор станет «насыщенным» и больше не сможет принимать сахар. Этот момент сильно зависит от температуры: чем теплее вода, тем больше сахара она может растворить. Однако вода способна удерживать поразительно много сахара по сравнению с некоторыми другими, на первый взгляд, похожими соединениями, например, солью.
Можно растворить до 200 граммов сахара в 100 мл воды, — сахар относится к очень хорошо растворимым веществам. Как? Структура сахара схожа со структурой воды. При попадании в воду от кристалла сахара отделяется одна молекула и скрепляется с двумя молекулами воды и так до полного растворения и образования однородной жидкости.
Раствор называется насыщенным, если поместить 50 г соли NCl в 100 г H два O, то при 20 градусах C растворится только 36 г соли.
Наибольшее количество сахара, растворяющееся в 100 мл воды при температуре 20 °С, составляет 200 г. В кипящей — до 500 г в кипящей воде.
(здесь надо учитывать что разновидностей сахара очень много — свекольный, тростниковый, коричневый, сахарная пудра, кусковой сахар, и др. У всех по разному. Как впрочем и вода бывает разной — колодезной, артезианской, речной, морской, чистой, грязной и др.)