Veden jäähdyttäminen

Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007

Onko mitään alarajaa sille, miten "kylmäksi" veden voi jäähdyttää niin, että jos lähtökohtana on vaikkapa jääpalakuutio mikä on tavallista kraanavettä, niin ettei se hajoa vaan säilyy edelleen yhtenä kappaleena? Voiko tällaisen jääpalan jäähdyttää lähelle absoluuttista nollapistettä? Tää on ihan teoreettinen kysymys, tiedossa ei ole mitään käytännön sovellusta...

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Kommentit (13)

Vierailija

Vesi jäätyy alimmillaan vasta -48 asteessa(C). Mutta se ei onnistu kraanavedellä, täytyy olla täysin puhdasta. Saivarteluahan tämä, mutta sitten se ei ole enää vettä.

Jääpalan voinee jäähdyttää niin lähelle absoluuttista nollapistettä kuin se on teknisesti mahdollista. En keksi mitään mikä sen rikkoisi vain jäähdyttämällä, jos jäähtyminen on tasaista.

Tämäkin on mielenkiintoista:

"If, however, it is cooled at a rate on the order of 10E6 K/s, the crystal nucleation can be avoided and water becomes a glass. Its glass transition temperature is much colder and harder to determine, but studies estimate it at about 165 K (−108 °C/−162.4 °F)".
http://en.wikipedia.org/wiki/Supercooling

PS. Exponentti korjattu, menevät sekaisin copypastella.

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
Electric shadow
Vesi jäätyy alimmillaan vasta -48 asteessa(C). Mutta se ei onnistu kraanavedellä, täytyy olla täysin puhdasta. Saivarteluahan tämä, mutta sitten se ei ole enää vettä.

Jääpalan voinee jäähdyttää niin lähelle absoluuttista nollapistettä kuin se on teknisesti mahdollista. En keksi mitään mikä sen rikkoisi vain jäähdyttämällä, jos jäähtyminen on tasaista.

Tämäkin on mielenkiintoista:

"If, however, it is cooled at a rate on the order of 106 K/s, the crystal nucleation can be avoided and water becomes a glass. Its glass transition temperature is much colder and harder to determine, but studies estimate it at about 165 K (−108 °C/−162.4 °F)".
http://en.wikipedia.org/wiki/Supercooling[/quote]
JEES! Hieno viittaus, tätä tietoa juurikin tavoittelen. Kommentoikaa lisää.

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Astronomy
Seuraa 
Viestejä3976
Liittynyt12.6.2007
Electric shadow
En tiedä huomasitko sieltä tämän linkin. Tuokin kannattaa ehdottomasti tsekata.

Kiitos. Ymmärsinkö oikein näistä linkeistä, että vesi siis muuttuu amorphiseksi kun se jäähdytetään tietyllä tavalla, kuten lasi taitaa olla jo huoneenlämmössä? Onko tällaisen amorphisen veden kestävyys (vetolujuus, halkaisuvoimat jne. joista en mitään ymmärrä) silloin samaa luokkaa kuin lasin? Tarkoitan tällä sitä, että miten näiden aineiden "lujuus" suhtautuu toisiinsa? Taitaa olla tyhmä kysymys mutta tarkennan kyllä jos vain osaan.

"The universe is a big place, perhaps the biggest".
"Those of you who believe in telekinetics, raise my hand".
Kurt Vonnegut
"Voihan fusk." Minä

Vierailija
Astronomy
Electric shadow
En tiedä huomasitko sieltä tämän linkin. Tuokin kannattaa ehdottomasti tsekata.

Kiitos. Ymmärsinkö oikein näistä linkeistä, että vesi siis muuttuu amorphiseksi kun se jäähdytetään tietyllä tavalla, kuten lasi taitaa olla jo huoneenlämmössä? Onko tällaisen amorphisen veden kestävyys (vetolujuus, halkaisuvoimat jne. joista en mitään ymmärrä) silloin samaa luokkaa kuin lasin? Tarkoitan tällä sitä, että miten näiden aineiden "lujuus" suhtautuu toisiinsa? Taitaa olla tyhmä kysymys mutta tarkennan kyllä jos vain osaan.

Eipä nyt löydy mitään lasittuneen veden arvoja mistään, mutta oletan sen olevan kovaa ja haurasta lasittumispisteen alapuolella. Amorfisuuden minä ymmärrän niin että lämpötilan noustessa lasittumispisteen yläpuolelle, aineesta tulee viskoottista nestettä ja sen viskositeetti vähenee lämpötilan noustessa. Terävää muodonmuutoslämpötilaa ei siis ole.

Vierailija

Jatko kysmä. saisinko mitenkään kotio-loissa tehtyä esimerkiksi jää III:ta
Käsittääkseni haihtuu hiljalleen, tahi suoraan kiehuu 101,06 Celsiuksessa
Ja miten tuo liittyy ns. raskaaseen veteen, mitä kumminkin on kaikessa
vapaassa vedessä promillen luokkaa?

Aamut on kauheita.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
wesilintu
Jatko kysmä. saisinko mitenkään kotio-loissa tehtyä esimerkiksi jää III:ta
Käsittääkseni haihtuu hiljalleen, tahi suoraan kiehuu 101,06 Celsiuksessa
Ja miten tuo liittyy ns. raskaaseen veteen, mitä kumminkin on kaikessa
vapaassa vedessä promillen luokkaa?



Se vaatii 3000 baarin paineen ja noin 250 K lämpötilan. Ei se ehkä ihan perus Hackmannin keittiövermeillä onnistu, mutta jos hommaa sellaisen kovasta aineesta tehdyn puristimen, jolla näytteitä puristetaan, meneehän se vaikka viilapenkissä. Ei se 3 kilobaaria sen ihmeellisempi asia ole kuin 30 kp neliömillille. Tuon jään ominaisuuksien tutkiminen vaatii sitten kalliimpia vekottimia.

Jos tarkastelet veden faasidiagrammia (löytyy Wikipediasta), jää III rajoittuu nestefaasiin ja muihin kiinteisiin faaseihin. Sublimoituminen onnistuu vain normaalilla jäällä alle 0 C:n lämpötilassa. Mitään normaalipaineessa (meta)stabiilia huoneenlämpötilan jäätä ei ole olemassakaan.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26870
Liittynyt16.3.2005
Astronomy
Onko mitään alarajaa sille, miten "kylmäksi" veden voi jäähdyttää niin, että jos lähtökohtana on vaikkapa jääpalakuutio mikä on tavallista kraanavettä, niin ettei se hajoa vaan säilyy edelleen yhtenä kappaleena? Voiko tällaisen jääpalan jäähdyttää lähelle absoluuttista nollapistettä? Tää on ihan teoreettinen kysymys, tiedossa ei ole mitään käytännön sovellusta...



Jääpalassa tapahtuu noin 70 K:n lämpötilassa faasimuutos eri kidemuotoon. Se on kuitenkin vain molekyylien uudelleenjärjestyminen, joka ei aiheuta mitään ulospäin näkyvää draamaa. Muuten ei jäälle pitäisi tapahtua mitään ihmeellistä matalissakaan lämpötiloissa.

miilu
Seuraa 
Viestejä571
Liittynyt25.1.2011

[quote=
Jos tarkastelet veden faasidiagrammia (löytyy Wikipediasta), jää III rajoittuu nestefaasiin ja muihin kiinteisiin faaseihin. .[/quote]
Tuota kuutiollista kidemuotoako tarkoittaa " jää 3"?

http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/99 ... -9902.html
"The relationship to Ic lies in a common tetrahedral arrangement of H2O molecules. Ic, however, has the diamond cubic crystal structure, in which the stacking sequence relative to the {111} plane is . . . AABBCCAABBCC . . . ; its lattice parameter (at -130°C) is 0.635 nm.
The hydrogen atoms are arranged randomly11 according to the Bernal-Fowler rules.12 First, two protons must be located near each oxygen. Second, only one proton must lie on each O-O bond. The random arrangement persists at low temperatures, owing to the extraordinarily slow reorientation of the H2O molecule (greater than 100 years at liquid nitrogen temperature), and this leads to a large amount (3.41 J/mol.) of zero-point entropy. Ice does not violate the third law of thermodynamics."

Ihan mielenkiintoinen tuo kuutiollinen jää. Esiintynee myös yläilmakehässä mutta avaruusasemalla ei taida olla kylmäkomeroa jossa voisi jääkuutioita tuottaa.

Vanha jäärä
Seuraa 
Viestejä1557
Liittynyt12.4.2005
Neutroni
Muuten ei jäälle pitäisi tapahtua mitään ihmeellistä matalissakaan lämpötiloissa.

Paitsi – jos en nyt aivan väärin muista, mikä minun iässäni ei olisi aivan tavatonta – lähellä absoluuttista nollapistettä jäällä on negatiivinen lämpölaajenemiskerroin.

Vanha jäärä

Uusimmat

Suosituimmat