Was passiert, wenn Wasser dem Gefrierpunkt unendlich nahe kommt?

Nehmen wir zum Zwecke der Vermutung an, dass Sie das notwendige Handwavium haben, um es gleichmäßig auf jede gewünschte Temperatur abzukühlen, und entscheiden Sie sich, das Wasser auf eine unendlich nahe Temperatur herunterzukühlen 0 ° C.

Was passiert als lim T → 0 ° C ?

Das Wasser gefriert zu festem Wasser (Eis). Und wenn Sie sich entscheiden, das Wassereis auf eine Temperatur unendlich nahe 0 °C zu erhitzen, schmilzt es zu flüssigem Wasser.

Antworten (2)

Nichts würde passieren.

Sie könnten sich sogar abkühlen − 1 ∘ C ohne Phasenwechsel. Dann würde, wenn es vielleicht durch eine Beule nukleiert würde, ein kleiner Teil des Wassers zu einem Feststoff kristallisieren.

Sie können es zu viel darunter "unterkühlen". − 1 ∘ Ich glaube
@Gert Absolut, das ist gar nicht so schwer, das schafft schon eine Plastikflasche im Gefrierfach. Ich habe auf die Infinitesimals in der Frage und auf diesen Kommentar reagiert (der die falsche Antwort gibt).
Gefriert nur ein kleiner Bruchteil und nicht das gesamte Gewässer, da beim Gefrieren Wärme freigesetzt wird?
@AccidentalTaylorExpansion Unterkühltes Wasser mag nach der Keimbildung wie ein Feststoff aussehen , aber fast alles ist immer noch flüssiges Wasser. Die Temperatur steigt dann an 0   ∘ C.
Beim Wetterradar ist -40 ° C die Mindesttemperatur für Wassertropfen.
Erinnert mich an die Zeit, als ich eine 2-Liter-Plastikflasche Apfelsaft im Gefrierschrank gelassen und es erst Monate später vergessen habe. Ich nahm es heraus und es war immer noch 100% flüssig. Ich öffnete es ... noch flüssig. Ich legte den Deckel wieder auf und schüttelte ihn. Wie Sie wissen, waren all diese Blasen, die ich durch Schütteln eingeführt habe, Nukleationsstellen - Instant- Apfelsaft-Eismatsch.

Die molekulare Mechanik von Partikeln spielt sich ständig ab, wenn Sie von einer Phase zur anderen gehen. Nichts an den Prozessen ändert sich, wenn Sie die Temperatur senken, nur die Geschwindigkeit, mit der sie auftreten.

Angenommen, Sie haben einige geeignete Nukleationsstellen, dann werden sich selbst bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt einige der Wassermoleküle aneinander binden und sich verbinden. Es besteht die Möglichkeit, dass ein anderes Wassermolekül in der Nähe dasselbe tut. Aber bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt geschieht dies langsamer als die Rate, die eines der bereits verbundenen Moleküle verlässt.

Wenn Sie sich der Gefriertemperatur nähern, werden diese beiden Raten ähnlich. Wenn Sie unter den Gefrierpunkt abkühlen, ist die einzige Änderung, dass die Bildungsrate jetzt größer ist als die Abbaurate.

Dies scheint zu beschreiben, was in einer Molekulardynamiksimulation passiert, die Probleme im Umgang mit Phasenübergängen hat.
Was passiert, wenn Wasser dem Gefrierpunkt unendlich nahe kommt?
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