Nước có thực sự bị đóng băng ở 0°C?
Enzo Le
5 thángBình luận: 33
Nước có thực sự bị đóng băng ở 0°C?
Một thí nghiệm mới cho thấy những giọt nước có thể được giữ ở trạng thái lỏng dù nhiệt độ ở dưới điểm đóng băng thông thường (0°C) bằng cách giữ chúng tiếp xúc với một "bề mặt mềm". Vậy nghiên cứu này có ý nghĩa gì? Mời anh em cùng tìm hiểu nhé!

freezing-point.jpeg

Tất cả chúng ta đã học trong môn khoa học ở trường tiểu học rằng nước đóng băng ở 0°C, nhưng nó thực sự không đơn giản như vậy. Các thí nghiệm mới ở trường Đại học Houston đã chỉ ra rằng những giọt nước vẫn có thể vẫn ở trạng thái lỏng dù nhiệt độ hạ xuống đến -44°C, nếu chúng tiếp xúc với một bề mặt mềm.

water-to-ice.jpg

Điểm đóng băng của nước không phải là một "ranh giới" cứng nhắc, đó chỉ là nhiệt độ mà các phân tử nước bắt đầu đóng băng. Những giọt nước đầu tiên chuyển đổi sang trạng thái rắn là những giọt tiếp xúc với không khí lạnh ở bề mặt. Các tinh thể băng mà chúng tạo thành sẽ làm cho các phân tử lân cận cũng đóng băng theo. Quá trình này tiếp tục lan toả cho đến khi toàn bộ phần nước trở thành băng hết.

Quảng cáo



Đối với bất kỳ giọt nước nào, nó sẽ đóng băng ở nhiệt độ trong khoảng từ 0°C đến -38°C. Nhưng trong nghiên cứu mới này, các nhà khoa học đã tìm cách giữ một số giọt nước ở dạng lỏng dù nhiệt độ lạnh tới -44°C.

water-to-ice-1.jpeg

Điều quan trọng ở đây, theo nhóm nghiên cứu, là "loại bề mặt" mà nước tiếp xúc. Các tinh thể băng sẽ dễ dàng hình thành trên các bề mặt cứng, nhưng khi tiếp xúc với các bề mặt mềm hơn, như dầu hoặc gel, nước sẽ khó đóng băng hơn. Và thậm chí những giọt nước nhỏ hơn có thể ở trạng thái lỏng lâu hơn những giọt nước lớn.

water-droplet.jpg

Để nghiên cứu kỹ hơn về mặt vật lý của quá trình chuyển đổi nước thành băng, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm với các giọt nước có bề ngang chỉ 2nm, so với kích thước thông thường là khoảng 100nm. Để làm như vậy, các nhà nghiên cứu đã lọc nước qua các lỗ của 1 tấm màng làm bằng nhôm anode. Các giọt nước kích thước nano được bao quanh bởi dầu octane để giữ cho bề mặt phân cách được “mềm” hơn.

Screen Shot 2021-12-17 at 22.39.54.png

Hadi Ghasemi, tác giả của nghiên cứu cho biết: “Tìm hiểu về nhiệt độ đóng băng của những giọt nước kích thước vài nanomet là một thách thức chưa được giải quyết. Tại đây, thông qua các công cụ đo lường mới được phát triển, chúng tôi đã có thể tìm hiểu sự đóng băng của các giọt nước từ kích thước micromet xuống kích thước chỉ 2nm.”

winter_land_animals.jpg

Quảng cáo



Quá trình đóng băng một giọt nước nhỏ như vậy cũng đóng một vai trò quan trọng đối với sự tồn tại của động vật trong môi trường lạnh vì một giọt nước đóng băng bên trong tế bào sẽ dẫn đến việc tế bào bị vỡ và chết. Quá trình này cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc dự báo thời tiết, sự hình thành mây, việc bảo quản lạnh các mô mềm & nội tạng hiến tặng, cũng như các lĩnh vực công nghệ có liên quan đến điều kiện nhiệt độ đóng băng.

Aeroflot_de-icing.jpg

Nhóm nghiên cứu nói rằng phát hiện này có thể giúp phát triển các phương pháp mới để giảm sự hình thành băng trên thân của máy bay, tuabin gió và các cơ sở hạ tầng khác. Nó cũng có thể giúp cải thiện hệ thống bảo quản lạnh cho thực phẩm đông lạnh, những thứ mà con người đang sử dụng hàng ngày.

Nguồn: University of Houston
33 bình luận
0 độ C là nhiệt độ nước đá đang tan. Cứ giật tít cái tiêu đề
@BinBon2020 Thứ 1 Tôi chỉ nói mod nó giật tiêu đề. Vì 0°c là 1 cộc mốc chỉ sự hóa lỏng của băng (tan) ở 1atm. còn nhiệt độ đóng băng thì là 1 con số ko cố định nên ko ai định nghĩa nước đóng băng ở 0°c cả. Thứ 2 là tôi ko có bình j về nghiên cứu này.
@goldenstar Sai nhe bạn. Ngta qui ước 0°c làm chuẩn ở đó là nhiệt độ nước đá đang tan. Ko có định lý nào chứng minh 0°c là nhiệt độ đóng băng cả
@Trọn kalitel 0 độ là điểm nhiệt độ nước chuyển thể rắn-lỏng, chứ ai lại nói là điểm nước đá đang tan? Quy ước hay không là do lịch sử thôi, khoa học thì nó rõ ràng hơn. Kiểu như quy ước dòng điện chạy từ + sang -, nhưng sau này ai cũng biết nó là dòng chuyển dời của các electron (-).
@baotuan Mình đang nói về bản chất điểm 0 của nước, chứ k nói nó tiếp xúc hay không tiếp xúc.
Rõ ràng tiếp xúc sẽ ảnh hưởng kết quả tạo tinh thể băng rồi
Thanks bác, bài chia sẻ hay ạ 😃
qwarl
TÍCH CỰC
5 tháng
thực sự ko đọc bài thì em ko nghĩ là nghiên cứu này có nhiều ứng dụng v đâu, cứ nghĩ là cho vui chứ😁
Một nghiên cứu mới nhìn qua thấy đơn giản nhưng ý nghĩa ứng dụng vô cùng to lớn.
Rất ngưỡng mộ.!👍
vanthoan
TÍCH CỰC
5 tháng
Cái này bình thường mà. Nước tinh khiết dựng trong 1 cái ly trơn nếu làm lạnh từ từ thì nó sẽ không đông đá dù đã dưới 0 độ. Nếu cứ tiếp tục hạ nhiệt độ thì đến 1 mức nào đó nó sẽ đông cái rụp. Hoặc nếu nước đủ lạnh và mình nhúng chiếc đũa vào thì từ chỗ chiếc đũa, nước sẽ đông đá lan ra chỗ khác cho đến khi nhiệt độ tăng lên 0C thì dừng. Cái này gọi là hiện tượng đông chậm.
Tương tự ta có hiện tượng sôi chậm, 1 chiếc ly sạch đựng nước tinh khiết đem vào lò vi sóng. Nước sẽ không sôi dù đã quá 100 độ. Nếu tiếp tục đun nữa thì sẽ ... bùm! Điều tương tự nếu nước đủ nóng và mình gõ mạnh, hoặc nhúng chiếc đũa vào, nước sẽ sôi bùng lên, rất nguy hiểm. Anh em lưu ý.
@vanthoan Kiến thức của bạn thật vi diệu
Con người phát triển không ngừng mà!
không nhé. ở nước ngoài mặc dù Nhiệt độ 0 độ nhưng vẫn dùng nước máy bình thường.
dat225
TÍCH CỰC
5 tháng
@John Chris Đấy là do hệ thống sưởi. Chứ ko sưởi thì vỡ hết hệ thống ống nước.
@dat225 sưởi nhưng sao nước đến tay vẫn lạnh cóng như nước đá thế kia ?
@John Chris theo bạn thì nước nóng 1 độ C là nóng hay lạnh
dat225
TÍCH CỰC
5 tháng
@John Chris "Như" là một cảm giác. Bạn nên tập xác minh một vấn đề trên con số thực nghiệm cụ thể.
empty77
TÍCH CỰC
5 tháng
Cái này có gì mới đâu nhỉ mình học từ cấp 3 rồi.

Nước sôi hay nước đá khi chuyển trạng thái ngoài nhiệt độ cần thêm 1 yếu tố nữa là tâm sôi hoặc tâm đóng băng. Nó giống như một hạt mầm siêu nhỏ rồi từ đó phát triển lên.
Nếu đựng đá trong 1 cái cốc siêu nhẵn thì dưới 0 độ có khi nó vẫn ko đóng băng, nhưng chỉ cần thả 1 hạt muối hay gì đó vào là sẽ đóng băng ngay lập tức.
Chơi luôn.
Cốc này có màng dầu lót.
Đem vô ngăn đá tới tối xem sao
20211218_113954.jpg
@T.NC Không khéo cái ly ấy lại bể. Lấy cái ly nhựa ấy
Đại loại là nó sẽ đóng băng ở nhiệt độ nào đó kệ nó
mình đoán là do độ ổn định của giọt nươc
đóng băng diễn ra từ ngoài bề mặt vô trong .tinh thể nươc sẽ đóng băng ,hình thành theo dây chuyền ,nhưng giọt nươc cứ lăc lư thì liên kêt sẽ bị gảy liên tục

giống như bạn cột nhìu thùng đồ lại ,nếu đặt chúng trên mặt đât thì rât dễ ,nhưng đặt tât cả lên jelly ,nhà hơi.. thì khó liên kêt chúng lại
hoặc kêu 1 đám nhoc nắm tay nhau .tât cả đứng yên ,ổn định thì nhanh chóng tạo thành 1 khối ,nhưng đứa đứng yên ,đứa chạy nhoi khỏi thì khỏi liên kêt lun 😁
Để đây và k nói gì 😂
6869776F-9689-4E2B-9FD0-00240D7AED48.jpeg
Nước có nhiều đặc tính rất kỳ lạ:
1. Khi tiếp xúc với 1 bề mặt cực nóng thì nó lại không bay hơi mà vẫn duy trì ở thể lỏng.
2. Nước bay hơi ở mọi nhiệt độ chứ ko phải chỉ ở 100 độ C.
3. Nước khi gặp lạnh thì co lại như những chất khác nhưng từ 4 độ C trở xuống nó lại nở ra.
Các đặc tính kỳ lạ này của nước là một trong những nguyên nhân giúp sự sống sinh sôi nảy nở ở Trái Đất thân yêu của chúng ta.
tuấn bon
ĐẠI BÀNG
5 tháng
@viettien_milo Câu 2: chất lỏng nào cũng bay hơi, luôn tồn tại cân bằng lỏng hơi ạ.
Câu 1: Cho mình xin ví dụ 😆) chưa hiểu cho lắm.
empty77
TÍCH CỰC
5 tháng
@tuấn bon Nó bay hơi tạo lớp màng cách ly vs bề mặt nóng í
Ủa ai nói 0 độ là nhiệt độ đông đá của nước vậy, hồi đi học sách ghi rõ là 0 độ là nhiệt độ của nước đá đang tan cơ mà
Hi-CNTT
TÍCH CỰC
5 tháng
Ai đó hãy cho e 1 nghiên cứu chính xác và công tâm nhất về ngăn đông mềm đi. Cụ thể nó ở nhiệt độ nào sẽ phù hợp nhất để có thể gọi là trữ thịt, cá ngắn hạn
@Hi-CNTT -3 độ trữ đc 2-3 ngày, -7 độ trữ đc 1 tuần, -1 độ chỉ là quảng cáo cho có 😂
akabela
ĐẠI BÀNG
5 tháng
độc bài này và comment vừa ôn lại kiến thức vừa học thêm cái mới
Nghiên cứu thú vị nhỉ








  • Chịu trách nhiệm nội dung: Trần Mạnh Hiệp
  • © 2022 Công ty Cổ phần MXH Tinh Tế
  • Địa chỉ: Số 70 Bà Huyện Thanh Quan, P. Võ Thị Sáu, Quận 3, TPHCM
  • Số điện thoại: 02862713156
  • MST: 0313255119
  • Giấy phép thiết lập MXH số 11/GP-BTTTT, Ký ngày: 08/01/2019