مقاومت سطحی آب در برابر یخ زدن را چگونه اندازه بگیریم؟

چطور مقاومت سطحی آب رو در برابر یخ زدن بر اساس مساحت سطح آب محاسبه کنیم؟
فرض کنیم آب شیرینه و دمای انجمادش ۰ هست :thinking:

آیا سطح و عمق آب روی دمای انجماد سطحش تاثیر داره؟
اگر تاثیرش چشمگیر هست فرمولی چیزی برای محاسبه اش وجود داره؟

1 Likes

تا جایی که من میدونم چیزی به نام مقاومت سطحی در برابر یخ زدن نداریم.
اگر دمای انجماد مد نظرتون هست متاثر از ابعاد سطح و حجم آب نیست (تا وقتی که از ابعاد مولکولی آب یعنی نانومتر خیلی بزرگتر باشند). اما متاثر از زبری سطح ظرف هست اگر آب خالص باشه. فاز مایع آب در دمای بین صفر و منفی ۴۸ درجه سانتیگراد شبه‌پایداره. این یعنی میتونه شبیه محلول فراسیرشده آب و شکر در صورت نبود ناخالصی و صاف بودن سطح ظرف و نبود جریان سریع وجود داشته باشه و همونطور که با وارد شدن یک جسم به محلول نبات شکل میگیره آب فراسردشده هم یخ میزنه. در دمای کمتر از منفی ۴۸ درجه سانتیگراد فاز مایع آب ناپایداره و همیشه و در هر شرایطی یخ میزنه.

اما سطح میتونه به شکل دیگری هم موثر باشه. شما وقتی دمای آب رو به نقطه انجماد می‌رسونید باید به ازای هر گرم مقدار مشخصی گرما ازش بگیرید (یا اون گرما از دست بده) تا به یخ تبدیل بشه. این گرما باید با گذر از سطح آب به جسم کنارش منتقل بشه تا خارج بشه. هر چی سطح بزرگتر باشه گرما سریعتر میتونه خارج بشه. از طرفی هر چی حجم بیشتر باشه گرمای بیشتری باید خارج بشه تا همه آب یخ بزنه. بنابراین مساحت سطح آب میتونه رو سرعت انجماد (اما نه دمای انجماد) تاثیر بگذاره. روابطی برای محاسبه نرخ انتقال حرارت مواد مختلف وجود داره. اثرات دیگه هم هست: مثلا آیا یخ به سطح ظرف میچسبه یا میاد روی سطح آب؟ گرما بیشتر از بالا خارج میشه یا از بقیه جاها؟

1 Likes

خیلی خوب بود متوجه شدم تا حدودی
میخواستم محاسبه کنم ببینم استخر آب توی چه دمایی سطحش یخ میزنه و بر اساس تغییرات عمق چقدر دماش بیشتر میشه
به قول شما سرعت یخ زدنش کم میشه و منم دنبال همین موضوع بودم تقریبا :pray:
منبع مطالعاتی توی این زمینه چی هست که زیر و بم انجماد آب رو بگه؟