Заливаем воду в форму для льда, помещаем в морозилку, достаем… а там на кубиках — ледяные шипы. Даже за этим явлением некоторые умудряются усмотреть действие потусторонних сил, хотя ничего сверхъестественного в нём нет. Дерек Маллер расскажет не только откуда берётся шип на кубике льда, но и как с большей вероятностью их получить в обычной морозилке.
Этот ролик мы подготовили со студентами Высшей школы экономики в рамках совместного проекта по переводу видео. #VDxHSE #VDxВШЭ
Перевод: Полина Супонева
Редактор: Елена Смотрова
Научный редактор: Леонид Вокин
Озвучка: Вадим Казанцев
Монтаж звука: Андрей Фокин
Монтаж видео: Джон Исмаилов
Обложка: Эльдар Нургалиев
Разрешение на публикацию
© https://www.youtube.com/user/1veritasium
Источник
Скрытый текст
Если залить форму для льда и поставить в морозилку, на кубиках иногда вырастают шипы. Кому-то это явление кажется любопытным, а кому-то жутковатым. На самом деле, появление таких шипов можно объяснить простой физикой.
Кубики льда застывают, начиная с поверхности. В контакте с холодным воздухом она подвергается испарительному охлаждению. Сначала кристаллы льда формируются на поверхности кубиков и на их гранях. При замерзании вода расширяется примерно на восемь процентов, потому что из-за особенностей водородных связей молекулы занимают больше места, чем в жидком состоянии.
Так вот, лёд расширяется во все стороны, и воде внутри кубика не хватает места. Она пробивается наружу сквозь отверстие во льду, обычно треугольное, потому что кристаллы льда расположены под углом шестьдесят градусов друг к другу.
Когда вода вытекает через отверстие, она обрастает льдом, и получается полый шип. Чем глубже замерзает лёд, тем больше воды он вытесняет, и шип удлиняется. Процесс продолжается до тех пор, пока вся вода не замерзнет или пока не заледенеет конец шипа.
Если вы хотите сами сделать шипастые кубики, достаточно простой морозилки. Есть три способа увеличить шансы на успех. Во-первых, идеальная температура — от минус пяти до минус восьми по Цельсию. Достаточно холодно, чтобы вода замерзла, но не слишком быстро — иначе кончик шипа зарастёт льдом раньше времени.
Во-вторых, дистиллированная вода подходит больше, чем из-под крана, потому что даже низкое содержание соли не даст шипу вырасти. В-третьих, если ваша морозилка проветривается, это тоже плюс, потому что циркуляция воздуха облегчает испарительное охлаждение. Кстати, иногда, — при подходящих условиях,- очень большие шипы вырастают в ванночках для птиц.
Такие шипы вполне справедливо называют ледяными вазами — из-за их формы. Если подумать, эти фигуры формируются исключительно благодаря уникальной способности воды расширяться при замерзании. Не делай она этого, всё на нашей планете было бы совсем иначе. Но раз лёд меньше по плотности, он образуется на поверхности и запечатывает воду внизу, где в жидкой среде процветают живые организмы.
Предположим, что лёд оказался плотнее воды. Тогда он тонул бы, вода начала бы промерзать, а лед занимал бы все больший объем, разрастался бы, начиная со дна, и оставлял бы живым организмам всё меньше места. При долгих холодах вся вода на такой Земле замерзнет, планета покроется льдом, и ни у какой жизни не останется ни единого шанса.
Поверхность Земли в этом случае станет целиком белой, сможет отражать больше солнечного света и охладится ещё сильнее. В общем, если бы вода не расширялась при замерзании, наша планета превратилась бы в безжизненный снежный ком.
Но давайте учтём, что всё зависит от исходных условий. Если бы на Земле изначально было мало льда, он весь ушёл бы на дно, даже в Арктике, и поверхность планеты отражала бы меньше солнца, то есть, поглощала бы тепло и нагревалась бы гораздо сильнее, чем сейчас.
В общем, если бы лед был плотнее воды и тонул, на Земле было бы намного холоднее или намного теплее, чем сейчас. Так или иначе, возможно, жизни не существовало бы. А может, нам пришлось бы жить без шипастых ледяных кубиков.
