При какой температуре вода замерзает

При какой температуре замерзает водка

при какой температуре вода замерзает

По какой причине горячительный напиток превратился в морозилке в лёд? Способна ли настоящая водка замерзать в морозильной камере? Если замерзла, то можно ли её после этого пить? Вопросы далеко не праздные и часто становятся темой горячих споров как подкованных знаниями теоретиков, так и закаленных опытом практиков.

Давайте посмотрим научно на популярный напиток и выясним это раз и навсегда.

Чего ждать от водки в морозилке?

Должна ли водка замерзать в морозилке? Замерзает любая водка. И даже спирт способен превратиться в лёд. Но вот может ли ваша морозильная камера справиться с этой задачей?

Сначала разберёмся, при скольких градусах замерзает раствор чистой воды с этанолом разной концентрации.

Таблица температур и процесс замерзания

Рассмотрим, при какой температуре замерзает водка с помощью таблицы.

Любая водка может замерзнуть

Процентное содержание этилового спирта Температура замерзания
10 % -4 °С
20 % -9,5 °C
25 % -13,5 °С
30 % -18 °C
38 % -26 °C
40 % -30 °C
48 % -35 °C
55 % -42 °C
100 % -114 °С

Как видим, чистому спирту для замерзания нужно -114 °C. Не стоит вдаваться в объяснения, почему этиловый спирт точно не замерзает в морозилке домашнего холодильника.

Замерзнуть в домашней морозилке водка не может

Температура кристаллизации спиртного напитка увеличивается пропорционально росту содержания в нём воды. При скольких градусах замерзает водка, мы уже увидели. Настоящая сорокапроцентная водка начнёт превращаться в лёд при 30 градусах мороза.

В домашней морозилке ей это не грозит – там температура вряд ли опустится ниже -25 °C (чаще всего она колеблется в диапазоне от -5 до -24 °С).

Если же помещенная охлаждаться бутылка водки умудрилась замерзнуть, то здесь уже вопрос к производителю напитка – скорее всего, он где-то слукавил.

Или, проще говоря, нагло соврал: 

  • либо сэкономил, добавив побольше воды – а значит в вашей водочке нет обещанных сорока градусов;
  • либо намешано там чего-то такого, что позволяет напитку кристаллизоваться при меньшей температуре. А такие добавки превращают водку уже в нечто иное. Это «нечто», в лучшем случае, – «авторская доработка», а в худшем – перед вами некачественный продукт.

Поскольку нормы производства чётко определены государственными стандартами, то скорее всего такой напиток – суррогат, и употреблять его опасно.

В этом случае следует внимательно ознакомиться с торговыми знаками на бутылке и этикеткой. Возникли сомнения – употребление напитка категорически не рекомендуется.

При охлаждении крепость водки только повышается

Может ли водка замерзнуть в морозильной камере?

В домашних условиях водка практически не способна замерзнуть. Она может загустеть, стать похожей на кисель, но весьма маловероятно, что перейдет в твердую форму.

Если понаблюдать за бутылкой водки, помещенную под воздействие температуры -28 °C, то можно легко заметить, что при охлаждении и дальнейшем застывании ёмкость покрывается корочкой льда. Это замерзает вода, входящая в состав продукта. У оставшегося алкоголя крепость ещё больше повышается и, соответственно, снижается температура кристаллизации.

Поэтому температура замерзания водки 40 градусов -35 °C. В бытовой морозилке это невозможно.

Факторы, влияющие на агрегатное состояние водки

Итак, вы достали из холодильника бутылку «горькой», а она – в ледышку. Рассмотрим все возможные причины, которые могли повлиять на эту метаморфозу, и почему замерзла водка в морозилке.

Наличие примесей

Температура замерзания водки существенно зависит от того, какие добавки поместил в неё производитель. Внимательно почитайте состав продукта – кроме воды и спирта, там может быть указан ряд примесей в виде соли, сахара, приправ, ароматизаторов и так далее.

Такие водки именуются особыми и, в силу присутствия в их составе добавок, замерзают быстрее и при меньшей температуре, чем простая водка без всяких примесей. Итак, чем шире и разнообразней состав напитка, тем быстрее он замерзнет, и тем выше температура его замерзания.

Если водка замерзла, значит это некачественный продукт

ВАЖНО! Если в составе водки указан сахар или глицерин, то, скорее всего, производитель таким образом «спасает» провальные вкусовые ощущения некачественного продукта. Низкое содержание и никудышное качество алкоголя здесь маскируется массой добавок, которые часто опасны для здоровья. В народе такой напиток называют осторожно – «палёнка». Специалисты рекомендуют отказаться от покупки такого продукта.

Раствор воды и C2H5OH

Температура превращения водки в лёд зависит от процентного соотношения воды и спирта. Как мы уже отмечали, чем больше в водно-спиртовом растворе воды, тем быстрее и при более высокой температуре он замерзнет (смотрите таблицу выше).

Современные стандарты производства отличаются гибкостью в отношении водочной крепости, позволяя изготовителю выбрать соотношение в водке спирта от 38 до 60 %. Ну а напиток крепостью в 38 градусов морозилка хоть и с кряхтением, но уже способна осилить – для этого ей придётся «поднатужиться» до -26 °C.

Хотя чаще причиной замерзания горячительного напитка в домашней морозильной камере является всё же его пониженная крепость вследствие несоблюдения недобросовестными производителями норм ГОСТа. Да и 38-градусный продукт может сколько угодно называться водкой, но является ли он ею по существу? Ведь классическая водка – это не просто название, это прежде всего незыблемая крепость в 40 °C.

Проверьте температуру в вашей морозилке

Посмотрите настройки вашего холодильного аппарата. Если сомневаетесь – замерьте температуру в морозильной камере. Возможно, ваш холодильник демонстрирует чудеса, выдавая мороз, не запланированный производителем. К тому же вам вполне мог попасться нестандартный холодильник, способный на большее.

Морозильная камера не имеет достаточной температуры для заморозки алкоголя

ВАЖНО! Если вы уверены, что ваша морозилка не генерирует холод ниже -20–22 градусов по Цельсию, а водка всё-таки замёрзла, даже не сомневайтесь – вы купили настоящий суррогат.

Молекулярный состав

Особенности химического состава этилового спирта также значительно влияют на температурный порог превращения водки в лёд. Главным элементом формулы, безусловно, является этанол. Но, наряду с этим, в составе жидкости присутствует винный, этиловый спирт. Небольшое изменение процентного соотношения этих компонентов способно существенно поменять точку замерзания.

Температура превращения в лёд этилового спирта существенно зависит от этого фактора, но в бытовых условиях показатели молекулярного состава приобретенной вами водки замерить вряд ли получится. Здесь нужна химическая лаборатория.

Атмосферное давление

Между внешним давлением и точкой замерзания жидкостей наблюдается интересная зависимость. С повышением давления становится выше и температура кристаллизации водно-спиртовых растворов.

Поэтому в условиях повышенного атмосферного давления такие растворы замерзают при более высоких температурах.

На качестве водки заморозка никак не скажется

Как влияет заморозка на качество продукта?

Замораживание – это природный, известный с древности, способ очистки от примесей самогона, спирта и, естественно, водки. Поэтому само по себе оледенение «горькой» на её качестве никоим образом не скажется.

Можно ли употреблять размороженную водку?

Если вы уверены в качестве купленной водки – размораживайте и смело пейте. Главное в этом случае – не пить горячительный напиток, не согрев его предварительно до +8–10 °C. Эта температура считается оптимальной для приёма водки внутрь.

Употребление чересчур холодной водки чревато последствиями:

  • ледяной напиток грозит заболеваниями горла;
  • водка быстро нагревается в организме, провоцируя внезапное опьянение;
  • поскольку ледяная водка приглушает чувствительность вкусовых рецепторов, то не ощущается при употреблении. Как следствие – вы долго не чувствуете опьянения, а это чревато сильной и быстрой интоксикацией.

А как насчёт других алкогольных напитков?

Итак, замерзает ли водка в морозилке и почему спирт не замерзает, мы определились. Чтобы заставить качественную водку замерзнуть, потребуется, как минимум, 30 градусов мороза. Это весьма затруднительно выполнить в домашних условиях.

Если говорить о других видах алкоголя, то температура превращения в лед у каждого своя:

  • Пиво замерзает при -5–6 °C.
  • Ром – при -18°C.
  • Сухое вино – от -6 до -8 °C.
  • Десертное вино – от -9 до -10 °C.
  • Шампанское – от -5 до -12°C.
  • Абсент – от -40 до -45 °C.

(1 5,00 из 5)

Источник: https://alcdrink.ru/vodka/pri-kakoj-temperature-zamerzaet-vodka

Почему при замерзании вода расширяется?

при какой температуре вода замерзает

Этим вода отличается от большинства сжимающихся при охлаждении жидкостей и газов. Но почему она ведёт себя так необычно?

Большинство веществ расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. У газов этот эффект проявляется особенно заметно. Таким же образом ведут себя жидкости и твёрдые тела. Хороший пример – воздух в воздушном шаре: в холодную погоду шар съёживается, а рядом с радиатором отопления может даже лопнуть.

Молекулам нужно место

Причиной этой закономерности являются молекулы: чем теплее предмет или газ, то есть чем больше энергии получают молекулы, тем быстрее они двигаются. Поэтому молекулы сталкиваются чаще и сильнее, им необходимо больше места, и давление, которое молекулы газа оказывают на оболочку воздушного шара, растёт. Чтобы выдержать давление, нужен бо́льший объём. Поэтому материал расширяется.

Но вода ведёт себя иначе. При охлаждении до приблизительно 4 градусов Цельсия объём воды уменьшается, что вполне ожидаемо. Однако, если температура продолжает падать, то вода начинается расширяться. То есть её плотность достигает максимального значения при 4 градусах. Это свойство называется аномалией плотности воды.

Но откуда она берётся? Всё дело в молекулах: одна молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода – отсюда следует известная химическая формула Н2О. Однако эти атомы притягивают электроны в молекуле воды с разной силой.

Это создаёт слегка положительный центр тяжести заряда у водорода и отрицательный у кислорода. Когда молекулы воды сталкиваются, атомы водорода одной молекулы притягиваются и присоединяются к атомам кислорода другой молекулы — образуется так называемая водородная связь.

Когда вода охлаждается, нужно ещё больше места

Из-за формирования водородных связей в жидкой воде появляются места, где молекулы упорядочены так же, как и в кристаллах льда. Эти так называемые кластеры не так прочны, как в твёрдом кристалле. При более высоких температурах они очень быстро меняются.

Вы читали?

Чернее черного — материал Vantablack

Когда вода охлаждается, появляется всё больше и больше таких кластеров. И им нужно всё больше и больше пространства. По этой причине вода начинает расширяться после достижения порогового значения 4 градуса Цельсия. Если температура опускается ниже нуля, то мельчайшие кристаллы льда образуются из кластеров и одерживают верх. И вода замерзает.

Для многих природных процессов эта необычная особенность воды очень важна. Так как плотность льда немного меньше плотности холодной воды, он может плавать на поверхности водоёма. Благодаря этому вода замерзает сверху вниз, а внизу располагается 4-градусный слой воды с максимальной плотностью. Это позволяет рыбе и другим водным обитателям пережить зиму на дне водоёма и не замёрзнуть.

Источник: https://jborder.ru/nauka/biologiya/pochemu-pri-zamerzanii-voda-rasshiryaetsya/

При какой температуре замерзает вода в трубе

при какой температуре вода замерзает

Вода в трубах замерзает изнутри при температуре ниже -7 градусов по Цельсию. Когда вода замерзла, то по законам физики она расширяется. Это есть главная причина лопнувших труб в зимнее время года.

Поэтому надо заранее выявить места в доме, где температура может потенциально опустить ниже -7 градусов и не допустить замерзания. Ведь такая температура может легко заморозить воду в трубе в вашем доме.

Делая скважину или колодец, надо заранее продумать систему водоснабжения для вашего дома.

Если всё-таки труба замёрзла и повредилась, то придётся её менять. Это лишние траты из вашего кошелька. Если туба просто замерзла и нет повреждений, то можно попытаться ее отогреть. Поэтому стоит позаботиться о проблемных местах на улице под землей, где проходят ваши трубы.

Следует проверить подвал вашего дома. Если зимой в нём слишком холодно, то стоит подумать о дополнительном прогреве подвала. Далее следует утеплить все двери и окна, чтобы холодный воздух не распространялся по вашему дому. Эти правила помогут избежать понижения температуры в доме, а соответственно и замерзанию труб.

Эффективный способ как отогреть воду в пластиковой трубе

Во многих домах водоснабжение осуществляется по пластиковым трубам. Если вы обнаружили, что зимой ваша труба замёрзла, то следует её хорошенько отогреть.

Для того, чтобы это сделать, вам придётся взять:

  1. стальную закалённую проволоку с диаметром в 3 мм;
  2. длинный гидроуровень;
  3. клизму;
  4. 100 литров кипятка;
  5. металлическое ведро;
  6. кусачки;
  7. двужильный провод из меди;
  8. обычную вилку для розетки;
  9. насос;
  10. поливной шланг;
  11. трубу с краном на конце;
  12. 100 литровую бочку;
  13. кипятильник.

Первым делом сделайте проволоку ровной. Приготовьте гидроуровень. Один конец проволоки заверните в петлю. Изолентой соедините петлю к трубке гидроуровня. Головка уровня должна выходить на 1 сантиметр. Возьмите изоленту и соедините проволоку с уровнем на всю длину.

Оставшийся конец гидроуровня закрепите к клизме. Теперь проволоку с трубкой засуньте в пластиковую трубу, где замёрзла ваша вода. Двигайте её до момента, когда почувствуете, что упёрлись в лёд. Теперь клизмой вводите кипяток и толкайте проволоку внутрь трубы.

Под конец трубопровода поставьте ведро, чтобы лилась холодная вода.

Далее удалите изоляцию с провода из меди. Сделайте несколько витков оголённым проводом на конце. Витки делайте таким образом, чтобы они были плотно друг к другу. Кусачками отрежьте лишнюю часть. Оголите вторую часть провода и намотайте также, как написано выше. В конце концов, у вас выйдет прибор, который называют «бурбулятор».

Теперь снова просовывайте проволоку в замёрзшую трубу до момента, пока почувствуете лёд. Включайте бурбулятор в розетку и протягивайте провод вдоль трубы. Компрессором постепенно откачивайте воду. Это поможет вам отогреть воду в пластиковой трубе.

Главный вопрос — как не разморозить емкость с водой

Один из популярных дедовских методов как не разморозить емкость с водой – это применение бревнышек. Для этого в емкость следует опустить бревнышки. Сегодня вместо таких бревен уже используют обычные бутылки из пластика. Их засыпают песком, закрывают на пробку и оставляют в емкости с водой на всю зиму.

Есть ещё один метод как не разморозить емкость с водой. Для этого надо вырыть яму на 2 кубометра. Далее застилаем её в два слоя полиэтиленом. Он должен быть толстым и прочным. В яму опускаем ёмкость с водой и закапываем её. Допускается оставить на поверхности пару сантиметров ёмкости.

На сегодня эти два способа являются самыми распространёнными среди дачников.

Как отогреть замерзший водопровод: 4 эффективных способа

Когда температура на улице опустилась ниже нормы, и вы заметили, что водопровод замерз, не спешите покупать новые трубы. Есть проверенные способы, которые помогут вам справиться с этой проблемой.

С помощью горячей воды

Если вы обнаружили или на 100% уверены, что участок вашего водоснабжения замёрз на «открытом» месте, где можно использовать кипяток для обогрева трубы – то используйте кипяток. Перед этим возьмите ветошь и обмотайте трубу вокруг. Она заберёт всю воды и увеличит время взаимодействия кипятка с трубой. Лейте горячую воду до момента, пока лёд полностью не растает. Чтобы ускорить процесс, можете включить кран.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как открутить ступичную гайку

Способ хорош для помещений. Если у вас замерз подземный незамерзающий трубопровод, то кипяток тут явно не поможет. Придётся осуществлять отогрев трубы таким способом на протяжении более 10 часов, чтобы лёд смог оттаять.

Использовать строительный фен

С помощью горячего воздуха от строительного фена, лёд можно легко растопить. Владельцы таких фенов рекомендуют повесить над обогревающей трубой полиэтиленовую плёнку. Так тепловые потери снизятся в разы, что даст фену работать наиболее эффективно. Можно также пользоваться феном вместе с парогенератором.

Для этого следует воспользоваться сварочным аппаратом. Чтобы отогреть трубу таким способом, надо один провод (плюс) подключить к одному концу трубы, а второй (минус) — ко второму концу. Буквально за пару минут лёд растает.

Принцип работы такого способа схож с кипятильником. Преимуществом использования электрического тока в том, что греется только вода. Провода трансформатора остаются холодными. Это не позволит пластиковой трубе плавиться вместе с водой.

Минус способа – нужен трансформатор.

Найти специалистов

Можно не мучиться самостоятельно, а просто вызвать профессионалов. У них в наличии будут специальные средства для отогрева льда. Например, гидродинамическая установка. Она промывает не только водопроводные трубы, но и канализационные трубы. Установка подаёт горячую воду под мощным давлением, от которого лёд постепенно тает. При большом давлении, лёд в трубе исчезает очень быстро.

Источник: http://mercabadom.ru/pri-kakoj-temperature-zamerzaet-voda-v-trube/

Замерзание воды: как замерзает вода, как влияет атмосферное давление, как меняет свои физические свойства

Вода – одно из самых необходимых веществ на нашей планете. Она имеет массу свойств, которые делают её, в какой-то степени уникальной. Одно из самых известных свойств, о котором знает даже маленький ребёнок, это замерзание воды. Известно, что 0 градусов Цельсия температура кристаллизации воды. Но не всё так просто. Некоторые тонкости этого процесса рассмотрим дальше.

Как замерзает вода

Кристаллизация воды – сам по себе очень интересный и многогранный процесс. Давайте разберемся, как это происходит. Как известно вода состоит из молекул, которые немного связаны между собой и стремятся к воссоединению.

Всё довольно просо, при высоких температурах начинается отдаление молекул, а при низких температурах сближение. Под влиянием низких температур их движение замедляется и они, соединяясь, образовывают кристаллическую структуру.

Кристаллизация, или же замерзание это превращение воды в лёд, переход в твёрдое состояние.

Температура замерзания воды

Процесс замерзания происходит при охлаждении её до ноля градусов по шкале Цельсия. Это касается не всей воды. Молекулы присоединяются к примесям, которыми являются частички пыли, соли и т.д. Поэтому чистая либо же дистиллированная вода, без присутствия этих самых примесей под воздействием низких температур по столбику Цельсия, дольше, чем обычная может оставаться в жидком состоянии.

Так же интересно, что при том, как другие вещества при замерзании уменьшаются в объеме, вода наоборот увеличивается. Все потому, что при переходе в твёрдое состояние, расстояние между молекулами расширяется. При том,что объём увеличивается, масса при замерзании не увеличивается, и весит столько же, сколько тёплая вода.

Многие задаются вопросом, почему вода не замерзает под толстым слоем льда. Любой физик ответит, что под слоем льда, вода не замерзает,так как поверхность льда служит теплоизолятором.

Отчего горячая вода замерзает быстрее холодной

Известен такой факт, что горячая или тёплая вода замерзает быстрее холодной воды. Невероятно, но факт. Это открытие сделал Эрасто Мпемба. Он проводил эксперименты с использованием мороженой массы,причём обнаружил, что если масса тёплая, то она быстрее замёрзнет. Причиной этого, как показали исследования, является высокая теплоотдача горячей и тёплой воды.

Взаимосвязаны ли температура замерзания воды и высота

Как известно, на высоте происходит изменение давления,поэтому температура перехода в твёрдое состояние всех водных растворов на высоте отличается от температуры на обычной поверхности.

Примеры изменения температурных показателей на высоте:

  • высота 500 м – температура замерзания воды, является не ноль °C, как при обычных условиях, а при наличии уже одного °C;
  • высота 1500 м – кристаллизация происходит при наличии около трёх° C и т.д.

Как давление влияет на процесс кристаллизации воды

Если разобраться о взаимосвязи давления и кристаллизации воды, то всё довольно просто.

Интересно! Чем выше давление, тем скорость преобразования воды в кристаллы льда ниже, а температура кипения выше!

Вот и весь секрет, а если логически подумать, то при понижении давления, все показатели идут в обратные стороны. Поэтому в горах сложно что — то сварить, так как температура, при которой кипит вода, не доходит до ста градусов Цельсия. И наоборот лёд плавится даже при низких температурах.

Температура кристаллизации водных растворов

Вода служит хорошим растворителем и поэтому легко соединяется с другими веществами. Полученные растворы, конечно же, будут замерзать при разных условиях. Рассмотрим пару вариантов температурных критериев для замерзания разных растворов на основе воды.

Вода и спирт. При большом количестве спирта в воде,процесс замерзания начнётся при наличии очень низких температур. К примеру, при соотношении 60% воды на 40% спирта, кристаллизация начнётся при наличии минус 22,5°C.

Вода и соль. Температура, при которой произойдёт замерзание напрямую связано со степенью солёности воды. Принцип таков, чем больше соли в воде, тем ниже температура кристаллизации. С показателями содержания соли напрямую связано как замерзает морская вода.

Вода и сода. Температура кристаллизации раствора 44 процентов, составляет плюс 7°C.

Вода и глицерин, при соотношении 80% на 20%, где 80 – это глицерин, а 20 – это вода, для замерзания раствора нужно наличие — 20°C.

Все температурные значения колеблются в зависимости от степени концентрации чужеродных растворов или иного вещества в воде.

Источник: https://VodaVoMne.ru/svojstva-vody/zamerzanie-vody

Как повысить температуру замерзания воды

Со школы все прекрасно помнят, что при нулевой температуре по шкале Цельсия вода переходит в твердое агрегатное состояние. Проще говоря, она превращается в лед. Это значение соответствует 32 градусам по Фаренгейту и 273,15 по Кельвину.

Не всегда эти цифры справедливы — вода бывает разная:

  • пресная;
  • морская;
  • минеральная;
  • дистиллированная;
  • омагниченная.

Давление воздуха влияет на то, при какой температуре замерзает вода, например, в высокогорном озере. Вода бывает легкой, тяжелой и сверхтяжелой в зависимости от содержания изотопов водорода. Существуют понятия мягкости и жесткости. Все эти факторы играют немалую роль в изменении агрегатного состояния.

В обычной воде всегда есть какие-то примеси — твердые частицы, пыль. При определенной температуре вокруг мельчайших частиц начинают образовываться ледяные кристаллы. Такие частицы называют ядрами кристаллизации. Их функцию могут также выполнять трещины, пузырьки воздуха, дефекты поверхности сосуда. Наличие таких частиц – необходимое условие для превращения воды в лед.

Зависимость от атмосферного давления

С набором высоты атмосферное давление понижается. Чем выше в гору вы поднимаетесь, тем сильнее меняется температура замерзания воды. На километровой высоте кристаллизация происходит лишь при +2˚С. Поднявшись еще на километр, вы увидите, что лед образуется при +4˚С. Нулевая температура способствует переходу в твердое состояние лишь при нормальном атмосферном давлении — 760 мм ртутного столба.

Таким образом, с понижением давления воздуха, повышается температура, необходимая для замерзания воды. Зато кипеть она начинает при более низких значениях.

Природные водоемы

В озере или реке вода замерзает при 0˚С. Признаком того, что водоем является очень чистым, может служить процесс кристаллизации воды – он начинается со дна, поскольку там больше всего ядер кристаллизации: камней, коряг, растений.

По-другому дело обстоит с морями и океанами. Морская вода замерзает при разных значениях ниже нуля. Насколько соленая она будет, настолько выше ее плотность, поэтому для ее замерзания требуются более низкие температуры. Морская вода обладает разной степенью солености в различных частях мирового океана. При среднем значении 35 ‰ превращение в лед начнется при -1,91˚С.

Водные растворы

Вода – отличный растворитель. В зависимости от характера и количества примесей она будет переходить в твердое состояние при различных условиях.

Например, если добавить спирт, то понадобятся очень низкие температуры, вплоть до -114˚С. При этом неправильно говорить о каком-то фиксированном показателе.

Здесь необходимо указывать температуру, когда начинается кристаллизация и когда она заканчивается. Начальное значение зависит от доли спирта в растворе.

Как говорилось выше, соленая вода кристаллизуется при разной температуре воздуха. Ключевым является показатель солености, измеряемой в промилле (‰).

Дистиллированная вода

В отличие от водопроводной дистиллированная вода не содержит каких-либо примесей. Ее получают путем перегонки в дистилляторе. Получается, что в такой жидкости нет ядер кристаллизации. В связи с этой особенностью замерзание начинается при гораздо более низкой температуре, равной -42˚С.

Когда вода, подвергающаяся действию низкой температуры, не кристаллизуется, ее называют «переохлажденной». Если постучать по сосуду с такой жидкостью, она мгновенно станет льдом.

В лабораторных условиях ученым удалось добиться более низкого порога кристаллизации, когда дистиллированная вода при особом давлении замерзала при -70˚С.

Омагниченная вода

Люди, интересующиеся структурированием воды, наверняка слышали о способе, при котором жидкость подвергается воздействию магнитных полей определенной напряженности.

Считается, что в результате получается омагниченная вода, благотворно влияющая на различные органы, убивает микробы и бактерии. Также сторонники этого метода утверждают, что полив структурированной водой повышает урожайность огурцов, помидоров и прочих культур в несколько раз.

Замерзает чудо-вода при температуре -5-10 градусов ниже нуля, что в некоторой мере защищает растения от заморозков.

Бытовые случаи

Естественно, людей больше волнуют повседневные проблемы, а не вопрос при какой температуре замерзает вода, например, в Каспийском море. Что случится, если отключат отопление? Уже при -1˚С внутри жилого дома вода в трубах начнет замерзать.

Если в течение 2-3 дней не воспрепятствовать этому, лед в радиаторе и трубах отопления расширится и разорвет их. Вдруг поломается котел в частном доме или на дачном участке? При температуре 5 градусов ниже нуля на замерзание воды в трубах и радиаторе уйдет пара дней.

С хорошей теплоизоляцией система отопления выдержит дольше.

Головной болью автомобилистов является замерзание воды в радиаторе с наступлением холодов. Кристаллы льда начинают образовываться при -5˚С на улице, объем жидкости увеличивается до 10%.

Это грозит повредить основные узлы и детали транспортного средства. Однако различные антифризы имеют значительно более низкую температуру замерзания и более высокую точку кипения.

Эти растворы в радиаторе начинают кристаллизоваться при температуре ниже 30˚С, некоторые марки при -60˚С.

Парадоксы и феномены

Как ни парадоксально покажется, но горячая вода замерзает быстрее холодной. Явление, получившее название «парадокс Мпембы», объясняется тем, что у горячей жидкости более высокая теплоотдача, выше насыщенность ядрами кристаллизации.

В вакууме при нуле градусов вода сначала закипает, но после испарения 1/8 части жидкости, остаток начинает замерзать.

Учеными в лабораторных условиях была получена так называемая стеклообразная вода, представляющая собой аморфное твердое тело. Для этого за считанные миллисекунды нужно понизить температуру до -137 градусов Цельсия. Из такой субстанции состоят кометы во Вселенной.

 при какой температуре замерзает вода

Источник: https://evroterm32.com/kak-povysit-temperaturu-zamerzaniya-vody/

Температура замерзания воды

Всем известно, что вода кипит при 100 °С, а замерзает при 0 °С. Но не все так однозначно. Оказывается, чистая вода, впрочем, и морская тоже, при нуле не замерзает.

Если очень медленно охладить очень чистую воду (в идеале для такого эксперимента нужна дистиллированная), она будет оставаться жидкой при очень низких температурах. В таком промежуточном между льдом и водой состоянии структура вещества становится «стекловидной». Длится это состояние недолго. Если в такую переохлажденную воду попадет небольшой кусочек льда, пылинка или снежинка, по всему объему мгновенно прорастут длинные кристаллы льда.

Секрет тут в особенностях кристаллизации, в примесях солей или других веществ. Именно они становятся «ядром», вокруг которого строится кристаллическая решетка. Разный состав определяет разную температуру замерзания. Ученые обнаружили, что вода может оставаться жидкой даже при переохлаждении до -48 °С при условии, что она идеально чистая, без солей и минералов. Если же в воде есть тяжелые металлы, то она начнет замерзать уже при +3,8 °С.

Эффект Мпембы

Вода преподносит и другие сюрпризы. Оказывается, при определенных условиях горячая вода замерзнет быстрее, чем изначально холодная. Этот факт замечали Аристотель и Рене Декарт, но название «эффект Мпембы» парадокс получил по имени танзанийского школьника Эрасто Мпембы, который в 1963 году обнаружил его при замораживании мороженого.

Парадоксально и то, что ученые до сих пор затрудняются найти единое объяснение этому феномену. Предположений много:

  • разница температур в теплообмене;
  • испарение (горячая вода испаряется быстрее);
  • конвекция (эффект аномалии плотности);
  • газы, которые растворены в воде;
  • теплопроводность.

Все эти факторы проверяются в ходе исследований и экспериментов, но единого верного ответа и решения парадокса Мпембы современная наука пока что не дает. Зато эффект этот имеет широкое практическое применение в кулинарном деле.

Как заморозить воду

Особенности кристаллизации воды широко используются при ее очистке и смягчении. Вместо долгого кипячения, делающего воду мертвой, и отстаивания, которое позволяет избавиться лишь от хлора и газов, для получения идеально чистой воды существует технология вымораживания.

Вода, которая течет из крана, содержит не только грязь и ржавчину из труб, но соли, металлы, хлор, ненужные примеси, их можно убрать способом заморозки-разморозки, получив в итоге полезную талую воду. Этим способом можно очищать воду в домашних условиях, но есть ряд неудобств:

  • необходима морозильная камера с низкими температурами;
  • степень замерзания воды нужно постоянно контролировать;
  • получается не более 60% чистой воды на выходе;
  • для лучшего эффекта замораживать желательно не менее пяти литров воды.

Конечно, если у человека есть время, желание и возможность очищать воду вымораживанием дома, это неплохо. Но промышленные технологии куда точнее и эффективнее, используют методы шоковой и медленной заморозки по Лабзе, Муратову, Маловичко.

В условиях жизни большого города и офисной работы, требующей концентрации и полного рабочего дня, тратить драгоценное время на длительные процедуры с домашней морозилкой нерационально.

Надежнее поставить в офисе хороший кулер для воды с охлаждением и организовать постоянную доставку чистой воды прямо в офис. На нашем сайте можно найти телефоны доставки воды.

Источник: https://voda095.ru/articles/temperatura_zamerzaniya_vody/

При какой температуре вода замерзает мгновенно

пришла зима. Настали холода, вода замёрзла и превратилась в лёд. он даёт прекрасную и долгожданную играть возможность в хоккей или просто кататься на коньках. с тревогой думает о скользком тротуаре и обледеневших ступеньках.

Живя в северной стране, мы воспринимаем лёд нечто как обыденное, столь же привычное, воздух как и вода. Каждый знает, что в лёд превращается вода, замерзая при нуле градусов, и что лёд не тонет. Считается даже, что лёд — одно из самых простых веществ, внимание на которое обращать не стоит.

Это, однако, далеко не так: лёд интересное очень вещество, его свойства любопытны и подчас неожиданны.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Почему не работает вентилятор охлаждения

При какой замерзает температуре вода

На этот вопрос любой, не задумываясь, ответит: при нуле градусов. Проведём опыт небольшой и посмотрим, всегда ли это так.

Для опыта стакан понадобится из тонкого пластика. Стеклянная посуда не годится: при замерзании расширяется вода почти на 10% поэтому лёд и разрывает хрупкий материал. Стакан тщательно нужно промыть и, не вытирая, высушить, дном повернув кверху, внутрь чтобы не попала пыль.

Воду очень используйте чистую, хорошо прокипячённую лучше дистиллированную — она продаётся . Стакан с водой в морозный день поставьте за окно, кусочком прикрыв чистого стекла и защитив от прямых солнечных лучей. Через часов несколько содержимое охладится стакана ниже нуля, но останется жидким , конечно, рекомендации все были выполнены .

Осторожно стакан откройте и бросьте в воду кусочек маленький льда, снега щепотку или просто пыли. На ваших вода глазах мгновенно замёрзнет, прорастая по всему объёму длинными кристаллами.

Столь поведение странное воды особенностями объясняется процесса кристаллизации. Превращение жидкости в кристалл происходит в первую очередь на примесях и неоднородностях — частичках пыли, пузырьках воздуха, царапинах на стенках сосуда. Чистая центров вода кристаллизации практически лишена, она поэтому может переохлаждаться, и довольно сильно, оставаясь жидкой. В лабораторных температуру условиях воды, правда, в очень малых объёмах, довести удавалось до –70°С.

Похожие можно явления наблюдать и в природе. Многие давно путешественники отмечали, глубокой что осенью чистые очень речки и ручьи замерзать начинают со дна. Сквозь чистой слой воды хорошо видно, водоросли что и коряги на дне рыхлой обрастают ледяной шубой. В этот момент донный лёд всплывает, и поверхность мгновенно воды оказывается ледяной скованной коркой.

К подобным всегда сообщениям относились довольно скептически. Температура верхних слоёв воды ниже, чем глубинных, и замерзание вроде бы начинаться должно с поверхности. Однако вода чистая замерзает неохотно, и лёд в первую образуется очередь там, имеются где взвесь ила и твёрдая поверхность, — возле дна.

Ниже по течению от водопадов и водосбросов часто плотин появляется масса губчатая внутриводного льда, вырастающего во вспененной воде. Поднимаясь на поверхность, порой она забивает всё русло, так образуя называемые зажоры, могут которые даже запрудить речку. Известен случай, содержимое когда хорошо охлаждённой в морозильнике бутылки нарзана, жарким открытой летним днём, превратилось мгновенно в кусок льда.

Почему лёд плавает

Итак, вода остыла, начала замерзать, и по её поверхности поплыли льдины. Но плотность веществ с понижением обычно температуры растёт, а вода закономерности этой не подчиняется. Почему же лёд оказывается легче воды?

Многие считают, что в толще остаются льда многочисленные поры и промежутки, заполненные воздухом. Пузырьки действительно воздуха нередко вмерзают в лёд, и такая „губка“ значительно становится легче воды. Но даже лёд микроскопических без пор и трещин плотность имеет 0,9168 г/см 3 при 0°С, а вода при той же температуре — 0,9984 г/см 3 . Дело, значит, только в особенностях льда структуры и воды.

Молекулы воды, состоящие из одного кислорода атома и двух атомов водорода, вид имеют шариков с выпуклостями. В кристалле они льда располагаются так, выпуклости что атомам строго ориентируются по направлению соседних двух молекул. В результате возникает трёхмерная кристаллическая решётка, состоящая из почти идеальных тетраэдров. Каждая молекула в его окружена вершинах четырьмя другими говорят: число координационное льда .

У воды такой нет упорядоченной структуры, расположение её молекул всё время меняется. Но в любой каждую момент молекулу окружают воды от 4 до 5 „соседок“, что так среднее их число равным оказывается 4,4. Это означает, молекулы что воды в жидкости располагаются теснее, чем в кристалле, плотнее вода льда. Относительные величин изменения координационного хорошо очень совпадают по величине.

Когда лёд тает, холодные освободившиеся молекулы малой обладают энергией и низкой подвижностью. Вначале сохраняют они структуру кристаллической решётки, и плотность воды остаётся низкой. Постепенно порядок регулярный молекул размывается, группируются они теснее, и плотность воды растёт. При температуре 4°С достигает она максимума , а потом падать начинает движения теплового молекул, становится которое всё активнее по мере нагрева.

Подобным ведут образом себя и некоторые металлы, например чугун. Это использовать позволяет его материал как для художественного литья. При застывании расширяется чугун и заполняет все, самые даже тонкие детали формы. Чугунные кружевные решётки и настольные скульптуры по моделям художников известных издавна отливали в уральском городе Касли.

Что происходит при кристаллизации

Посмотрим теперь, происходит что при замерзании воды и образовании кристаллов льда. В стакан , с водой немного налейте чернил, краски акварельной или чайной заварки.

Укутайте верхнюю его часть теплоизоляции слоем тканью, , слой чтобы льда нарастал от дна стакана к поверхности воды, и выставьте на мороз. Можно предполагать, через что несколько часов в стакане кусок окажется окрашенного льда.

Были советы даже эти льдинки цветные развешивать на уличных ёлках. Разноцветного льда, однако, получить так не удастся.

Ледяной цилиндрик, вынутый из стакана, очень выглядит любопытно. В нижней его части, там, начиналось где замерзание воды, абсолютно располагается прозрачный лёд. Верхняя же часть его окрашена, и гораздо более интенсивно, сам чем раствор. Граница двумя между областями настолько бывает резка, что кажется — два это совершенно разных вещества. Если краски концентрация слишком велика, на поверхности может льда даже лужица остаться её раствора. Почему же лёд „не хочет“ делаться цветным?

Кристалл вырасти стремится как более можно правильным — это „выгодно“ с точки его зрения внутренней энергии. А любые искажают примеси форму решётки.

Поэтому кристалл растущий вытесняет посторонние любые атомы и молекулы, строить стараясь идеальную решетку, это пока возможно.

И только примесям когда деваться уже некуда, он начинает встраивать их в свою структуру или оставляет в виде капсул с концентрированной жидкостью. Поэтому морской лёд пресный, а даже грязные самые лужи прозрачным покрываются и чистым льдом.

На Дону и Кубани, издавна где выращивали виноград и делали сухие вина, готовят зимой крепкие напитки — „выморозки“. Для этого естественного продукт брожения — крепостью вино — выставляют на мороз. В растворе в первую замерзает очередь вода, и остаётся концентрированный более раствор спирта. Его сливают и повторяют операцию до тех пор, пока не добьются нужной крепости. Чем концентрация выше спирта в растворе, ниже тем температура его замерзания:

Источник: https://litezona.ru/pri-kakoj-temperature-voda-zamerzaet-mgnovenno/

Температура замерзания воды — интересные свойства и значения

Чистая вода — считается самой лучшей жидкостью, которая отлично очищает и увлажняет организм. Человеческое тело состоит из воды где-то на 70%.

Если вы испытываете усталость, сонливость или вялость, то рекомендуется выпить один стакан теплой воды. По результатам эксперимента, человеку на один килограмм массы тела следует выпивать около 30 мл воды. Поэтому если ваш вес составляет 70 кг, то советуется каждый день потреблять 2,1 л воды. Чтобы удовлетворить потребности организма в жидкости, рекомендуется ежедневно выпивать не менее 1,5 литра воды, можно пить каждые 40-50 минут по пол стакана водички.

Вода обладает многими полезными свойствами и без неё невозможно жизнь на Земле. Все знают, чтобы вода замерзла, температура замерзания должна быть 0 градусов Цельсия, но это в случае нормальных природных условиях.

Стоит отметить, что давление в разных точках земного шара существенно отличается, поэтому температура замерзания воды зависит от определенного показателя давления.

Важно понять тот факт, что чем выше будет давление в окружающей среде, тем больше температура замерзания или наоборот, чем ниже в природной среде давление, тем меньше температура кристализации.

Температура замерзания воды в океанах и морях

Не забывайте учитывать наличие молекул и примесей в воде. Они сильно влияют на температуру замерзания воды. К примеру, солёная вода способна замерзать при очень низких температурах (около -2 градусов Цельсия).

Если взять абсолютно чистую воду, то она может даже не замерзнуть при температуре -70 градусов Цельсия. Кровь рыб обычно замерзает при температуре -1 °С. Многие ученые задавались вопросом, как рыбам удается не замерзнуть при слишком низких температурах. Оказывается, существуют такие виды рыб, которые способны вырабатывать в поджелудочной железе белки. Именно они впитываются кровью и не дают возможности начать процесс кристализации.

Смотрите также — Температура Солнца в градусах по цельсию — интересные факты о Солнце

Интересные свойства и значения воды

  1. Дистиллированная вода является отличным диэлектриком и почти не способна проводить ток.
  2. При замерзании и испарении она расширяется.
  3. Единственное вещество, которому удается находиться сразу в трёх агрегатных состояниях.
  4. Способна растворить практически все вещества на Земле.
  5. Ледники содержат в себе около 2/3 части всего мирового запаса пресной воды.
  6. Принято считать, что температура замерзания пресной воды составляет 0 градусов по Цельсию, а морская вода замерзает при температуре — -1,8°С.

Моментальная заморозка воды — видео

Источник: https://pristor.ru/temperatura-zamerzaniya-vody-interesnye-svojstva-i-znacheniya/

При какой температуре замерзает вода в горах

Со школы все прекрасно помнят, что при нулевой температуре по шкале Цельсия вода переходит в твердое агрегатное состояние. Проще говоря, она превращается в лед. Это значение соответствует 32 градусам по Фаренгейту и 273,15 по Кельвину.

Не всегда эти цифры справедливы — вода бывает разная:

  • пресная;
  • морская;
  • минеральная;
  • дистиллированная;
  • омагниченная.

Давление воздуха влияет на то, при какой температуре замерзает вода, например, в высокогорном озере. Вода бывает легкой, тяжелой и сверхтяжелой в зависимости от содержания изотопов водорода. Существуют понятия мягкости и жесткости. Все эти факторы играют немалую роль в изменении агрегатного состояния.

В обычной воде всегда есть какие-то примеси — твердые частицы, пыль. При определенной температуре вокруг мельчайших частиц начинают образовываться ледяные кристаллы. Такие частицы называют ядрами кристаллизации. Их функцию могут также выполнять трещины, пузырьки воздуха, дефекты поверхности сосуда. Наличие таких частиц – необходимое условие для превращения воды в лед.

При какой температуре замерзает вода в трубах – боремся с проблемой замерзания — Билдико

В данной статье будет рассказано, что делать если в трубах замерзла вода: как происходит замерзание, какие способы есть для устранения замерзания и какими преимуществами и недостатками эти способы обладают.

Чаще всего, если в трубах замерзла вода, значит трубопровод был неправильно смонтирован в процессе строительства, то есть трубы уложены на глубину меньшую, чем та, на которой происходит промерзание грунта.

Поэтому очень важно правильно рассчитать уровень промерзания в данном регионе, поскольку в регионах с более теплыми зимами ошибки могут и не выявиться в процессе эксплуатации, а в более холодных местностях подобные просчеты недопустимы, поскольку влекут за собой печальные последствия.

Как замерзает вода в трубах

Вода замерзла в трубах

Помимо точного выполнения расчета, на каком уровне промерзает грунт и при какой температуре замерзает вода в трубах, довольно важную роль играет также способ монтажа трубопровода.

Например, для наиболее эффективного движения стоков трубы должны быть установлены под небольшим уклоном в направлении стекания. Если это не сделано, то даже правильное выполнение расчета уровня промерзания не спасет ситуацию.

Важно: в большинстве регионов трубы канализации допускается укладывать на глубине не менее 90 см.

Кроме того, если замерзла в трубе вода, это может означать протекание трубопровода, поскольку конструкция, окруженная грунтом с низкой температурой при пропускании водяных потоков сама начинает охлаждаться до отрицательной температуры.

Замерзла вода в трубе – что делать?

При этом в случае поступления вслед за небольшими количествами воды более объемных и горячих порций замерзание трубы может не произойти, но при небольших стоках, особенно в случае значительной длины трубы, разогреть ее будет невозможно, поскольку маленькие порции постепенно будут намерзать и образовывать в трубопроводе замороженное пространство.

Что делать при замерзании

Замерзла вода в трубах – что делать?

Если все же вода замерзла в трубе, то на сегодняшний день существуют разные способы решения данной проблемы.

Для разморозки труб можно использовать кипяток, открытые источники пламени и т.д., что может являться не только небезопасно, но и вредно как для здоровья, так и для трубопровода, поэтому мы рассмотрим способы размораживания труб, не предусматривающие применения крайних мер.

Учитывая, какова температура замерзания воды в трубе, идеальным вариантом является размораживание трубы при помощи гидродинамической специальной установки, производящей горячую воду, температура которой может достигать 150°, а давление жидкости на момент ее подачи достигает 100 атмосфер и более.

Для функционирования такого оборудования требуется электрическая сеть мощностью 380 В. Следует заметить, что при этом потребуется дополняющее оборудование в виде водяного котла, нагревающего воду с помощью дизельного топлива.

Полезно: если вода в трубах замерзает, ее можно разморозить и при помощи относительно холодной воды, но данный способ является довольно длительным и не особо эффективным.

Основные минусы размораживающих процессов

Что делать если замерзла вода в трубах

Если замерзли водопроводные трубы, обычно пострадавшие участки имеют ряд недостатков в процессе размораживания.

Данные недостатки следует учитывать заранее, при этом следует принимать во внимание также следующие важные моменты:

  • Наиболее простой процедурой можно назвать размораживание трубы канализации, при котором удаление оттаявшей жидкости происходит естественным путем;
  • Размораживание водопроводов выполняется более сложно, поскольку как ледяная вода, так и горячая, используемая для размораживания, стекают в колодец, из которого воду впоследствии необходимо удалить.

Предотвращение замерзания трубы

В случае загородных домов колодцы или скважины обычно размещаются на небольшом расстоянии от дома. Скважина иногда оборудуется в подвале или подполе, но даже в этом случае следует принимать меры по предотвращению замерзания труб.

Чаще всего замерзает вода в трубах не на подземных участках трубопровода, а на границе между землей и воздухом, откуда кристаллизация продолжается по воздушным участкам трубы.

Другим слабым участком трубопровода является граница между подполом и домом, где по контуру труб в любом случае образуются сквозняки, избавиться от которых практически невозможно.

Для защиты труб от замерзания следует принимать специальные меры, которые можно условно разделить на активные и пассивные. Данные меры желательно принимать еще в процессе проектирования.

Пассивные меры

Применение пассивных мер

  • Подводящая труба должна быть изготовлена из теплоизолирующего материала, такого как полипропилен, полиэтилен или металлопластик. Использование металлических труб не рекомендуется;
  • Желательно выбирать подводящую трубу как можно большего диаметра, что позволяет находиться в ней большему объему воды, а так же обеспечивает дополнительную теплоизоляцию за счет большей толщины стенки трубы, что в совокупности увеличивает время остывания воды до температуры замерзания. Оптимальными диаметрами являются в случае металлопластика и полипропилена – ¾ (20 мм) и более, в случае полиэтилена – 1½  (40 мм) и более;

Полезно: можно выбирать и трубы большего диаметра, но это довольно дорого.

  • Траншею следует рыть на глубину, сравнимую со средней глубиной, на которой промерзает грунт в данной местности, обычно глубина траншеи составляет от 70 до 150 см;
  • Трубы обязательно должны обладать уклоном в сторону колодца или скважины;
  • Обязательно следует утеплить трубу.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно поставить распредвал

Активные меры

Обогрев кабелем

  • Соединения трубы в месте выхода из скважины (колодца) и в месте входа в дом (подвал) должны быть легкоразъемными, что позволит осматривать устье подземных участков трубы и удалять ледяные пробки;
  • Наилучшим способом активной защиты является прокладывание по всей длине подающей трубы греющего кабеля, крепящегося к трубе с помощью скотча или пластиковых хомутов. При этом необязательно приобретать достаточно дорогой двухжильный саморегулирующийся кабель – вполне достаточным будет дешевый отечественный одножильный кабель для теплого пола.При этом следует учитывать, что максимальное время его включения составляет 15 минут. Если этого окажется недостаточно, процедуру повторяют через 10-15 минут, дав кабелю немного остыть.

Важно: включать постоянный обогрев кабелем не следует, поскольку это приводит к лишним затратам электроэнергии и может вызвать перегрев кабеля.

  • В случае использования погружных насосов в трубе можно проделать небольшое отверстие диаметром 1-3 мм на расстоянии от насоса в 3-5 см, что обеспечит постоянный ток воды, в результате чего ее замерзание станет невозможным. К сожалению, данный метод неприменим в случае использования насосной станции;
  • В случае сильных морозов рекомендуется проливать воду, то есть включать ее через каждые два часа. В таком случае отогревание трубы с помощью греющего кабеля потребуется выполнять только раз в день по утрам.

Практика показывает, что, соблюдая только пассивные меры, предотвращающие замерзание труб, можно гарантировать их бесперебойную работу при морозе до 20-25°. Соблюдение же и пассивных, и активных мер обеспечит надежную работу труб при любых температурах, при этом вопрос – как быть, если замерзла вода в трубе, просто не возникнет.

Источник: https://buildiko.ru/pri-kakoj-temperature-zamerzaet-voda-v-trubax-boremsya-s-problemoj-zamerzaniya.html

Когда замерзает водопровод?

19 Авг 2019
Рубрика: Теплотехника | 9 комментариев

Однажды довелось наблюдать успешный опыт эксплуатации технического водопровода, проложенного по воздуху от скважины до административного здания. В условиях сибирской зимы при температуре воздуха временами до -37 ˚С поставленный на постоянный

минимальный проток водопровод ни разу не перемерз, успешно обеспечивая водой санузлы. Несмотря на некоторую странность темы статьи, попробуем разобраться.

Для ответа на вопрос «Когда замерзает водопровод?» нет необходимости составлять очередной алгоритм и писать программу. В предыдущих публикациях на этом сайте в категории «Теплотехника» есть для этого все необходимые расчеты!

Условия задачи:

Проложенный по воздуху в неотапливаемом помещении участок стального водопровода без теплоизоляции длиной L=20 м выполнен из круглой трубы с наружным диаметром D=33,5 мм и с толщиной стенки s=2,8 мм.

Температура окружающего воздуха (среды) tс=-10 °С. Скорость движения воздуха v=1 м/с. Температура воды на входе в трубопровод t1=+5 °С. Давление воды в трубопроводе P=0,1 МПа.

Коэффициент температуропроводности воды а=0,000000143 м2/с. Температура замерзания воды t3=0 °С.

Требуется:

1. Найти время начала замерзания воды в трубе при отсутствии расхода.

2. Вычислить минимальный расход воды, при котором водопровод не замерзает.

Решение:

1. Для вычисления плотности, теплоемкости и теплопроводности воды воспользуемся программой из статьи «Теплофизические свойства воды». В исходные данные введем среднюю температуру воды из интересующего нас диапазона +50 °С.

Время остывания воды (труба полностью заполнена) до критической температуры замерзания при отсутствии расхода рассчитаем по программе из статьи «Время охлаждения (нагрева)». Все исходные данные для этого у нас есть из условий задачи и предыдущего первого расчета.

Первая часть задачи решена. Время охлаждения неподвижной воды в трубопроводе до 0 °С — около 21 минуты.

Обращаю внимание и напоминаю, что выполненный расчет носит оценочный характер! В частности, теплоемкость оболочки – стенки стальной трубы – этот расчет не учитывает.

Если бы скорость ветра в задаче была не 1 м/с, а, например, 10 м/с, то резко бы увеличился коэффициент теплоотдачи на границе «труба-воздух» α=45,6 Вт/(м2*К). И время до начала замерзания водопровода составило бы всего 45 минут! (В примечании к ячейке D3 программы приведены справочные данные, формулы и рекомендации по определению α.)

2. Минимальный теоретический расход воды, при котором водопровод не должен замерзать, рассчитаем с помощью программы из статьи «Расчет теплоотдачи трубы». Примем температуру воды на выходе из трубопровода t2=+1 °С. Это означает, что падение температуры воды на двадцати метрах не должно превысить |dtтрГГ|=4 °С.

Сравнительно небольшой проток 0,015 кг/с (или примерно 0,92 л/мин) воды с температурой t1=+5 °С на входе обеспечит мощность притока тепловой энергии PтрГГ=256,6 Вт, которой достаточно для поддержания системы в стационарном равновесном состоянии. При этом температура воды на выходе двадцатиметровой трубы будет равна t2=+1 °С.

Проверка:

Проверим выполненные расчеты по еще одной программе из статьи «Регистры отопления из труб».

Рассчитанная мощность Q=262 Вт приближенно равна теплоотдаче из предыдущего третьего расчета PтрГГ=256,6 Вт, а вычисленный коэффициент теплоотдачи α=9,6 Вт/(м2*К) равен коэффициенту теплоотдачи из второго расчета, где его в исходных данных мы определили по скорости движения воздуха.

Ответ:

1. Замерзает водопровод при отсутствии движения воды уже через 21 минуту.

2. При расходе воды около 1 л/мин (при средней скорости движения воды ~ 25 мм/с) водопровод из условий задачи в спокойном воздухе с температурой -10 °С не должен замерзнуть никогда.

Заключение

Конечно, в реальных условиях температуру воды +1 °С на выходе из трубопровода поддерживать нельзя. Желательно иметь запас подальше от точки кристаллизации с учетом возможных колебаний скорости и температуры, как воздуха, так и воды. Также необходимо учитывать наличие сужений и массивных теплоотводов-холодильников в виде опор трубопровода, корпусов и других деталей запорной арматуры.

Все четыре использованные в статье теплотехнические программы в Excel доступны на сайте для свободного скачивания.

Прошу уважающих труд автора  скачивать файлы с программами расчетов после подписки на анонсы статей!

P. S. (25.11.2019)

Проверил в программе Agros2D результаты расчетов, выполненных в статье.

Результат: при всех тех же исходных данных и коэффициенте теплоотдачи на наружной поверхности трубы α=9,6 Вт(м2*К) процесс замерзания воды в трубе при отсутствии движения начнется через ~23 минуты (1380 секунд).  Расчет в Agros2D выполнен без учета конвективного перемешивания воды в трубе, но с учетом теплоемкости стенки трубы, которая «добавила» к предыдущему результату пару минут.

Другие статьи автора блога

Источник: http://al-vo.ru/teplotekhnika/kogda-zamerzaet-vodoprovod.html

При какой температуре замерзает вода в доме

При какой температуре замерзает вода , еще со школы все помнят, что ледяная корочка на воде появляется при 0 градусов по Цельсию. Но, даже при такой, относительно, не низкой температуре, вода в стакане может полностью замерзнуть, образовав цельный кусок льда. Стоит отметить, что замерзание воды, это ее одна из естественных форм. Вы должны помнить, что вода может быть в твердом, жидком и парообразном состоянии, и во всех трех состояниях, это вода.

Чтобы провести наглядный пример, достаточно поместить бутылку воды в морозильник, и уже через два часа можно увидеть кусочки льда внутри, а через сутки, вся жидкость в бутылке перейдет в твердое состояние льда. Но, необходимо помнить, что при замерзании лед расширяется, и банка может лопнуть, особенно если она налита до краев и закрыта крышкой.

Вы никогда не задумывались над тем, почему все столбики в заборах делаются с глухой крышкой, а если нет, то их затыкают или накрывают пластиковыми банками. Все из-за того, чтобы внутрь этих столбиков не попадала вода. В России как бывает, сегодня идет проливной дождь, а завтра температура опускается ниже нуля. Наполнив столбик водой, температура ниже нуля превращает воду в лед, а он в свою очередь может повредить столб, вызвав появление трещин и других дефектов.

Вы спрашивали, при какой температуре замерзает вода? Процесс кристаллизации и переход воды из жидкого состояния в твердое состояние, начинается уже при 0 градусов по Цельсию.

При какой температуре замерзает вода в трубах отопления в жилом доме

Если в доме в течение нескольких дней сохраняется температура -10, а в трубах находится вода, то она может замерзнуть, что приведет к разрыву труб. Многие наверняка видели современные отопительные батареи с функцией слива воды. Почти все современные батареи оборудуются возможностью слива воды.

Это делается для того, чтобы при возникновении ЧП, когда в доме температура -10, вода не замерзала и не рвала трубы.

Если ситуация до этого дошла, по очень вам сочувствуем, скорее всего вам придется менять батареи, так как в процессе замерзания воды, наверняка произошли микротрещины, которые делают дальнейшую эксплуатацию этих батарей опасной.

Почему может замерзнуть вода в трубах. Если в отопительный сезон, как раз тогда, когда батареи заполняются водой, произошла поломка и вода подается остывшей, а на улице температура стремительно опускается, это может привести к замерзанию труб.

Мы уже ответили на вопрос, при какой температуре замерзает вода, в качестве эксперимента возьмите небольшой стакан, наполните его водой на половину и положите в морозилку на несколько часов, достаточно двух часов, чтобы вода частично превратилась в лед.

Чистая вода — считается самой лучшей жидкостью, которая отлично очищает и увлажняет организм. Человеческое тело состоит из воды где-то на 70%.

Если вы испытываете усталость, сонливость или вялость, то рекомендуется выпить один стакан теплой воды. По результатам эксперимента, человеку на один килограмм массы тела следует выпивать около 30 мл воды. Поэтому если ваш вес составляет 70 кг, то советуется каждый день потреблять 2,1 л воды. Чтобы удовлетворить потребности организма в жидкости, рекомендуется ежедневно выпивать не менее 1,5 литра воды, можно пить каждые 40-50 минут по пол стакана водички.

Вода обладает многими полезными свойствами и без неё невозможно жизнь на Земле. Все знают, чтобы вода замерзла, температура замерзания должна быть 0 градусов Цельсия, но это в случае нормальных природных условиях.

Стоит отметить, что давление в разных точках земного шара существенно отличается, поэтому температура замерзания воды зависит от определенного показателя давления.

Важно понять тот факт, что чем выше будет давление в окружающей среде, тем больше температура замерзания или наоборот, чем ниже в природной среде давление, тем меньше температура кристализации.

При какой температуре замерзает вода в двигателе?

Далеко не всегда удается своевременно залить в радиатор тосол. Обычно, в таких случаях водители задаются вопросом, при какой температуре замерзает вода в двигателе. Ведь все знают, что это не слишком хорошо.

Известны случаи, когда водители находили утром кусок двигателя, лежащим под автомобилем. Чтобы избежать подобного, следует своевременно заливать в систему охлаждения антифриз.

Но, на всякий случай лучше все же знать, до какой температуры можно не беспокоиться за мотор, а также как минимизировать риск урона.

Что обычно страдает?

При какой температуре замерзает вода в двигателе? Перед ответом на этот вопрос, давайте рассмотрим основные следствия подобной ситуации. Собственно, проблем может быть несколько. При очень незначительном морозе может замерзать радиатор. В шлангах образуется ледяная пробка. Из-за этого вода гоняется только по малому кругу, в результате, двигатель перегревается. Перегрев ведет к деформации деталей мотора и выходу его из строя.

Более сильный мороз чреват механическими повреждениями двигателя и системы охлаждения. Если вам повезет, то будет поврежден только один радиатор. Его замена, конечно, тоже стоит денег, но по сравнению с капиталкой мотора это копейки. В более тяжелом случае будет поврежден блок цилиндров. Чаще всего, после такого двигатель идет под замену полностью.

Когда вода замерзает?

Из курса физики, даже посещавшие школу через день двоечники знают, что вода замерзает при 0°C. Казалось бы, что этого знания достаточно, чтобы точно знать, когда двигатель разморозится. Но, на практике все выглядит несколько по-другому. Зачастую автомобиль спокойно выдерживает температуру до -3°. Известны случаи, когда даже -7° не оказывались смертельными для двигателя. Почему так происходит?

Мотор является довольно большим массивом металла. Также внутри него находится смазка, а еще охлаждающая жидкость, в нашем случае вода. Когда вы ставите машину на стоянку, то температура силового агрегата находится на отметке около 90°. Моментально остыть мотор не может, к тому же, обычно с вечера температура плюсовая. Остывание происходит постепенно. При легком заморозке двигатель полностью промерзнуть просто не успевает.

Также сказывается наличие дополнительных факторов. В пасмурную погоду остывание происходит быстрее. Если в радиатор будет задувать ветер, то шанс заморозить авто значительно увеличивается. В целом, до температуры в -3° за сохранность силового агрегата можно не переживать. При морозе до -7° риск значительно увеличивается. Но, все же при правильном подходе можно пережить и такое.

Как избежать размораживания?

  1. Многое в нашей жизни случается неожиданно. Среди таких «недетских» неожиданностей и внезапные заморозки. Часто после ремонта, в машину оказывается залита вода. Нередко это происходит в случае ремонта, разбитого на несколько частей. Все же воду перед проведением работы слить легче. Итак, давайте посмотрим, как защитить машину от повреждений. Существует несколько способов:
  2. Слейте воду. Это самый надежный способ.

    Так вы гарантированно не заморозите двигатель. Хотя, имеются свои нюансы. Часть воды останется в моторе, из-за технических особенностей слить ее полностью не удастся. Остаток может образовать пробку, осложняя последующую заправку системы охлаждения;

  3. Утеплите машину. Часто водители на зиму обклеивают капот с обратной стороны теплоизолятром. Это немного снизит риск повреждения блока. Неплохо надеть на радиатор фартук.

    Можно укутать двигатель. Укройте его старым одеялом или куртками. Это позволит минимизировать возможность замерзания мотора при небольшом минусе. Такая защита имеет смысл при постановке автомобиля на ночную стоянку. Оставив его так на несколько дней, вы гарантированно поедете за новым мотором;

  4. Ставьте машину на ночную стоянку в местах, защищенных от ветра. Наличие воздушных потоков значительно усиливает охлаждение деталей двигателя.

    Даже при небольшом минусе есть риск образования льда в системе охлаждения. Если тихое место найти не удается, то ставьте машину так, чтобы ветер не задувал в радиатор;

  5. Добавьте немного антифриза. Достаточно купить один литр, чтобы до -7° чувствовать себя вполне спокойно;
  6. Запуск двигателя через определенные промежутки времени. Такой способ позволит избежать замерзания даже при температуре до -10°.

    Неудобство метода заключается в необходимости выходить к машине каждый час.

Помимо замерзания вода в радиаторе таит и другие опасности. В ней содержатся соли, которые откладываясь на рубашке охлаждения, постепенно приводят к полной закупорке каналов охлаждения. Особенно опасно заливать в радиатор минералку. Известен случай, когда девушка доливала в расширительный бак минералку. После такой охлаждающей жидкости пришлось блок выкидывать.

Обязательно перед заливкой антифриза после воды промойте двигатель.

Заключение. Все знают, что использовать в качестве охлаждающей жидкости воду не рекомендуется, но часто другого выхода у автолюбителя не остается. Вот тут и возникает вопрос, при какой температуре замерзает вода в двигателе.

На самом деле однозначного ответа на этот вопрос нет. Все зависит от сочетания большого количества различных факторов. За нижний порог обычно берут -3°. До такой температуры однозначно переживать нечего.

Применение дополнительных средств защиты может снизить допустимую температуру.

Источник: https://x7.by/sovety/185-pri-kakoi-temperature-zamerzaet-voda-v-dvigatele.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Школа авторемонта
Как разобрать моторчик печки

Закрыть