Отвечаем на вопрос: какая вода замерзает скорее; пресная или соленая, и почему

Отвечаем на вопрос: какая вода замерзает скорее — пресная или соленая, и почему?

Пресная и соленая вода – это различные по составу растворы. Их физические свойства различаются. Незначительно, но это влияет на их хозяйственное использование.

Температура замерзания – это одна из ее качественных характеристик. О том, какая вода замерзает быстрее — пресная или соленая, и почему, расскажем в статье.

Морская вода и ее свойства: соленость, температура замерзания, pH, плотность, скорость звука, теплопроводность:

Морская вода – вода морей и океанов.

Солёность морской воды в Мировом океане составляет в среднем 3,47 % (34,7 ‰) и колеблется от 3,4 до 3,6 % (34-36 ‰). Это означает, что в каждом литре морской воды растворено около 35 граммов солей (в основном хлорида натрия NaCl) или 0,6 моль/литр (если предположить, что вся соль представлена NaCl).

В океанах солёность воды почти повсеместно близка к 3,5 %. Однако в морях вода имеет неравномерно распределённую солёность. Наименее солёной является вода Финского залива и северной части Ботнического залива, входящих в акваторию Балтийского моря. Наиболее солёной является вода Красного моря и восточная часть Средиземного моря.

В устьях рек, вблизи тающих ледников или вследствие больших количеств осадков (например, муссонов) морская вода может быть существенно менее соленой.

Соленость в изолированных водоемах может быть еще значительно больше – примерно в десять раз выше, как например имеет место в Мертвом море (хотя Метвое море морем в прямом понимании не является, а является бессточным солёным озером). Солёность Мертвого моря составляет 300-310 ‰, а в некоторые годы доходила до 350 ‰.

Морская вода непригодна для питья из-за высокого содержания солей и минеральных веществ, для выведения которых из организма требуется воды больше, чем её выпитое количество. Однако после опреснения такую воду можно пить.

Температура замерзания морской воды уменьшается с увеличением концентрации соли. При обычной солености она замерзает примерно при -2,0 °C . Самая низкая температура, при которой замерзала морская вода составляла -2,0 °C, была зарегистрирована в 2010 году под антарктическим ледником.

При охлаждении морская вода превращается в «морской лёд».

Морская вода слабощелочная. pH варьируется в пределах от 7,5 до 8,4. Однако общепринятой эталонной шкалы рН для морской воды не существует. Наиболее высоко значение pH у поверхности моря, с глубиной оно несколько снижается. В опреснённых участках (у устья рек и пр.) величина pH может снижаться до нейтральной и даже слабокислой.

Плотность морской воды колеблется в пределах от 1020 до 1030 кг/м³ и зависит от ее температуры и солености. При температуре 25 °С, солености 3,5 % и давлении 1 атм плотность морской воды составляет 1023,6 кг/м 3 . Глубоко в океане под высоким давлением плотность морской воды может достигать 1050 кг/м 3 или более. При охлаждении морская вода всегда сжимается, вследствие чего ее плотность растет.

Скорость звука в морской воде составляет около 1500 м/с и изменяется в зависимости от температуры воды, ее солености и давления. Для сравнения: скорость звука обычно составляет около 330 м/с в воздухе при давлении 1 атм.

Теплопроводность морской воды составляет 0,6 Вт/мК при 25 °С и солености 3,5 %. Теплопроводность уменьшается с увеличением солености и увеличивается с увеличением температуры.

Химический состав морской воды

Учёные считают, что в глубокой древности вода морей и океанов была не настолько солёной, как сейчас, и что уровень солей в ней понемногу растёт. Вода, выпадающая в виде осадков на сушу, просачивается через почву и горные породы, по пути растворяя и вбирая в себя соли, содержащиеся в минералах. Затем реки приносят эту воду назад в океан, где она испаряется – а соли остаются в море. Накопление солей происходит очень медленно, поэтому изменения невозможно отследить современными наблюдениями.

По своему химическому составу морская вода чрезвычайно богата: в ней можно обнаружить едва ли не все элементы таблицы Менделеева. Основу солевого раствора составляет хлористый натрий, или обычная поваренная соль – примерно 77,8% от всех растворённых в морской воде соединений. Около 11% веществ приходится на долю хлористого магния, который придаёт воде характерный горьковатый привкус. Примерно по 3-3,5% приходится на сульфаты магния, кальция и калия, по десятым долям процента – на карбонаты магния. Остальные соединения составляют ничтожно малые доли процентов.

Другие субстанции

Реакция соли с водой не единственная, которая вызывает замерзание. Каждый раз, когда вы частицы добавляете в жидкость, температура замерзания снижается, а температура кипения повышается. Еще один отличный пример снижения температуры замерзания — водка. Этот алкогольный напиток содержит и воду, и этанол. В домашней морозилке обычно водка не превращается в лед, так как спирт понижает температуру видоизменения воды.

Соленая вода замерзает при очень низких температурах

Если очищенная вода мерзнет при очень низких температурах, то когда же леденеет соленая вода? Это происходит при температуре -1,9 градусов Цельсия. Значить все моря нашей планеты замерзают при одинаковой отрицательной температуре? Нет, это не так. Существует различные факторы, которые делают показатель замерзания воды непостоянным. Речь идет о концентрации солей и о территориальном расположении:

  • Каспий леденеет уже при -0,5 градусах Цельсия;
  • Азовское море мерзнет при температуре -0,7 градусов;
  • Японское море вообще не леденеет, это связано с тем, что в нем содержится чрезвычайно много соли (34 промилле);
  • Балтийской море мерзнет уже при 0 отметке (это же происходит и с пресными водоемами, реками).

Учитывая данное непостоянство, ученые решили определить средний показатель замерзания воды всех морей мира – он составил -4 градуса Цельсия.

masterok

Хочу все знать

Вроде был несколько раз в Мурманске зимой, но не догадался попробовать морской лед. А ведь люди говорят, что замерзшая морская вода пресная.

Верить им или нет?

На самом деле, лед из морской воды не является пресным, но уровень содержания соли в нем гораздо ниже, чем в жидкости, из которой он появился. Когда температура падает, плотность воды начинает увеличиваться. И в определенный момент она замерзает. В течение этого процесса внутри жидкости образуются области с разной соленостью. Те участки, где уровень соли выше, постепенно стекают вниз. Более пресные остаются на наверху и превращаются в корку. Можно предположить, что вода под твердеющей поверхностью буквально вымывает из нее соляной рассол.

У новообразованного льда количество соли примерно в три раза меньше, чем у морской воды и составляет 3-8 промилле.

Наверное эта байка, про несоленый лед морей появилась из-за путаницы замерзшего снега в районе морей. Вот снег там конечно же будет не соленый.

Информация об этом журнале

  • Цена размещения 300 жетонов
  • Социальный капитал38 911
  • В друзьях у 2 500+
  • Длительность 5 часов
  • Минимальная ставка 300 жетонов
  • Правила
  • Посмотреть все предложения по Промо
  • 1
Читайте также  Как соединять металлопластиковые трубы

«Когда температура падает, плотность воды начинает увеличиваться»
Ну, тогда лёд скапливался бы на дне.

Ты забыл о т.н. точках воды, о которых должен знать даже школьник.

  • Reply
  • Thread
  • Reply
  • Thread

Солёная вода замерзает при температуре минус 4 градуса Цельсия. Но это — с поваренной солью. Морская вода содержит много разных солей, но это не гарантирует ей незамерзающих свойств. На самом деле при снижении температуры молекулы воды начинают сдвигаться друг к другу в кристаллическую решётку и как бы «выдавливают» из себя молекулы соли, поэтому она и «преснеет».

Edited at 2020-02-29 11:57 am (UTC)

  • Reply
  • Thread

На самом деле, лед из морской воды не является пресным, но уровень содержания соли в нем гораздо ниже, чем в жидкости, из которой он появился. Когда температура падает, плотность воды начинает увеличиваться. И в определенный момент она замерзает. В течение этого процесса внутри жидкости образуются области с разной соленостью. Те участки, где уровень соли выше, постепенно стекают вниз. Более пресные остаются на наверху и превращаются в корку.
Ой, ё!
На самом деле — всё проще гораздо. Если не заморачиваться с изоморфизмом, адсорбцией, коэффициентом распределения примеси и прочими деталями — то в процессе кристаллизации раствор стремится самоочиститься от примесей. Таким образом, если набрать в банку морской воды и всё содержимое заморозить — то соль, разумеется, никуда не денется, но будет распространена во льду неравномерно: первые порции будут фактически пресными, последние — сверхобогащены солями. Так что — поскольку море не промерзает до самого дна — морской лёд сам по себе будет содержать гораздо меньше солей (конкретное содержание — в зависимости от условий; в среднем — раза в 4; пресный, кстати, тоже теоретически возможен), нежели окружающая его вода (и замораживание может даже использоваться как процесс (один из) для опреснения).

Edited at 2020-02-29 03:01 pm (UTC)

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 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.

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.