Uitaţi preţ de câteva clipe de griji şi hainele groase şi să priviţi temperaturile scăzute dintr-o altă perspectivă. Vă prezentăm mai jos şi apoi explicăm două transformări pe care le poate suferi apa la temperaturi foarte scăzute.

Experimentul 1 - apă îngheţată la comandă:

Materialul video de mai jos reprezintă o curiozitate. Procesul prin care fenomenul e posibil poartă numele de suprarăcire (supercooling, în engleză). În materialul video în care apa din sticlă devine gheaţă, apa a fost suprarăcită înainte. În cazul unui lichid, suprarăcirea este procesul de scădere a temperaturii sub punctul de îngheţ fără ca lichidul să devină solid. Puteţi suprarăci apă în următorul fel: puneţi o sticlă de apă în frigider, în poziţie verticală, şi lăsaţi-o cam două ore şi jumătate (pentru programul normal de răcire); dacă locuiţi într-o zonă cu temperaturi scăzute, sub zero grade, lăsaţi sticla cu apă afară pentru vreo trei ore. Apoi, luaţi sticla încet - veţi observa că nu a îngheţat.

Un lichid aflat sub punctul de îngheţ va cristaliza numai în prezenţa unui cristal sau nucleu "sămânţă", în jurul căruia să poată avea loc cristalizarea. Astfel a fost posibil, în materialul video, ca o "sămânţă" de gheaţă să transforme o întreagă sticlă de apă, printr-o reacţie în lanţ.

Sau poţi agita sticla:

Experimentul 2 - norul alb:

O tânără din oraşul canadian Yellowknife a pus apă într-un fierbător şi a ieşit afară să se filmeze în timp ce face un mic experiment. La -30 de grade Celsius, aruncată în aer, apa s-a transformat ca prin magie într-un nor îngheţat.

Ce s-a întâmplat? Iată explicaţia. Rata transferului de căldură este direct proporţională cu valoarea diferenţei de căldură dintre două corpuri. Apa fierbinte pierde căldură mult mai repede decât apa rece. De exemplu, dacă ai un recipient cu apă la 90 de grade şi unul cu apă la 10 grade, iar temperatura de afară este de -10 grade, apa fierbinte va pierde căldură de cinci ori mai repede decât apa rece. Totuşi, tot apa rece va ajunge prima la -10 grade. Asta deoarece pe măsură ce apa fierbinte se răceşte, rata transferului său de căldură va scădea.

Unii spun că apa fierbinte îngheaţă mai repede decât cea rece şi dau ca exemplu experimentul din video-ul de mai jos. Se ia o cană cu apă fierbinte şi se aruncă lichidul în aerul răcoros al unei zile cu temperaturi sub -20 de grade. Se va observa o ploaie de cristale de gheaţă. În acelaşi timp, dacă repetăm experimentul cu apă rece, vom observa că fenomenul nu se repetă. Dar apa caldă se preface în norul de cristale deoarece este atât de aproape de punctul de fierbere încât simpla aruncate în aer face ca ea să se "rupă" în stropi foarte mici. Aceşti stropi pierd foarte rapid căldură şi sunt îngheţaţi de aerul răcoros. Toate astea au loc înainte ca apa să atingă solul. Apa rece, în schimb, se va revărsa în stropi mari, pe care aerul nu va avea timp să îi îngheţe în timpul zborului.

PLUS:

Apa pe Marte - la zero grade, e sub formă de vapori:



Din graficul de mai sus, putem observa stările de agregare ale apei în funcţie de presiune şi temperatură. Astfel, vedem că, chiar şi în condiţiile unei temperaturi sub zero grade Celsius (273 Kelvin), putem avea apă sub formă de vapori. Condiţia - presiunea să fie scăzută - sub 1kPa. Totuşi, este o presiune mult prea scăzută. Când tot auzim pe la meteo de presiunea atmosferică, valoarea considerată normală este de 760 de milimetri coloană de mercur, care este echivalentul a 101325 Pa, adică vreo 101 kPa. De aceea, la zero grade Celsius şi o presiune atmosferică normală (101 Kpa), apa va îngheţa. În schimb, dacă luăm condiţiile de pe planeta Marte, de exemplu, apa la zero grade va fi sub formă de vapori (deoarece presiunea este de 0,7-0,9 KPa). Pe Marte, temperaturile variază între -140 şi 20 de grade Celsius. În aceste condiţii de presiune şi temperatură, pe Marte nu poate exista apă lichidă, decât în mod exceptional şi numai pentru durate de timp foarte scurte.

Tot prin diferenţa de presiune sea explică şi diferenţele în temperatura de fierbere. Pe vârful unui munte, unde presiunea este mai scăzută decât la câmpie, temperatura de fierbere a apei scade. Deci apa nu mai fierbe la 100 de grade Celsius, ci la o temperatură inferioară.