Miért nem fagy meg kint a mínuszokban sem az ásványvíz? Lehet, hogy van benne valami "nem bele való"?
Tombolnak a mínuszok, a szabadban hagyott ásványvíz mégsem fagy be - többen ármányokat és titkos adalékányagokat sejtettek a jelenség mögött. A valódi, tudományos magyarázat azonban teljesen hétköznapi.
Bár a tél néha olyan erővel csap le, hogy az ember a leheletét is jégkristályokban látja megülni a levegőben, mégis gyakran előfordul, hogy a kint hagyott ásványvíz nem fagy meg. Sőt, sokaknál az a furcsa jelenség is megtörtént már, hogy a palack látszólag folyékony marad mínusz fokokban is. Mi történik ilyenkor? Csalás? „Valami van az ásványvízben”? A valóság ennél sokkal izgalmasabb – és kizárólag tudományos.
Ezt iszod! Van valakinek értelmes magyarázata , hogy mínusz 6, mínusz 8 fokban a kint tárolt "ásvány víz" miért nem fagyott meg?
- tették fel a kérdést a közösségi médiában.
A víz fagyáspontja nem olyan merev, mint gondolnánk
Általános iskolából azt visszük magunkkal, hogy a víz 0 °C-on megfagy. Ez igaz is – ideális körülmények között. De a kinti ásványvíz nem ideális közeg. A palackokban oldott ásványi anyagok és gázok találhatók, amelyek finoman, de mérhetően csökkentik a víz fagyáspontját, amit a kémia a fagyáspontcsökkenés jelenségével magyaráz. Erről részletesebben a szakirodalom is ír, például a freezing-point depression szócikkben.
Ez nem azt jelenti, hogy az ásványvíz „nem fagy meg”, csak azt, hogy kicsit hidegebb kell hozzá, mint a tiszta víznél. Egy átlagos ásványvíz esetében ez jellemzően −1 vagy −2 °C körül kezd látszani, de a pontos érték függ az összetételtől.
A nagy bűvésztrükk: a szuperhűtés
A legizgalmasabb magyarázat azonban nem a kémiai összetételben rejlik, hanem egy fizikai jelenségben, amelyet szuperhűtésnek nevezünk. A szuperhűtés azt jelenti, hogy a víz 0 °C alatt is folyékony marad, mert nem tudja elkezdeni a jégkristályok kialakítását. A jelenség teljesen valós, tankönyvi alapfogalom, és a fizikusok szerint egyszerűen arról szól, hogy a víznek kristályképző „indítópontra”, úgynevezett nukleációs helyre van szüksége ahhoz, hogy jéggé alakuljon. Erről részletesen ír például a modern összefoglaló a supercooling jelenségéről.
Ha a palack fala sima, ha kevés benne a szennyeződés vagy buborék, akkor a vízben nincs olyan pont, ahonnan a jégképződés elindulhatna. Ilyenkor nyugodtan csökkenhet a hőmérséklet −5 °C, néha akár −10 °C alá is, és a víz még mindig folyékony. Ez az oka annak, hogy a kinti ásványvíz sokszor nem fagy meg akkor sem, amikor a kertben már ropog a hó.
De akkor miért fagy meg egy koppintásra?
Mert a kristályosodásnak csak egy pici lökés kell. Ha megrázza a palackot, lecsavarja a kupakot, vagy akár csak a felülethez ütődik, a víz hirtelen kap egy nukleációs helyet. Ez olyan, mintha a jégképzéshez szükséges „dominók első darabját” tenné le. A folyamat innentől kontrollálhatatlanul végigfut a palackon, és a víz szinte szemünk láttára dermed jéggé.
Ez a jelenség a tudományos ismeretterjesztés egyik kedvence, és látványos videók sora foglalkozik vele, például a nagy népszerűségnek örvendő The Slow Mo Guys kísérlete, amely gyönyörű lassításban mutatja meg a kristályosodás hullámszerű terjedését.
Mit mond erről a modern kutatás?
A szuperhűtés ma is aktív kutatási terület, mert sok iparágban kulcsszerepe van – a repüléstől az orvosi minták tárolásán át egészen a meteorológiáig.
Néhány friss tudományos eredmény:
- 2022-ben megjelent tanulmányok szerint a vízmolekulák nanoméretű klaszterei jelentősen befolyásolják a jégképződés sebességét, vagyis a nukleáció nem csak szennyeződéstől, hanem a lokális molekuláris rendezettségtől is függ.
- A kutatások részletesen tárgyalják, hogyan alakul ki a jég molekuláris szinten – erről ír a Proceedings of the National Academy of Sciences egyik cikke, amely a víz nukleációs mechanizmusát vizsgálja.
- Egy 2023-as anyagfizikai vizsgálat szerint a palack anyaga és felületi érdessége drámaian befolyásolja, milyen hőmérsékleten indul el a jégkristály-képződés. Simább falú palackban a szuperhűtés tovább fennmarad.
- Kísérleti modellek azt is mutatják, hogy oldott gázok (például CO₂) késleltethetik a jégképződést, bár hatásuk nem olyan látványos, mint a közösségi oldalakon terjedő mítoszok sugallják. A jelenséget fizikai modellek is elemzik, például a vízben oldott gázok fázisváltozásra gyakorolt hatásait.
A lényeg tehát az, hogy a víz fagyása jóval összetettebb folyamat annál, mint hogy „0 °C = jég”. A molekulák viselkedése, a környezet, a palack anyaga és a víz kémiai összetétele mind közösen alakítják azt, hogy mikor kezdődik a jégképződés.
Összefoglalva: nincs itt semmi „trükk”, csak gyönyörű fizika
Amikor a kinti ásványvíz nem fagy meg, valójában három dolog áll a háttérben:
- Oldott ásványi anyagok csökkentik a fagyáspontot.
- A víz szuperhűlt állapotba kerülhet, és így folyékony marad 0 °C alatt is.
- A jégképződésnek indítópont kell, amit néha csak egy apró mozdulat ad meg.
A jelenség tudományosan teljesen ismert és jól leírt, mégis újra és újra képes rácsodálkoztatni bennünket. Ha legközelebb rázásra megfagy egy palack víz a kezében, ne ijedjen meg: Ön épp egy látványos, tankönyvbe illő fizikai folyamatot indított be.
Milyen hatással van a hideg az erekre? A kardiológus szerint komoly védelemre szorul a szív és az érrendszerünk télen
Kövesse az Egészségkalauz cikkeit a Google Hírek-ben, a Facebook-on, az Instagramon vagy a X-en,Tiktok-on is!
