Однажды я отдыхал на одной из баз отдыха в районе Карелии. Природа там просто восхитительная, а зимы невероятно красивы. Вместе со мной располагался любитель северной подлёдной ловли и как-то за общим ужином он рассказал занятную историю про своего деда - таёжного охотника.
Вроде бы всё было логичным, кроме одного. По словам моего собеседника дед использовал такую методику для того, чтобы согреть руки в мороз, которая всё восприятие реальности переворачивала кверху ногами.
Утверждалось, что опытные охотники и таёжные проводники согреваются, используя ледяной холод.
Фляжку с чистой питьевой водой примерно на пол-литра кладут в рюкзак и несут её всю дорогу до момента, пока не потребуется согреть руки или согреться самому. В это время на улице лютый мороз и в рюкзаке вода остывает. Когда эту флягу достают, то достаточно сильно взболтать содержимое и вода начинает очень быстро замерзать, а фляга становится тёплой. Ей и можно немного порадовать себя и погреться, поскольку при сильно отрицательных температурах это ощущается как приятное тепло.
Что же, я много раз слышал про переохлаждённую воду и даже снимал про это ролик на свой YouTube канал с пояснением механизма процесса. Была статья и на ДЗЕН. Это явление иногда может даже какое-то животное погубить и про это есть реальные упоминания в разных источниках. Например, лиса падает в лесное озеро, которое не замерзло при отрицательных температурах, а потом делает движение и мгновенно оказывается скованной льдом. Тут очень много фотографий по теме, но я не буду их размещать.
Вода в некоторых случаях не замерзает в отсутствии центра для кристаллизации и роста структуры льда. Но стоит им появиться и происходит спонтанная и быстрая кристаллизация. Рекордная температура, при которой наблюдается такой процесс составляет -48 градусов по шкале Цельсия.
Разновидность этого опыта вы видели в разных роликах по научпоп физике, когда из морозилки достают бутылку с водой, потом резко встряхивают и она очень быстро замерзает. Есть тут кое-что важное, что в таком опыте вы не замечаете - вода не только замерзает, но и сама бутылка начинает нагреваться.
Это называется сверхохлаждённая вода. Ну а если говорить сугубо физическим языком, то чтобы возник ледяной кристалл, нужна точка начала кристаллизации - неровность, пылинка, микротрещина. Она всегда есть в той воде, которую мы считаем чистой. Но при правильном подходе он пропадёт. Скажем, если воду перед помещением в ёмкость, отфильтровать.
Молекулы воды даже при легком, но не интенсивном раскачивании сохраняют свободное состояние, а стоит ёмкость тряхануть и треугольники воды наползают друг на друга, образуя центр спонтанной кристаллизации.
Переход воды в лёд сопровождается выделением тепла, причем почти той же энергии, которая нужна для его таяния, только в обратную сторону.
И вот парадокс. Я знал про переохлажденную воду, но точно не слышал про интенсивное тепловыделение. Потому и байка моего собеседника выглядела как очередная легенда про лешего и уши лошади. Но при более глубоком изучении темы оказалось, что энергии там и правда немало.
Теплота фазового перехода замерзания ~ 333 кДж на килограмм. Это примерно столько же энергии, сколько выделяет портативная химическая грелка.
Когда молекулы выстраиваются в решётку, они сбрасывают лишнюю энергию и эта энергия выходит наружу как тепло. Когда вода внезапно начинает замерзать, её температура мгновенно поднимется до 0°C (то есть точки фазового перехода) и останется там, пока вся вода не превратится в лед, выделяя ~333 кДж тепла на каждый килограмм. Это называется экзотермия кристаллизации.
Во многих случаях эта температура выскакивает на короткое время и выше нулевой отметки, а потому может вполне оказаться, что фляга с водой достигнет, скажем пяти градусов тепла.
Мой собеседник, само собой, не указывал точных данных, но отметил, что если держать фляжку в руках в момент кристаллизации, то она ощутимо теплеет.
Ну а дальше, как только охотник встряхивает фляжку или слегка нажимает её стенки вся вода внутри мгновенно кристаллизуется и получается миниатюрная грелка. Пусть она и будет на околонулевых отметках, но это всё равно приятнее, чем минус 30 вокруг.
Насколько эта история правдива судить я не берусь. В беседе было отмечено, что способ этот передаётся из уст в уста от деда внуку или от отца к сыну. Упоминаний в авторитетных источниках о таком способе мне не попалось. Чисто объективно - сама физика этот подход не запрещает и это реальный эффект, другое дело, что и высоких температур нагрева ожидать не стоит.
Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️. Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями