Этот эффект кажется магией, но у него есть четкое физическое объяснение

Этот эффект кажется магией, но у него есть четкое физическое объяснение. Это состояние называется суперохлаждением.

Вот как это происходит, если объяснять «на пальцах»:

1. Обычно вода превращается в лед при 0 °C. Но для того, чтобы молекулы воды выстроились в ровную кристаллическую решетку (лёд), им нужен «поводырь» — какая-то зацепка. Это может быть пылинка, пузырек воздуха или микротрещина на стенке бутылки.

Если вы взяли очень чистую воду в гладкой пластиковой бутылке и охлаждали её медленно и неподвижно, молекулам просто не за что зацепиться. В итоге температура воды падает до -5 °C или даже -10 °C, она «хочет» стать льдом, но остается жидкой, потому что никто не подал сигнал к началу стройки. Это состояние очень хрупкое.

2. Когда вы резко бьете по бутылке или встряхиваете её, вы создаете ударную волну. Она заставляет молекулы воды на мгновение сблизиться и прийти в движение.

В этот момент в какой-то точке бутылки несколько молекул случайно оказываются в нужном положении, чтобы образовать первый крошечный кристаллик льда. Этот кристаллик становится тем самым «поводырем» (ядром нуклеации), которого так не хватало.

3. Как только появился первый микро-кристалл, остальные молекулы тут же начинают «прилипать» к нему. Процесс идет лавинообразно: первый зародыш появляется от удара, соседние молекулы мгновенно достраивают решетку вокруг него.

Результат: за пару секунд ледяная «змейка» пролетает через всю бутылку.

Но вода превращается в «кашу», а не в твердый лёд.

Вы могли заметить, что вода после удара стала скорее густым снегом или кашицей, а не монолитным куском льда. Это происходит потому, что при резком замерзании выделяется тепло. Это тепло подогревает оставшуюся воду до 0 °C и останавливает процесс, а также делает невозможным повторный фокус. Чтобы бутылка промерзла «в камень», ей нужно постоять на морозе подольше.