Физическа основа на образуването на лед

Има два случая, когато охлаждане с лед вода. Първо, когато няма вода-лед кристали или ядра за образуването им, а вторият - когато в настоящето охлажда вода. Всеки от тях има свои собствени характеристики на образуването на лед. В първия случай процеса на образуване на лед се характеризира с много сложна и все още слабо разбрани. Във втория случай процеса на образуване на лед по-проста, което позволява да се определи количествено зависимост от дебелината и скоростта на замразяване условия ледена вода за охлаждане и набор, по този начин, степента на влиянието на отделните фактори на процеса.

В хладилни, образуването на лед е почти винаги се извършва в среда, където има необходимите предпоставки за появата на ледени кристали. Образуването на твърдата фаза от течността започва само в отделни точки - кристализационни центрове. На свой ред, образуването на първичния ядрено е възможно само при subcooled течност. Недогряване на водата течност - температурна разлика наречен между температурата на топене на твърдата фаза и температурата, при която се разпределят първите кристали. След появата на температурата на течен кристал се повишава до температурата на топене. Необходимост от свръхохлаждане се дължи на факта, че получената група (диспергирани кристали) с подредени подреждане на молекули близо до кристалната структура на твърда фаза нестабилна. Тези категории в съответствие с течност непрекъснато quasicrystalline структура унищожен чрез термично движение на молекулите. Когато температурата на течността става по-ниска от точката на топене, ефектът на топлинния движение на молекулите намалява.

Въпреки това, тези категории, които представляват само част от молекулите с подходяща кристална ориентация, и остават нестабилни при преохлаждане. Кристални групиране става стабилна, само когато тя съдържа няколко стотици молекули. Формирането на тези групи не може да се случи спонтанно: тя изисква съдържание в течните твърди вещества. Стабилността на тези групи може да се случи само в интерфейса на течни и твърди частици, тъй като тук има течен филм с молекулно ориентиране специални свойства, които го отличават от останалата част на течността.

При преместване на водата от охладените стени на първите кристали да се разпределят под формата на тънък слой от лед, тъй като е най-преохлажда течен филм. със свойствата на молекулното организацията, необходими за образуването на стабилни групи.

Най-благоприятни условия, когато стената за пренос на топлина в зависимост от тяхната повърхностна структура е близка до тази на ледени кристали, и когато предаването на топлина през стената се осъществява интензивно. Следователно грапави метални стени, особено мед, с енергично охлаждане създават по-благоприятни условия за образуване на първите ледени кристали в гладка и лъскава. особено стъкло, чрез бавно охлаждане тях.

При енергично охлаждаща вода при температура над 0 ° С в метална стена тънък непрекъснат слой от лед и вода Недогряване на водата намалява рязко до хилядна от степен (на практика може да се счита, че свръхохлаждане отсъства). Температура на лед повърхност на границата с водата през допълнително го процеса на охлаждане остава постоянна при 0 ° С В действителност, температурата на топене на лед при атмосферно налягане не може да бъде по-висока от 0 ° С е известно, че имат фаза вещество двойно в прегрято състояние не може. От друга страна, температурата може да бъде намалена от само няколко хилядни от степен. Така на практика температурата на лед при взаимодействието може да се приема като 0 ° С

Тази важна характеристика на процеса на замразяване лед в охладен стена, промива се с вода, осигурява относително прост дизайн зависимост характеризиращи динамиката на замразяване лед в температурата на водата над нулата.