Почему у пингвинов не мерзнут лапы? и еще 114 вопросов, которые поставят в тупик любого ученого

В домашних морозильниках лед неизбежно получается непрозрачным потому, что в воде из-под крана содержит­ся растворенный воздух (около 0,003% от общего веса). Когда вода в ванночке для льда замерзает, по краям отсе­ков образуются кристаллы. Они из чистого льда и почти не содержат воздуха, поскольку растворимость воздуха внутри льда очень низкая, а под ним в воде он все еще со­держится в жидком виде.

Когда концентрация воздуха в воде достигает 0,0038% от общего веса, а температура падает до -0,0024 °С, жид­кость утрачивает способность содержать воздух, начи­нается новая реакция. По мере замерзания воды воздух вытесняется из нее. Естественное состояние воздуха при данной температуре и давлении — газообразное, поэтому он образует пузырьки во льду.

Коммерческие аппараты для производства льда дела­ют красивый прозрачный лед, пропуская постоянный по­ток воды между замораживающими металлическими вы­ступами или над замораживающими металлическими ванночками. При этом часть воды замораживается, а ос­тальную сливают, потому что концентрация воздуха в ней резко возрастает. Когда лед становится достаточно толс­тым, выступы или ванночки нагревают, чтобы отделить прозрачный, кристально-чистый лед, который вполне до­стоин съемки в рекламе.

Увы, без такого аппарата автору вопроса не изготовить прозрачные кубики льда.

Эндрю Смит Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания

Наибольшую плотность вода имеет при температуре око­ло 4 °С. При более низкой температуре вода становится менее плотной и приближается к точке замерзания.

Воздушные пузырьки образуются во льду, когда осты­вание воды происходит слишком быстро, поэтому в раз­ных слоях воды температура различается. Обычно лед об­разуется сначала на поверхности воды, потому что более теплая и плотная вода уходит вниз и остается под слоем формирующегося льда.

Вдобавок верхний слой обычно находится в контакте с холодным воздухом. То же самое происходит при замер­зании воды в озере. Разная скорость расширения в толще воды неизбежно приведет к появлению пузырьков возду­ха, которые не смогут всплыть, потому что на поверхности уже образовалась ледяная корка.

Чтобы избежать появления пузырьков, необходимо охлаждать воду очень медленно, без больших перепадов тем­пературы, вызывающих разное расширение. При медленном охлаждении воздуху хватает времени, чтобы всплыть на по­верхность и испариться прежде, чем воду покроет слой льда.

Хань Ин Лоук Эдинбург, Великобритания

Если вам не удалось изготовить прозрачный лед даже из кипяченой воды, возможно, все дело в фильтрации и кипячении. Например, газ может быть растворен в воде даже после кипения, жесткую воду понадобится деионизировать, чтобы очистить от газа.

Кроме того, при остывании воды полезно ограничить доступ воздуха к ней, например закрыть сосуд пищевой пленкой. Постарайтесь дойти до точки замерзания, охлаж­дая воду медленно, сверху вниз, может быть, в полистиро­ловой емкости, закрытой сверху пленкой. Не пользуйтесь вакуумными емкостями, поскольку стекло — слишком хрупкий материал.

Хотя количество вымерзающего газа не зависит от ме­тода замораживания, постепенное достижение темпера­туры замерзания позволяет получить хороший толстый кусок прозрачного льда. Со временем начнет появляться мутный лед, тогда процесс можно будет остановить.

Джон Ричфилд Деннесиг, Южная Африка

В воде содержатся растворенные газы. Когда вода замер­зает, газ вытесняется из нее и образует пузырьки, которые остаются во льду и придают ему непрозрачный вид.

Чтобы сделать прозрачный лед, необходимо взять не хо­лодную, а теплую воду, поскольку в ней содержится мень­ше растворенного газа. Кроме того, попробуйте умень­шить мощность морозильной камеры, чтобы газ успевал выходить из воды в процессе замерзания. Я попробовал этот способ и убедился в его эффективности.

Габриэль Соуза Кембридж, Великобритания

Боюсь, автора вопроса соблазнила профессиональная фо­тография из тех, на которых в скотче лежат вырезанные вручную кубики плексигласа, изображающие лед. Плекси­гласом заменяют лед потому, что в ярко освещенной студии он быстро растает. Присмотревшись, автор вопроса заме­тит также на менисках других напитков мелкие стеклянные пузырьки из тех, которые не исчезают в нужный момент.

Мартин Хасуэлл Бристоль, Великобритания

Через край