Замерзание воды при сильном понижении давления

[Daniel]

Проводил ли кто-нибудь такой эксперимент: ставим ёмкость с водой под колокол сильного вакуумного насоса и откачиваем воздух. Испарение всё усиливается, а температура падает. При достижении давления < 4 мм рт. ст. (тройная точка) вода замерзает. Если да, опишите его как можно подробнее.

[Iskander]

---- При достижении давления < 4 мм рт. ст. (тройная точка) ----

Вай, зачэм так сложно.

По закону Рауля - давление паров над жидкостью зависит от температуры, энтальпии парообразования и наличия в этой жидкости примесей (типа раствора соли)
В этом опыте - переменное только давление. При понижении давления жидкость начнёт интенсивно испаряться, за счёт этого охлаждаться и наконец замёрзнет. Тройная точка здесь совершенно ни к чему. При более низком давлении (0,01 мм) процесс просто пойдёт быстрее.

Теперь о том как это будет выглядеть.
Вы ставите стакан с водой в "колокол", откачиваете, И, ВНИМАНИЕ (!), жидкость из стакана выплёскивется наружу. Обычно вся. Происходит это из-за интенсивного вскипания по всему объёму. Поэтому для таких случаев её предварительно замораживают (лиофильная сушка), либо ставят в центрифугу (спидвак).

Если очень хочется заморозить воду таким способом - берите круглодонную (!) колбу побольше, наливайте в неё воды поменьше и качайте на здоровье.

Ну и конечно ТБ при работе с вакуумом.

[Ventura]

А вы случайно не забыли, что температура тройной точки у воды около 0.01 по Цельсию?
Давление очень слабо влияет на температуру плавления льда. Вернее давления не те нужны.

[Daniel]

Давление очень слабо влияет на температуру плавления льда. Вернее давления не те нужны

Зато на интенсивность испарения воды давление влияет очень сильно. Температура плавления льда тут ни при чём. Вакуум нужен, чтобы усилить испарение части воды и охлаждение оставшейся.

Вы ставите стакан с водой в "колокол", откачиваете, И, ВНИМАНИЕ (!), жидкость из стакана выплёскивется наружу. Обычно вся. Происходит это из-за интенсивного вскипания по всему объёму

Тогда замедлим откачивание, пока не освободится растворенный в воде воздух. Или вода вскипвет внезапно, а не постепенно?

PS: есть ли подходящий (остаточное давление < 4 мм. рт. ст.) ручной вакуумный насос?

[Механизатор]

PS: есть ли подходящий (остаточное давление < 4 мм. рт. ст.) ручной вакуумный насос?

Есть, обычный медицинский шприц. Вода действительно закипает, особенно тёплая, но не замораживается.

[Daniel]

Есть, обычный медицинский шприц. Вода действительно закипает, особенно тёплая, но не замораживается.

Да, я это много раз пробовал. Но, как вы заметили, дело не доходит до замерзания воды. И вообще, поршневой насос не подходит, потому что вакуум заполняется водяным паром и процесс тут же прекращается. Чтобы таким способом воду заморозить, понадобился бы слишком большой поршень. Нужен именно "колокол", позволяющий дальше откачивать и откачивать... Но, как я уже говорил, остаточное давление должно быть ниже тройной точки воды, т.е 4 мм. рт. ст.

[Ventura]

Повторяю. Чтобы вода замерзла при таком давлении ее нужно охладить до температуры тройной точки. Неважно как.
Если вы хотите это делать испарением воды, то нужно успевать эти пары быстро откачивать и улавливать ловушкой, иначе масла на форнасос не напасетесь.
В любом случае за счет теплопередачи с-ма будет нагреваться. Термостатируйте и будет вам счастье.

А вообще это зачем? )

[Механизатор]

Если вы хотите это делать испарением воды, то нужно успевать эти пары быстро откачивать и улавливать ловушкой, иначе масла на форнасос не напасетесь.

А ловушка без непрерывного откачивания не справится? Всё равно ведь её нужно ставить перед насосом и основной процент воды будет извлекаться ей.

[eukar]

Вы ставите стакан с водой в "колокол", откачиваете, И, ВНИМАНИЕ (!), жидкость из стакана выплёскивется наружу. Обычно вся. Происходит это из-за интенсивного вскипания по всему объёму

Тогда замедлим откачивание, пока не освободится растворенный в воде воздух. Или вода вскипвет внезапно, а не постепенно?

При чем тут воздух, если речь идет о кипении воды?

[cynnamoyl]

[При чем тут воздух, если речь идет о кипении воды?

Наверное первичное вскипание воды обусловлено растворенными газами.

[ИСН]

Фига. Оно им сопровождается, не более того.

[Daniel]

Наверное первичное вскипание воды обусловлено растворенными газами.

Именно это я и имел в виду.

[Константин_Б]

Читая топик возникае лишь один вопрос: "Господа, ну на фига?..."

[Daniel]

Читая топик возникае лишь один вопрос: "Господа, ну на фига?..."

Интереса ради. Вода - самый доступный хладоагент на Земле. Было бы интересно заставить воду саму себя заморозить.

PS. Я замораживал воду, выливая в нее из жидкий газ из баллончика для заправки зажигалок. (Конечно, не забывая о ТБ).

[Константин_Б]

Вода - самый доступный хладоагент на Земле. Было бы интересно заставить воду саму себя заморозить.

Это конечно да, но вот тут возникает другая проблема - у воды самая большая теплоёмкость из "доступных хладоагентов на Земле". Так что не только заморозить, а просто охладить до замерзания воду весьма проблематично... Да и нужно ли? Практическая цель не ясна...