Superfed videnskab:Sådan laver du øjeblikkelig is derhjemme

Du har måske set videoer af, hvad der ligner en almindelig flaske koldt vand, der hænger ud og tager sig af sin egen vandige forretning indtil bam! Nogen banker den mod bordet, og hele flasken bliver øjeblikkeligt til is. Hvad er denne mørke trolddom?

Lad os være de første til at fortælle dig, at det ikke er magi, men i stedet videnskab, og noget ret simpelt videnskab dertil. Og ja, du kan absolut prøve denne derhjemme.

Nukleationsstation

Når et stof ændrer tilstand - som flydende vand, der ændrer sig til fast is - involverer processen nukleering. Det er, når der er en ufuldkommenhed i stoffet, som noget støv i vandet, som den nye tilstand kan bruge som en slags anker - eller kerne - for at skiftet fra en tilstand til en anden kan finde sted. Det ene molekyle danner en iskrystal ved kernen, som skaber mere iskold overflade, hvilket får flere nærliggende molekyler til at ændre sig til is, hvilket skaber mere iskold overflade, hvilket får endnu flere nærliggende molekyler til at ændre sig til is ... du får idé.

Normalt er der masser af kerner til stede i vand. Så når du sætter en flaske vand i fryseren, begynder den at fryse omkring de ufuldkommenheder i hele væsken. Dette kaldes heterogen kernedannelse, fordi vandet ikke er ensartet. Der er ting i det, og isen dannes i hele vandet over tid.

Men det er muligt at skabe homogen kernedannelse. Det sker, når der ikke er urenheder i vandet, fordi der ikke er kerner, som isen kan danne sig omkring, efterhånden som vandet bliver koldere og koldere. Dette er den proces, der skaber "øjeblikkelig" is.

Superfed videnskab i din fryser

Vand fryser som bekendt ved 32 grader Fahrenheit (0 grader Celsius). Men renset vand, ligesom de ting, du køber på flasker i butikken, har ikke andet end vandmolekyler. Så der er intet til at sætte gang i den sædvanlige heterogene kernedannelsesproces.

Hvis du har flasker med renset vand, kan du putte dem i fryseren og lade dem stå uforstyrret - ingen bevægelse, ingen berøring - i et par timer. De vil stadig være flydende, fordi rent vand uden kerner fryser ved -43,6 grader Fahrenheit (-42 grader Celsius). Det er nu en superkølet væske, som virkelig lyder super cool.

Det nøjagtige tidspunkt, det tager for vandet at fryse, afhænger af størrelsen på dine vandflasker og din fryser, men det vil tage omkring to-en-halv-tre timer at få vandet til denne superafkølede tilstand.

Det er først efter disse få timers forberedelse, at den "øjeblikkelige" del af instant is sker. Men det er fantastisk. Fjern forsigtigt flaskerne fra fryseren. Ryst derefter en eller bank den på bordet. Alt kan fungere som en kerne på dette tidspunkt - luftbobler, en lille bule i flasken. Enhver lille ændring vil være nok til at forårsage homogen kernedannelse.

Når først denne forstyrrelse er til stede, vil de ensartede vandmolekyler blive til is så hurtigt, at det ser øjeblikkeligt ud.

Et alternativ til whacking- eller rystemetoden er at hælde det superafkølede vand over en isterning. Terningen vil tjene som kernen, og du vil være i stand til at skabe et lille tårn af is, mens du hælder.