Φίλε Άρη,
Κατ’ αρχήν ευχαριστούμε για την ερώτηση σου ! Το γεγονός ότι το νερό στερεοποιείται στους 0 βαθμούς Κελσίου είναι καθαρά θέμα σύμβασης καθώς από το 1744 “Ως 0ο C oρίζεται η θερμοκρασία που παγώνει το νερό και ως 100ο C η θερμοκρασία που αυτό βράζει”. Φυσικά σε κάποιες χώρες όπως η Αμερική χρησιμοποιείται η κλίμακα Fahrenheit στην όποια οι αντίστοιχοι βαθμοί είναι 32 ο F για τον πάγο και 212 ο F για τον βρασμό . Τέλος υπάρχει και η κλίμακα Kelvin όπου ως 0 θεωρείται “το απόλυτο 0″ η μικρότερη θερμοκρασία που μπορεί να δημιουργηθεί στο σύμπαν ενώ κατα τα άλλα 1 ο Κ = 1 ο C
Από φυσικής άποψης τώρα… οι καταστάσεις της ύλης έχουν να κάνουν με ένα μέγεθος που ονομάζεται εντροπία η οποία εκφράζει το μέτρο της αταξίας ενός συστήματος . Έτσι ενώ τα μόρια των υγρών και των αερίων κινούνται γρήγορα και άτακτα στα στερεά επικρατεί σχετική σταθερότητα. Η εντροπία μακροσκοπικά εξαρτάται από :
- Την θερμοκρασία (για αυτό το λόγο όταν πχ θερμαίνουμε ένα υλικό περνάει από την υγρή στη αέρια φάση)
- Και τον τύπο του υλικού (για αυτό τα διάφορα στοιχεία παγώνουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες)
Για αυτό υπάρχουν υλικά που στρεραιοποιούνται σε θερμοκρασία δωματίου όπως το παραπάνω διάλυμα οξικού νατρίου και άλλα που βράζουν στους 3.2 Kelvin όπως το υγρό ήλιο*.
Στο παρακάτω βίντεο μπορείς να δεις τη διαδικασία με την οποία το νερό στεραιοποιείται και γίνεται κρύσταλος :
Hint : Το υγρό ήλιο είναι ένα πολύ ακριβό υγρο που χρησιμοποιείται όπου απαιτείται ψύξη σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (πχ σε υπεραγώγημα υλικά)
Hint 2 : Το παραπάνω υγρό για την ακρίβεια δεν παγώνει ακαριαία σε θερμοκρασία δωκατίου αλλά λαμβάνει χώρα το supper cooling effect που θα αναλύσουμε κάποια άλλη στιγμή γιατί συμβαίνει.