شعبده علمی

شعبده‌ی علمی: یخ فوری

یخ فوری - شعبد علمی - علمنا
نوشته شده توسط محمد حسین نیرین

دوستانتان چه حسی خواهند داشت اگر در یک روز گرم تابستانی، بطری آبی در بیاورید و فوراً یخ تولید کنید.
به کلیپ زیر توجه کنید:

همانطور که در کلیپ می‌بینید، می‌توان آب را به راحتی، تنها در یک لحظه به یخ تبدیل کرد. در این مطلب به شما می‌گوییم که چطور این کار را به راحتی انجام دهید. برای این کار شما تنها به آب خالص نیاز خواهید داشت. یکی از راه‌های دسترسی به آن، بطری‌های آب معدنی هستند. همچنین برای اطمینان بیشتر می‌توانید از آب مقطر استفاده کنید.
برای شروع چند بطری آب را درون فریزر قرار دهید. برای شروع هرچه تعداد آنها بیشتر باشد، شانس بیشتری برای موفقیت خواهید داشت. با تنظیم درجه‌ی فریزر خود (در مورد ما ۵ از ۷) دمای فریزر را به حدود منفی ۲۴ درجه سانتی‌گراد، معادل منفی ۱۱ درجه‌ی فارنهایت برسانید. طبق تجربه متوجه شده‌ایم که بهترین حالت، قرار دادن بطری‌ها یک شب در دمای اتاق و سپس قرار دادن آنها به صورت خوابیده در کنار هم و با فاصله‌ی برابر درون فریزر است. پس از اینکه در فریزر را بستید، حواستان به زمان باشد.
پس از یک ساعت و نیم چک کنید که ببینید آیا هیچ کدام از آنها یخ زده‌اند یا خیر. اگر هنوز مایع بودند، سریع در فریزر را ببندید و بعد از آن هر یک ربع به آنها سر بزنید. برای بطری‌های موجود در کلیپ ویدئویی، ۲ ساعت و ۴۵ دقیقه طول کشید تا اولین آنها منجمد شود. اگر به دقت به بطری نگاه کنید، می‌بینید که منجمد و سخت نشده‌است اما شما قادر خواهید بود که تکه‌های شناور یخ را در بطری مشاهده کنید. در این هنگام کار را متوقف کرده و زمان را یادداشت کنید. سپس پانزده دقیقه از زمان مورد نظر کم کنید؛ به این طریق شما زمان سوپرکول (supercool) آب مورد آزمایش‌تان را یافته‌اید. سوپرکول حالتی‌ست که ماده در دمایی پایین‌تر از نقطه‌ی انجماد قرار می‌گیرد، بدون آن که کریستال‌های جامد در آن تشکیل شوند. برای بطری‌های مورد آزمایش در کلیپ، زمانی بین دو ساعت و نیم و دو ساعت و چهل و پنج دقیقه بدست آمده است.
حال در این زمان،‌ اگر آب درون بطری‌ها یخ نزده، خیلی آرام آن‌ها را بیرون بیاورید. این آب به دمایی بسیار پایین‌تر از نقطه‌ی انجماد خود رسیده‌است اما یخ نمی‌زند. دلیل این اتفاق نبود ذرات معلق و ناخالصی برای شروع فرآیند تشکیل بلور است. آب می‌خواهد که منجمد شود و به همین دلیل است که چیزی معمولی مانند یک ضربه به کناره‌ی بطری موجب آغاز فرآیند انجماد می‌شود. و به همین سادگی، مانند یک جادو، شما یخ فوری خواهید داشت.
یک راه دیگر برای تشکیل یخ فوری، استفاده از یک تکه یخ است. یک تکه یخ را هرکجا که می‌خواهید قرار دهید، سپس آب سوپرکول را روی آن بریزید، می‌بینید که آب آناً یخ می‌زند و تبدیل به مجسمه‌های یخی همانطور که در کلیپ دیدید می‌شود. مشاهده می‌کنید که هر لحظه‌ای که قطرات آب با یخ تماس پیدا می‌کنند فوراً کریستال‌ها تولید می شوند.
می‌توانید برای راحت‌تر شدن کار از یک کاسه‌ی یخ استفاده کنید. اگر دیدید آب فوراً منجمد نمی‌شود، احتمالاً هنوز به دمای مورد نظر نرسیده و به پنج یا ده دقیقه‌ی دیگر زمان نیاز داشته است. اگر بطری‌ها را زمان زیادی در فریزر باقی گذاشته باشید، ممکن است آنقدر حساس شوند که حتی پاک کردن کناره‌ی بطری نیز منجر به شروع انجماد شود و قبل از اینکه بتوانید در بطری را باز کنید انجماد تکمیل شود. همچنین اگر خیلی آهسته آب را بریزید، ممکن است آبری برای ریختن باقی نماند، و این به دلیل شروع انجماد آب در گلوی بطری است. دمای آب در این حالت چیزی در حدود منفی ۴٫۵ درجه‌ی سانتی‌گراد و یا سردتر از آن است.
در این حالت وقتی آب را درون لیوان می‌ریزید حس می‌کنید که آب کمی غلیظ و شیره مانند است. دقت کنید که وقتی این آب تا این حد سرد شده را درون لیوان می‌ریزید، لیوان باید کاملاً تمیز باشد، چون حتی کوچکترین ناخالصی میکروسکپی ممکن است موجب انجماد آب شود.
یک تجربه‌ی خوبی که می‌توانید در این آزمایش داشته باشید،‌ این است که با افزودن شیره‌ها یا عصاره‌های میوه‌ی مختلف به یخ ایجاد شده، یخمک خوشمزه‌ای درست کنید. نوش جان!

درباره نویسنده

محمد حسین نیرین

دیدگاه شما چیست