že dalj časa iščem nazorno razlago za podhlajenost in pregretost kapljevin. Imam sicer vašo knjigo "Zakaj je nebo modro", a je v njej razlaga, ki jo podaja Daniel Svenšek, na nekoliko previsokem teoretičnem nivoju, da bi jo dojel. Na internetu pa običajno razlage sploh ni (je bolj v stilu: vodo lahko ohladimo pod temperaturo zmrzišča, ko pa se pojavi motnja, se sproži kristalizacija).
Pred kratkim pa sem naletel na obetajočo (preprosto) razlago:
- pregreta kapljevina: temperatura kapljevine je višja kot izparilna temperatura. Ko kapljevino "zmotimo" pade temperatura na temperaturo faznega prehoda. Pri tem kapljevina odda toploto v svojo bližnjo okolico, a ta se takoj porabi za izparevanje kapljevine v plinasto fazo. Če se pri ohlajanju kapljevine na temperaturo faznega prehoda sprosti dovolj toplote, lahko vsa kapljevina preide v plinasto fazo - še več: če je toplota po končanem faznem prehodu še vedno v pribitku, se plinasta faza segreje.
Razlaga se mi zdi logična, preprosta in nazorna, vendar v primeru podhlajene kapljevine žal odpove:
- podhlajena kapljevina: temperatura kapljevine je nižja kot temperature zmrzišča. Ko kapljevino "zmotimo" naraste temperatura na temperaturo faznega prehoda. Za povišanje temperature (segrevanje) pa potrebuje kapljevina toploto. Od kje dobi to toploto? Za razlago sem pogledal tudi v Strnada, a zadeve ne pojasni (stvar omenja na strani 199 in 209). Iz drugega vira sem dobil informacijo, da v primeru podhlajene vode, voda dobi toploto sama od sebe (tisti del vode, ki toploto odda, potem zmrzne v led). To pa ni združljivo s tem, da se fazni prehod dogaja samo pri točno določeni temperaturi (pri danem konstantnem tlaku seveda), na primer:
imamo vodo, ki je ohlajena na 267K. Potem jo "zmotimo" in slika glede na prejšnji model je po mojem razumevanju naslednja: en del vode "ukrade" toploto sosednjemu delu vode in se tako segreje na temperaturo faznega prehoda (273K). Tisti del vode, ki je toploto oddal bi se moral le še bolj ohladiti in pri tej temperaturi ne more zmrznit v led... Nesmiselnost tega modela se še poveča, saj bi potem moral teči toplotni tok iz s toplejšega dela vode na bolj hladen del vode, dokler se temperatura ne izenači in bi bili na začetku...
Tekom pisanja te teme sem se zavedel, da je ključ do razumevanja tega pojava vprašanje: "Ali je možen fazni prehod pri različnih temperaturah pri konstantnem tlaku?". Torej za primer vode: "Ali lahko voda "hipoma" zmrzne tudi, če ima npr. 267K (temperatura pod običajnim zmrziščem), ali se mora najprej nekako ogreti na 273K, oddati toploto (nekam) in lahko šele nato zmrzne?
Če je možno zmrzovanje vode tudi pri npr. 267K je zgornji model čisto smiseln, saj un del vode, ki toploto odda pač zmrzne, preostali del vode pa se segreje.
Upam, da nisem preveč zmedeno napisal
, če je kakšen del nerazumljiv pa le povejte, da se poskušam bolje izrazit...Hvala!
oz. smiselna shema ne obstaja, ker je proces ireverzibilen in se ne da absolutno ničesar povedat, kaj se dogaja vmes (ne le kvantitativno, ampak tudi kvalitativno)):
.