물의 과냉각에 기여하는 요인
핵 생성 센터의 부재 :구름에서 물을 냉각시키는 주된 이유는 핵 생성 부위의 부족 때문입니다. 대기에서, 물방울은 표면 장력에 의해 함께 유지 된 작은 물 분자 구로 존재한다. 그것들은 공기에 매달리고 고체 표면에서 멀리 떨어져 있기 때문에 핵 생성 센터로서 작용할 수있는 불순물이나 입자가 발생할 가능성이 낮습니다. 이 부재는 물방울이 동결에 필요한 초기 얼음 결정을 형성하는 것을 방지합니다.
구름 물의 순도 :구름 물은 일반적으로 매우 순수하며 저농도의 불순물을 포함합니다. 대조적으로, 지구 표면의 물은 먼지 입자, 미네랄 및 박테리아와 같은 다양한 오염 물질에 노출되어 핵 형성 부위 역할을합니다. 구름 물의 순도는 동결을 시작할 수있는 핵 형성 부위를 찾을 가능성을 줄입니다.
동적 대기 조건 :구름은 지속적인 움직임을 가진 동적 시스템입니다. 구름 방울이 서로 충돌함에 따라 병합하고 크기가 커질 수 있습니다. 그러나, 이러한 동적 거동은 또한 하나의 액적이 핵 생성 부위를 만나기 위해 더 어려워서 슈퍼 쿨링에 더 기여합니다.
수퍼 쿨링의 실험 시연
통제 된 환경에서 과냉각을 보여 주려면 간단한 실험을 수행 할 수 있습니다.
재료가 필요합니다 :
- 증류수 한 병
- 얼음과 소금으로 채워진 냉동실 또는 용기 (저온 환경 생성)
- 온도계
- 교반 막대
절차 :
1. 병을 증류수로 약 1/3에서 절반으로 채 웁니다.
2. 병을 냉동실이나 얼음 및 소금 용기에 넣습니다. 핵 형성 부위를 도입하지 않도록 병이 얼음이나 금속 표면과 직접 접촉하지 않도록하십시오.
3. 온도계를 사용하여 물의 온도를 모니터링하십시오.
4. 온도가 0 ° C (32 ° F) 아래로 떨어지면 수퍼 쿨링으로 인해 물이 액체 상태로 유지됩니다.
5. 저어 가드로드로 물을 부드럽게 저어주세요. 이 교반은 핵 생성 부위를 도입하고 물이 얼어 붙을 수 있습니다. 동결이 발생하지 않으면 물이 과냉각됩니다.
0 ° C 미만의 온도에서 동결이 없으면 물의 냉각을 나타냅니다. 물의 순도를 제어하고 핵 생성 부위를 피함으로써 구름에서 자연적으로 발생하는 현상을 보여줄 수 있습니다.
