Можно переохладить и другие жидкости. Легко переохлаждается сахарный сироп, образуя леденец. По сути дела, любое аморфное вещество можно рассматривать как переохлажденную жидкость с очень большой вязкостью. Вязкость мешает таким веществам переходить в кристаллическое состояние. Однако, как отмечалось (§ 265), с течением времени в таких веществах, как стекло, сахарный леденец и т. п., появляется помутнение, служащее признаком выделения внутри них мелких кристалликов.
В каких случаях жидкости начинают кристаллизоваться тотчас же, как будет достигнуто охлаждение до температуры плавления, и в каких случаях возможно переохлаждение? Для начала кристаллизации необходимы так называемые «центры кристаллизации». Центрами кристаллизации могут служить мелкие, иногда невидимые даже в микроскоп кристаллики (затравка) или посторонние пылинки, находящиеся в жидкости. Около центров кристаллизации и начинается группировка молекул, постепенно образующих кристалл. Если же центров кристаллизации нет, то может произойти переохлаждение на несколько кельвин даже жидкости с небольшой вязкостью. Важным примером этого является вода. Переохлаждение чистой, без каких-либо пылинок, воды часто наблюдается в природе. Капельки тумана могут не замерзать даже при морозах, достигающих —30 °С. Туманы, состоящие из переохлажденных капелек, опасны для самолетов: осаждаясь на крыльях самолетов, они быстро образуют на них наросты льда, могущие вызвать гибель самолета (обледенение).
Из сказанного ясно, что переохлажденная жидкость находится в неустойчивом состоянии; с течением времени под влиянием тех или иных взаимодействий переохлажденная
504
жидкость переходит в более устойчивое при данной температуре кристаллическое состояние.
? 270.1. В сахарном производстве для ускорения выделения крупинок сахара из сахарного сиропа к нему примешивают сахарную пудру. Почему это приводит к цели?
§ 271. Изменение плотности веществ при плавлении. При плавлении плотность большинства веществ уменьшается. Следующий опыт служит иллюстрацией этого положения. Бросим в расплавленный парафин кусочек твердого парафина. Он утонет. Значит, плотность расплавленного парафина меньше плотности твердого парафина. Парафин при плавлении увеличивает свой объем. Так же ведут себя и многие другие вещества. Это явление показывает, что при правильном упорядоченном расположении молекул в кристалле занимаемый объем меньше, чем при беспорядочном их расположении в жидкости. Это легко понять. Действительно, укладывая апельсины в ящик правильными рядами, можно уложить их так, что они займут меньше места, чем беспорядочно насыпанные апельсины.
Однако из этого общего правила есть несколько исключений, из которых самое важное — вода. Лед, как известно, плавает в воде; его плотность заметно меньше плотности воды. Это обстоятельство играет большую роль в природе. Слой льда на поверхности воды, покрытый сверху плохо проводящим тепло снегом, прекрасно защищает воду, находящуюся под ним, от охлаждения. Таким образом, водоемы не промерзают до дна, и это спасает от гибели живущих в них рыб. далее