Zakaj vroča voda v mrzlem vremenu zmrzne prej kot hladna?

Na včerajšnji najbolj mrzel dan v zadnjih letih smo v mrazišču Retje v Loškem Potoku pri –28 stopinjah Celzija izvedli poskus z vročo vodo, ki ob tako nizkih temperaturah zraka zmrzne prej kot hladna. Če bi v zrak vrgli hladno vodo, bi se z njo le polili, medtem ko se vroča voda v hipu spremeni v ledene kristalčke ter ustvari spektakularen prizor. Videi s tovrstnimi poskusi se vsako zimo množično pojavljajo na družabnih omrežjih, največkrat iz Skandinavije in Rusije, včeraj pa smo lahko tak poskus izvedli tudi pri nas.

Ključ do razlage pojava se skriva v obnašanju vroče vode, ko pride v stik z zelo mrzlim zrakom. Ko vročo vodo vržemo v zrak, se ta razbije na nešteto drobnih kapljic. Drobne kapljice lahko toploto okolici oddajo izjemno hitro. Pri temperaturah globoko pod ničlo zmrznejo še preden padejo na tla.

Hitro izhlapevanje pospeši ohlajanje

Del vode se ob metu v zrak spremeni v vodno paro. S tem se skupna količina tekoče vode zmanjša, hkrati pa izhlapevanje odnese veliko toplote. Preostala voda se zato ohladi hitreje, kot bi se sicer.

Ko se vodna para sreča z zelo hladnim zrakom, se takoj zgosti in spremeni v drobne ledene kristale. Ti kristali skupaj z zamrznjenimi kapljicami ustvarijo značilen bel oblak, ki ga opazimo nad mestom, kjer smo vodo vrgli v zrak.

Pri katerih temperaturah poskus uspe?

Poskus je najbolj izrazit pri temperaturah zraka pod –15 stopinj Celzija. Pri okoli –10 stopinjah Celzija je učinek že mogoč, vendar običajno manj izrazit in nezanesljiv. Najbolj spektakularni rezultati nastanejo pri temperaturah pod –20 stopinj Celzija, ko se kapljice in vodna para v zraku skoraj hipno spremenijo v ledene kristale. Pomembno je tudi, da je voda čim bolj vroča in da jo v zrak vržemo dovolj odločno, da se razprši v drobne kapljice.

Če bi v enakih razmerah v zrak vrgli hladno vodo, bi bil učinek precej manj izrazit. Kapljice bi bile večje, izhlapevanje šibkejše, voda pa bi se ohlajala počasneje. Namesto bleščečega oblaka ledenih kristalov bi večina vode padla na tla v tekočem ali le delno zamrznjenem stanju.

Avtorja: Rok Nosan (izvedba) in Daniel Vincek (snemanje)

Rok Nosan