Упругость пара переохлажденной связанной воды в отличие от свободной воды близка к упругости пара льда и, находясь с ним практически в равновесии, обеспечивает жидкое состояние воды. Однако при очень сильном и длительном переохлаждении даже прочно связанная вода может превратиться в лед или затвердеть в аморфном виде.

Механизм ориентирования и связывания молекул воды пока изучен недостаточно полно. Обычно считают, что связанная вода, например в капилляре, формируется на границе раздела структур и состоит из электрически ориентированных дипольных молекул. При этом вследствие переходов электронов и ионов между контактирующими поверхностями возникает двойной электрический слой, имеющий значение как при переохлаждении, так и при кристаллизации воды. Читать далее →

В случае достаточно большого количества в той или иной степени гидратирующих примесей или в капиллярах переохлаждаемость воды повышается и нарушение переохлаждения затрудняется по причине сильной ориентации и замкнутой связанности большинства молекул воды. При этом снижение температуры начала кристаллизации воды может служить критерием степени связанности ее.

По закону Рауля для малоконцентрированных водных растворов всех слабых электролитов и особенно неэлектролитов при растворении 1 моля вещества происходит снижение температуры замерзания на 1,86° С ниже 0°. Снижение температуры замерзания водных растворов сильных электролитов различно и определяется посредством фазовых диаграмм или таблиц для растворов. Читать далее →

Обычная свободная вода при переохлаждении находится по температуре не в своем фазовом состоянии и потому термодинамически недостаточно устойчива. Такая вода легко теряет переохлаждение, особенно при контакте с ледяной или изоморфной льду затравкой кристаллизации.

Активность твердой затравки зависит от ее структуры, размера и формы, а также от свойств вещества, в частности от степени гидрофильности. В общем случае толчком для нарушения переохлаждения воды могут служить различные твердые, жидкие и газообразные примеси и даже сотрясение неподвижной воды. Читать далее →

Структура воды при околонулевой температуре несколько похожа на структуру льда, размытую тепловым движением.

По исследованиям Бернала, Полинга и других ученых, физические особенности воды в различных фазовых состояниях и при разных температурах обусловливаются структурой и состоянием молекул и их средним расположением.

В неплотных структурах воды и особенно льда имеются межмолекулярные полости, в которые могут внедряться отдельные молекулы самой воды или некоторые жидкие и газообразные инородные примеси и изменять физические свойства воды и льда. С этим явлением связывают некоторые особенности воды и образование при положительной температуре твердых клатратов (газовых гидратов), иногда ошибочно принимаемых за лед. Читать далее →