¿Qué sucede cuando el agua se acerca infinitamente a la congelación?

Digamos, con fines de conjetura, que tiene el handwavium necesario para enfriarlo uniformemente a la temperatura que desee, y decide enfriar el agua a una temperatura infinitamente cercana a 0 ° C.

que pasa como límite T 0 ° C ?

El agua se congela para formar agua sólida (hielo). Y si decide calentar el hielo de agua hasta una temperatura infinitamente cercana a 0 grados centígrados, se derrite para formar agua líquida.

Respuestas (2)

No pasaría nada.

Incluso podrías refrescarte 1 C sin cambio de fase. Entonces, si se nuclea tal vez por un golpe, una pequeña fracción del agua se cristalizaría en un sólido.

Puedes 'superenfriarlo' mucho más abajo 1 Yo creo
@Gert Absolutamente, ni siquiera es tan difícil, solo una botella de plástico en el congelador puede hacer esto. Estaba reaccionando a los infinitesimales en la pregunta y a ese comentario (que da la respuesta incorrecta).
¿Se congela solo una pequeña fracción y no todo el cuerpo de agua ya que la congelación libera calor?
@AccidentalTaylorExpansion El agua sobreenfriada puede parecer sólida después de la nucleación, pero casi toda sigue siendo agua líquida. Entonces la temperatura sube a 0   C.
en el radar meteorológico, -40C es la temperatura mínima para las gotas de agua.
Me recuerda la vez que dejé una botella de plástico de 2 cuartos de galón de jugo de manzana en el congelador y me olvidé de ella hasta meses después. Lo saqué y todavía estaba 100% líquido. Lo abrí... aún líquido. Volví a poner la tapa y la sacudí. Como saben, todas esas burbujas que introduje al agitarlo eran sitios de nucleación: granizado instantáneo de jugo de manzana.

La mecánica molecular de las partículas está ocurriendo todo el tiempo a medida que se pasa de una fase a otra. Nada sobre los procesos cambia a medida que baja la temperatura, solo la velocidad a la que ocurren.

Suponiendo que tenga algunos sitios de nucleación apropiados, incluso a temperaturas superiores al punto de congelación, algunas de las moléculas de agua se unirán entre sí y se unirán. Existe la posibilidad de que alguna otra molécula de agua cercana haga lo mismo. Pero a temperaturas por encima del punto de congelación, la velocidad a la que esto sucede es más lenta que la velocidad a la que sale una de las moléculas ya unidas.

A medida que se acerca a la temperatura de congelación, estas dos tasas se vuelven similares. Si se enfría por debajo del punto de congelación, el único cambio es que la tasa de formación ahora es mayor que la tasa de descomposición.

Esto parece describir lo que está sucediendo en una simulación de dinámica molecular que tiene problemas para lidiar con las transiciones de fase.