Fizyka ukryta w zamrażarce
Każdy z nas wrzucał kiedyś kostki lodu do napoju. Czy zauważyłeś jednak, że większość z nich nie jest idealnie przezroczysta? W środku często widać biały, mleczny obszar lub mnóstwo drobnych pęcherzyków.
Dlaczego tak się dzieje? Czy lód sam w sobie jest biały? A może w jego wnętrzu dzieje się coś znacznie ciekawszego?
Czysty lód jest praktycznie całkowicie przezroczysty.
Gdyby udało się zamrozić idealnie czystą wodę w odpowiednich warunkach, otrzymalibyśmy niemal szklaną bryłę lodu. Takie kostki można zobaczyć w ekskluzywnych restauracjach i barach, gdzie stosuje się specjalne kostkarki.
Dlaczego więc kostki z domowej zamrażarki wyglądają zupełnie inaczej?
Winowajcą jest powietrze.
Woda z kranu zawiera niewielkie ilości rozpuszczonych gazów, mikroskopijnych zanieczyszczeń i minerałów.
Podczas zamarzania lód tworzy uporządkowaną strukturę krystaliczną.
Problem polega na tym, że cząsteczki powietrza nie mieszczą się w tej strukturze.
W efekcie są stopniowo wypychane przez narastający lód i gromadzą się w miejscach, które jeszcze nie zdążyły zamarznąć.
Kiedy zamarza już cała kostka, powietrze zostaje uwięzione w postaci tysięcy maleńkich pęcherzyków.
Skąd bierze się biały kolor?
To właśnie pęcherzyki powietrza odpowiadają za mleczny wygląd kostki.
Światło przechodzące przez lód trafia na ogromną liczbę granic między lodem a powietrzem.
Na każdej z nich część światła zostaje odbita lub rozproszona.
To zjawisko nazywamy rozpraszaniem światła.
Im więcej pęcherzyków znajduje się w kostce, tym bardziej biały i nieprzezroczysty wydaje się lód.
Dlaczego środek kostki jest najbardziej biały?
Jeżeli przyjrzysz się kostce lodu, zauważysz, że jej brzegi są często bardziej przejrzyste niż środek.
Dzieje się tak dlatego, że zamarzanie rozpoczyna się od zewnętrznych ścianek foremki.
Powstający lód wypycha rozpuszczone gazy do środka, gdzie pozostaje ostatnia porcja ciekłej wody.
To właśnie tam gromadzi się większość pęcherzyków powietrza.
Dlatego środek kostki jest zwykle najbardziej biały.
Jak zrobić idealnie przezroczyste kostki lodu?
Jest na to kilka sposobów.
- Sposób 1: Użyj przegotowanej wody. Gotowanie usuwa część rozpuszczonych gazów. Nie sprawi to jednak, że kostki będą całkowicie przezroczyste, ale efekt będzie zauważalny.
- Sposób 2: Zamrażaj wodę powoli. Im wolniej powstają kryształy lodu, tym łatwiej gazy mają czas na przemieszczanie się.
- Sposób 3: Zastosuj zamrażanie kierunkowe.
Profesjonalne kostkarki oraz wielu pasjonatów wykorzystuje metodę zwaną zamrażaniem kierunkowym.
Polega ona na tym, że woda zamarza tylko z jednej strony (najczęściej od góry do dołu).
Powietrze jest wtedy wypychane do ostatniej, jeszcze płynnej części wody, którą można później usunąć.
W efekcie otrzymujemy niemal idealnie przezroczysty lód.
Zapamiętaj! Lód sam w sobie jest przezroczysty. Biały kolor kostek lodu pochodzi od mikroskopijnych pęcherzyków powietrza uwięzionych podczas zamarzania, które rozpraszają światło i sprawiają, że kostka wygląda na mleczną.
Ciekawostka
W luksusowych hotelach i najlepszych cocktail barach często wykorzystuje się ręcznie wycinane bryły idealnie przezroczystego lodu. Są one nie tylko bardziej efektowne, ale także wolniej się topią, dzięki czemu nie rozcieńczają napoju tak szybko jak zwykłe kostki z domowej zamrażarki.