Говорят, будто движущаяся вода не замерзает. Эксперимент с потоком и жидким азотом позволяет проверить интуицию, но не даёт простого правила «течёт — значит жидкая». Вода может отдавать тепло и образовывать лёд при движении; меняется место, скорость и вид этого процесса.
Для льда нужен отвод тепла
Чтобы жидкая вода превратилась в лёд, нужно не только охладить её до условий начала кристаллизации, но и отвести тепло, выделяющееся при фазовом переходе. Если поток постоянно приносит более тёплую воду, охладить конкретный участок сложнее. Зато перемешивание может ускорять обмен теплом с холодной поверхностью или воздухом. Какая сторона перевесит, определяется скоростью потока, температурой и площадью контакта.
Поэтому вода в быстро текущем ручье и в неподвижном стакане замерзает по-разному, но обе могут замёрзнуть. USGS описывает образование льда в реках и его влияние на измерение расхода воды. Сам факт речного льда уже опровергает абсолютный запрет на замерзание течения.
Лёд возникает не только сверху
В холодном турбулентном потоке возможны мелкие кристаллы внутриводного льда, называемого шугой. Полевой отчёт USGS связывает их образование с охлаждением и условиями в потоке. Кристаллы могут переноситься течением, собираться у препятствий и менять русло. Это иной сценарий, чем спокойная ледяная корка на поверхности пруда.
Что действительно видно в ролике
В видео условия меняют в ходе опыта, включая остановку прокачки и перемешивание. Потому нельзя объявить исход чистым сравнением двух полностью одинаковых потоков, один из которых течёт, а другой стоит. Криогенная жидкость создаёт экстремальное охлаждение, несопоставимое с обычной зимней рекой. Практический вывод надёжнее зрелищного кадра: течение влияет на баланс тепла и рост льда, но не отменяет физику фазового перехода. Повторять опыты с жидким азотом без профессиональной подготовки опасно.
