Представьте охлаждающуюся воду: термометр приближается к нулю, но в сосуде ещё много жидкости. В эксперименте о замерзании потока важно различать понижение температуры и сам фазовый переход. Одно не превращается в другое мгновенно.
Два расхода тепла
Сначала вода теряет энергию и охлаждается. Когда формируется лёд, требуется отвести дополнительную скрытую теплоту кристаллизации. В смеси льда и воды при обычном давлении температура может оставаться близкой к точке замерзания, пока доля льда растёт. Поэтому «вода достигла нуля» не равнозначно «вся вода уже замёрзла». В реальной воде примеси и давление могут менять точные условия начала перехода.
Источником отвода тепла служат холодный воздух, берег, стенка сосуда или иная среда. Одновременно тёплая вода из соседней области приносит тепло обратно. Для потока нужен баланс этих процессов, а не только значение температуры в одной точке.
Что добавляет движение
Перемешивание переносит тепло внутри жидкости. Иногда оно мешает сформироваться спокойной поверхностной корке, зато может подавать охлаждённые участки к местам образования кристаллов. USGS описывает шугование турбулентных рек: мелкие кристаллы возникают и движутся внутри потока. Наблюдения за речным льдом важны даже для точности учёта расхода воды.
Для полного замерзания всё равно надо отвести тепло из нужной массы воды. Если поток постоянно обновляется более тёплой водой, время и место образования льда меняются. Если холод длится достаточно долго, течение само по себе не служит защитой.
Чему учит опыт
В видео сильное охлаждение делает переход заметным, но происходящее нельзя свести к одной формуле «скорость против льда»: условия прокачки менялись. Для прикладного расчёта нужны температура входящей воды, расход и потери тепла. Это объясняет, почему реки иногда сохраняют открытые участки, а иногда покрываются льдом или шугой. Криогенный опыт не стоит воспроизводить самостоятельно из-за риска холодовых травм.