(С — константа вещества), т. е. \/ является показательной функ-
цией работы образования зародыша и после известного предела
очень быстро возрастает с изменением последней *.
Таким образом, для образования кристаллического зародыша
необходимо преодоление энергетического барьера, быстро воз-
растающего при увеличении размера равновесного зародыша.
В случае сосуществования двух фаз для роста каждого но-
вого слоя кристалла толщиной в одну элементарную ячейку
пространственной 
решетки требуется 
возникновение первого
устойчивого участка, который можно рассматривать как «двух-
мерный зародыш».
ВЕРОЯТНОСТЬ образовзния двухмерного плоскостного зародыша
выражается аналогичной формулой, в которую входит работа
образования:
1
А,= о 1,
где_ / — периметр, * — периферийная энергия.
Вероятности возникновения двух- и трехмерных зародышей
критического. размера изменяются в зависимости от величины
переохлаждения (пересыщения) неодинаково. ВСЛЕДСТВИЕ этого
для каждого вещества непосредственно ниже кривых плавления
и возгонки на фазовой диаграмме существуют более или менее
обширные области метастабильного состояния, в котором само-
произвольная кристаллизация без влияния инородных предме-
тов практически невозможна, и внесение готовых центров вы-
зывает или (теоретически) существенно ускоряет кристаллиза-
цию. При еще большем переохлаждении (пересыщении) вероят-
ность образования зародышей критического размера резко воз-
растает и наступает самопроизвольная кристаллизация, которая
уже не может быть ускорена внесением затравки.
Отмеченные общие положения теории фазовых переходов в
ОДННЗКОВОЙ степени относятся к кристаллизации из. расплава
и раствора и к кристаллизации из пара или сублимации ®. Од-
нако между этими процессами имеется и существенное различие.
Сначала рассмотрим особенности замерзания воды.
з Точнее см. М. Уо\тег (1939), Я; И. Френкель (1945), Н. Н. Сирота
(1948, стр. 1309).
® Термин сублимация, как и возгонка, по существу, обозначает
переход из твердого состояния в парообразное и в физике употребляется
в этом смысле. Однако А. Вегенер стал применять его в противополож-.
ном значении 
— как кристаллизацию из пара, и такое понимание полу-
чило права 
гражданства 
в 
метеорологии, 
За 
отсутствием 
другого
термина мы будем пользоваться термином 
сублимация в узком смысле
5
ЗАМЕРЗАНИЕ ВОДЫ
Одновременно с увеличением вероятности кристаллизации
при переохлаждении возрастает также вязкость расплава, за-
трудняющая необходимую для кристаллизации перегруппировку
молекул. Вещества, расплавы которых при переохлаждении до-
стигают значительной вязкости, вместо, того чтобы кристаллизо-
ваться, 
переходят 
в 
твердое 
аморфное 
состояние — стекло.
У менее вязких жидкостей этому способствует большая скорость
охлаждения, в результате которой кристаллизация не успевает:
происходить, несмотря на 
возник-
новение — некоторого — количества
кристаллических зародышей. Спо-
собность вещества к кристаллиза-
ции определяется величиной вязко-
сти у нижней границы переохлаж-
денного 
метастабильного 
состоя: 
д,
ния.
Как - уже упоминалось 
выше
(стр. 20—21), лед—один из наиболее
типичных 
кристаллойдов. Однако
причиной этого, (в 
отличие, 
на. 
4' 
— 
П
пример, 
от 
металлов, 
также 
не
существующих в аморфном состоя- — Фиг. 12. Температурная — за-
нии) является не отсутствие способ- 
Висимость вероятности само-
ности к переохлаждению, а только 
ДРОИЗВОЛЬНОГо , Образования
чрезвычайно малая вязкость воды. — \No'’ 
зародышей 
кристаллов
При нормальном давлении и темпе- — льда в переохлажденной воде.
ратуре 0°С вода имеет 
вязкость,
равную всего 17,9 миллипуазы, при температуре— 10°С—26 мил-
липуаз и при—20°С она столь же подвижна, как и при положи-
тельной температуре,
Температурная зависимость вероятности самопроизвольного.
образования объемных () и плоскостных (1/’) зародышей кри-
сталлов льда в переохлажденной воде была вычислена по фор-
мулам Я. И. Френкеля * Л. Г. Качуриным (1951,а) на основании
определенных им величин удельной поверхностной энергии на
границе лед 
— вода (з — 9 эрг/см°) 
и — константы С (С 
=
=63%! 
см-3 сек-!) (фиг. 12). 
По расчетам Л. Г. Качурина
10 — 
1-662
для обозначения процесса, противоположного возгонке. В более широком
смысле под сублимацией подразумевается весь процесс перегонки льда
с одного места в другое через парообразное состояние, т. е. возгонка,
миграция 
пара 
и 
кристаллизация его, так же как под дестилляцией
имеется в виду перегонка воды через парообразное состояние (испаре-
ние, миграция пара и конденсация).
* См. сноску 1 на стр. 58..
59