‚область метастабильного состояния для воды охватывает интер- ‘вал температур от нуля до —55°С. Эксперименты дают еще ббль- шую величину интервала в область низких температур, Вопреки мнению таких исследователей, как Г. Тамман и В. Я. Альтберг, при предохранении от внесения ядер кристал- лизации со стороны, самопроизвольная кристаллизация воды не может происходить при весьма низких температурах. Опре- деленно установлено, что вода в значительных объемах не замер- ‘зает при переохлаждении до — 33°С (Меуег и. Р1ай, 1935). Мел- кие капли, в которых возможность попадания ядер кристалли- зации меньше, переохлаждаются до значительно более низкой температуры. В атмосфере неоднократно наблюдалось наличие жидких капель при температурах до —40°С. Г. Вайкман (\Ме1сК- тпапп, 1949) переохлаждал мелкие капли воды до —50°С, а В. Рау (Вац, 1944)—до—72°С. Во время опытов Рау уже при бо- лее высокой температуре то в одной, то в другой точке капли на- чиналась кристаллизация вокруг инородных ядер, но после по- вторных плавлений и замораживаний эти ядра становились неэффективными и появлялась возможность дальнейшего переох- лаждения. Только при достижении—72°С кристаллизация ‘на- чиналась сразу в многочисленных точках по всей капле, неза- висимо от влияния инородных ядер. Повидимому, эта темпера- тура и является границей переохлажденного метастабильного «состОЯНИЯ ВОдЫ. Таким образом, самопроизвольная объемная кристаллизация воды возможна только при очень сильном переохлаждении. Ес- ли фактически в природе для кристаллизации в большинстве случаев достаточно сравнительно небольшого — переохлажде- ния, то это всегда результат влияния инородных твердых тел, способствующих образованию зародышей. В присутствии за- травки‘в `виде кристалла данного вещества или вещества, изо- морфного ему, расплав можно немного переохладить только в процессе кристаллизации. Но опыт показывает, что гетероморф- ные твердые тела также способствуют кристаллизации воды. Эффективность их в качестве центров кристаллизации различна, поэтому и переохлаждение, которое должно быть достигнуто для начала кристаллизации, может быть различным. Роль инородных частиц в образовании зародышей кристал- лов льда объясняет ряд явлений, не объяснимых с другой точки зрения. К их числу принадлежат такие, как отсутствие влияния длительности охлаждения на возможность замерзания и чрезвы- чайно малое количество центров кристаллизации. Для объяснения тпоследнего привлекались предположения о влиянии особых поли- мерных или анизотропных молекул, остатков кристаллов, участ- ков с аномально низкими скоростями молекул, их более густой ‚упаковкой, правильным расположением и т.П. В действительности, 60 повидимому, количество. центров кристаллизации соответствует числу эффективных в данных условиях инородных ядер. Поэтому` для каждой пробы воды существует определенная отрицательная, температура, выше которой она не будет замерзать и ниже ко- торой не может остаться незамерзшей. Согласно исследованиям Н. Дорси (Рогсеу, 1938), в большом объеме наиболее загрязнен- ная болотная вода имела температуру замерзания —3,3°С, а тем- пература замерзания самой чистой дестиллированной в вакууме воды из хромсодержащего раствора составляла —91,1°С. По той же причине фильтрация, центрифугирование и изоляция от сте: нок сосуда другой жидкостью способствуют возможности пере- охлаждения. Механизм действия инородных тетероморфных ядер до сих пор не вполне ясен. Влияние таких ядер представляют то как чисто механическое задерживание термических движений моле- кул, то как базис для отложения молекул, то, наконец, решающую: роль отводят сорбированному слою на поверхности частиц. Луч- ше других, повидимому, согласуется с фактами гипотеза Н. Дор- си (Оогсеу, 1948), заключающаяся в том, что кристаллизация расплава `начинается во внешней, слабо ‘удерживаемой части сорбированного слоя выпуклых участков поверхности, где моле- кулы обладают достаточной свободой, чтобы взаимно ориентиро- ваться под влиянием ударов свободных молекул ЖИидкОстИ, Со- трясений или других причин. Поэтому эффективными в качестве центров кристаллизации являются лишь участки поверхности в пределах определенного интервала кривизны. Дисперсные взвешенные частицы могут оказаться достаточно эффективными лишь при низкой темпе- ратуре вследствие чрезмерно большой кривизны поверхности и слабости адсорбционных сил, тогда как в крупных телах центра" ми кристаллизации являются лишь шероховатые участки поверхности,обладающие достаточно большой кривизной и подвер- тающиеся боковым ударам свободных молекул Жидкости, За- родившись на внешней границе сорбированного слоя, кристал- лическая решетка льда разрастается по поверхности инородного: ядра, образуя сложный — зародыш, способный к дальнейшему росту, если он достиг критического размера. САМОПРОИЗВОЛЬНАЯ СУБЛИМАЦИЯ Совершенно иначе обстоит дело © самопроизвольной кристал- лизацией льда из пара. Еще Оствальдом было сформулировано ттак называемое прави ло ступене Й‚ гласящее, что если из ставшего НВУСТОЙЧИВЫМ состояния вещество может перейти в другие агрегатные СОСтОЯНИЯ РЗЗЛИЧПОЙ степени УСТОЙЧИВОСТИ‚ тто сначала появляются менее устойчивые и лишь затем более УСТОЙ’ 6ь