Proprietățile fizice ale apei
Densitatea apei și a gheții
Cea mai importantă pentru întreaga biosferă este capacitatea apei de a îngheța, mai degrabă decât de a crește densitatea (ca și aproape toate celelalte substanțe) în timpul înghețării. Bismutul se comporta ca apa in aceasta privinta, dar este una dintre exceptiile extrem de rare ale regulii generale. Pentru prima dată pe această proprietate neobișnuită a apei a atras atenția unui alt G. Galileo. De fapt, atunci când un lichid trece într-o stare solidă, moleculele substanței par a fi localizate mai îndeaproape, iar substanța însăși ar trebui să devină mai densă. De obicei, substanțele se comportă astfel. Dar apa este o excepție. Dacă luați apă obișnuită și, răciți-o treptat, monitorizați schimbarea densității, puteți observa că la început va exista un proces complet normal și natural - apa devine mai densă și mai rece pe răcire și nu vedem nici o abatere de la normă, până când apa este răcită la 4 ° C. Sub această temperatură, contrar conceptelor generale, apa devine brusc mai ușoară și devine și mai rece și formează gheață care plutește pe suprafața apei. În timpul înghețării, apa se extinde cu 9% față de volumul anterior. Această extindere se poate dovedi fatală pentru o conductă de apă în cazul unui îngheț neașteptat. Apa, înghețându-se în țevi, îi va distruge.
Această caracteristică a apei este cunoscută pentru a proteja de înghețarea continuă în ierni aspre ale lacului și a iazurilor și astfel salvează viața în aceste corpuri de apă. Aerul de toamnă răcește straturile de suprafață ale lacului, acestea devin mai grele și se scufundă în fund. Lacul se răcește. Dar acest proces continuă până când temperatura apei ajunge la 4 ° C. Dacă straturile de suprafață devin chiar mai reci, ele nu mai scufundă la fund, deoarece densitatea acestor straturi este mai mică decât densitatea apei adânci, unde temperatura este menținută la 4 ° C. Diferențele în densitate nu sunt mari - aceste diferențe apar doar în a patra zecimală, însă aceste diferențe sunt suficiente pentru a se asigura că apa cu o temperatură apropiată de 0 ° C nu poate pătrunde în adâncimea lacului. Procesul de răcire a straturilor de suprafață va merge mai repede și în curând suprafața plumbului lacului va fi închisă de prima gheață fragilă. Gheață - un conducător rău de căldură, ascunde în mod credibil de înghețul teribil de iarnă viața lacului. Această circulație explică de ce în zonele mai mici ale lacului se formează mai devreme gheață și, prin urmare, este mai groasă.
Diferența dintre temperaturile straturilor superioare și inferioare ale apei este utilizată în exploatarea drageilor în condiții de iarnă. Cu ajutorul pompelor dintr-o parte mai adâncă a rezervorului, apa este pompată în straturile superficiale, ceea ce împiedică formarea gheții în unitatea de operare.
Dar, în timpul răcirii, apa de mare (care este cunoscută ca o soluție salină, în fiecare litru conținând aproximativ 35 de grame de sare) se comportă destul de diferit: cea mai mare densitate este observată la temperaturi mai scăzute decât în apa dulce, 3,5 ° C Dar apa de mare se îngheață la -1,9 ° C, i. E. se transformă în gheață fără a atinge densitatea maximă.
Dacă, în timpul topirii gheții, volumul lichidului obținut este mai mic decât volumul de gheață luat, se poate presupune că tranziția gheții în stare lichidă va fi facilitată dacă gheața este supusă presiunii, adică aducând cristalele împreună. De fapt, dacă presiunea ridicată este aplicată gheții, punctul de topire este scăzut. Astfel, la o presiune de 2045 atm (1 cm2), gheața se va topi la o temperatură de -22 ° C. Creșterea suplimentară a presiunii nu mai reduce punctul de topire, deoarece se formează noi forme de gheață cu proprietăți noi. Capacitatea gheții de a se topi la o temperatură mai scăzută sub presiune înaltă este explicată și de faptul că în ghețari, grosimea căreia este enormă, topirea la bază începe mai devreme decât pe suprafață.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: