Faptul că gheața plutește pe apă, nimeni nu se îndoiește; Toată lumea a văzut-o de sute de ori și pe un iaz, și pe râu.
Dar mulți oameni s-au gândit la o astfel de întrebare: toate solidele se comportă la fel ca gheața, adică plutesc în lichidele formate în timpul topirii lor?
Se topește parafina sau ceara în borcan și se aruncă o altă bucată din același solid în acest lichid, se va îneca imediat. Același lucru se va întâmpla cu plumbul. și cu staniu, și cu multe alte substanțe. Se pare că, de regulă, corpurile solide întotdeauna se îneacă în lichide care se formează în timpul topirii lor.
Întorcându-se mai des cu apă, suntem atât de obișnuiți cu fenomenul invers care uită adesea această caracteristică pentru toate celelalte proprietăți ale substanțelor. Trebuie să ne amintim că apa în această privință este o excepție rară. Numai bismutul metalic și fonta se comportă la fel ca apa.
Dacă gheața era mai grea decât apa și nu se odihnea pe suprafața sa, ci sa scufundat, chiar și în corpurile de apă adâncă, apa ar îngheța complet în timpul iernii. De fapt: gheața care cade pe fundul iazului ar împinge straturile inferioare ale apei în sus și acest lucru s-ar întâmpla până când toată apa s-ar transforma în gheață.
Cu toate acestea, atunci când apa îngheață, imaginea este complet inversată. În momentul în care apa se transformă în gheață, volumul său crește brusc cu aproximativ 10%, iar gheața se dovedește a fi mai puțin densă decât apa. De aceea, este plutind în apă ca un corp plutitor de orice lichid care are o densitate mai mare: .. Un cui de fier în mercur din tubul de ulei etc. Dacă presupunem că densitatea apei este egal cu unitatea, atunci densitatea de gheață ar fi doar 0,91. Această cifră ne permite să cunoaștem grosimea floarei de gheață plutitoare. Dacă înălțimea sloi de apă este, de exemplu, 2 centimetri, putem concluziona că stratul subacvatic sloi de 9 ori mai gros, adică egală cu 18 centimetri, iar toate sloi are 20 de centimetri grosime.
În mări și oceane, există uneori uriași munți de gheață - aisberguri (Figura 4). Ele sunt ghețarii care se strecoară din munții polare și sunt purtați de curent și de vânt în marea deschisă. Înălțimea lor poate ajunge la 200 de metri, iar volumul - câțiva milioane de metri cubi. Nouă zecimi din întreaga masă a aisbergului este ascunsă sub apă. Prin urmare, întâlnirea cu el este foarte periculoasă. Dacă nava nu observă în timp gigantul de gheață în mișcare, se poate deteriora grav sau chiar poate muri într-o coliziune.
O creștere bruscă a volumului în timpul tranziției codurilor de lichid în gheață reprezintă o caracteristică importantă a apei. Cu această caracteristică trebuie adesea socotită în viața practică. Dacă lăsați butoiul de apă în frig, atunci apa, înghețarea, va rupe cilindrul. Din același motiv, nu puteți lăsa apă în radiatorul unei mașini în picioare într-un garaj rece. În frig extrem de temut mai mică întrerupere în apă caldă pentru încălzirea apei conductelor de apă, rămâne în țeava exterioară, poate îngheța rapid, iar apoi explozia țevii.
Înghețarea în crăpăturile de roci, apa este adesea cauza alunecărilor de munte.
Luați în considerare acum o experiență care are o legătură directă cu expansiunea apei atunci când este încălzită. Stabilirea acestei experiențe necesită echipamente speciale și este puțin probabil ca oricare dintre cititori să o reproducă într-un mediu de acasă. Da, aceasta nu este o necesitate; experienta este usor de imaginat, iar rezultatele ei vom incerca sa confirme pe familiar pentru fiecare exemplu.
Luați un metal foarte bun, cel mai bun cilindru din oțel (Figura 5), umpleți-l cu puțină fracțiune, umpleți-l cu apă, fixați capacul cu șuruburi și rotiți șurubul. Deoarece apa este comprimată foarte puțin, nu trebuie să întoarceți șurubul mult timp. După câteva revoluții, presiunea din interiorul cilindrului crește la sute de atmosfere. Dacă acum cilindrul este răcit la 2-3 grade sub zero, apa din acesta nu va îngheța. Dar cum putem să ne convingem de asta? Dacă deschideți cilindrul, atunci la această temperatură și la presiunea atmosferică, apa se va transforma instantaneu în gheață și nu vom ști dacă a fost lichid sau solid atunci când este sub presiune. Aici vom ajuta peleții. Când se răcește cilindrul, întoarceți-l cu capul în jos. Dacă apa este înghețată, fracțiunea se va afla pe fund, dacă nu este înghețată, împușcarea se va aduna la capac. Deșurubați șurubul. Presiunea va cădea, iar apa va îngheța în mod necesar. După ce am scos capacul, suntem convinși că întreaga fracțiune s-a adunat lângă capac. De fapt, apa sub presiune nu a înghețat la o temperatură sub zero.
Experiența arată că punctul de îngheț al apei cu presiune crescătoare este redus cu aproximativ un grad la fiecare 130 de atmosfere.
Dacă am începe să ne bazăm raționamentul pe baza observațiilor din multe alte substanțe, ar trebui să ajungem la concluzia opusă. Presiunea în mod normal, ajută solidifica lichide: congela la o temperatură mai mare, și nu este nimic surprinzător dacă ne amintim fluidul sub presiune, majoritatea substanțelor în timpul solidificării în volum redus. Presiunea determină o scădere a volumului și acest lucru facilitează trecerea lichidului într-o stare solidă. Apa, când este înghețată, după cum deja știm, nu scade în volum, ci, dimpotrivă, se extinde. Prin urmare, presiunea, împiedicând expansiunea apei, scade temperatura de îngheț.
Se știe că în oceane, la mari adâncimi, temperatura apei este sub zero grade, iar apa la aceste adâncimi nu îngheață. Acest lucru se explică prin presiunea creată de straturile superioare ale apei. Un strat de apă cu o grosime de un kilometru presează cu forța de aproximativ o sută de atmosfere.
Dacă apa este un lichid normal, cu greu am fi experimentat plăcerea de patinaj pe gheață. Ar fi același lucru ca și rularea pe sticlă perfect netedă. Patinele nu alunecă pe geam. E un alt lucru pe gheață. Skating pe gheață este foarte ușor. De ce? Sub greutatea corpului nostru, lama subțire a creastei produce destulă presiune asupra gheții, iar gheața sub creastă se topește; Se formează un strat subțire de apă, care servește ca un lubrifiant excelent.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: