Kur fillon stina e ftohtë, temperatura fillon të bjerë. Të gjitha përrenjtë, liqenet, pellgjet dhe madje edhe lumenjtë kthehen në shesh patinazhi në akull në temperatura nën zero. Megjithatë, shumë kanë vënë re se oqeani nuk ngrin në këtë temperaturë. Kushdo që ka qenë në det në dimër, me siguri ka vënë re se uji nuk ngrin në të njëjtën temperaturë si në liqene.
Kjo do të thotë se oqeani nuk ngrin kurrë. Nëse shikoni fotografitë e Polit të Veriut apo të Jugut, atëherë do të vini re se në ato vende ka akull polar. Nëse oqeani ngrin në këto zona, atëherë pse të mos ndodhë e njëjta gjë edhe në vende të tjera.
Pika e ngrirjes së ujit të freskët është 0° Celsius ose 32° Fahrenheit. Prania e kripës në ujë ul pikën e ngrirjes. Sa më shumë kripë në ujë, aq më e ulët është pika e ngrirjes.
Kur uji i freskët ngrin, molekulat e ujit të përbëra nga hidrogjeni dhe oksigjeni lidhen së bashku për të formuar strukturën kristalore të akullit. Prania e kripës e bën të vështirë që molekulat e ujit të formojnë një substancë të tillë. Kështu, kripa që futet në strukturën e molekulës së ujit bllokon formimin e akullit. Kripa gjithashtu prehet në akull, duke rrëzuar molekulat e ujit nga struktura ... duke e shkrirë atë.
Kur molekulat e kripës zhvendosin molekulat e ujit, shpejtësia e ngrirjes ngadalësohet. Kjo është arsyeja pse kripa përdoret shpesh në rrugët me akull. E bën më të vështirë ngrirjen dhe e bën atë më të sigurt për shoferët.
Megjithëse kripësia e ujit të oqeanit ndryshon, ai shpesh përmban rreth 35 gram kripë për çdo 1000 njësi të zakonshme uji. Ky fakt ul pikën e ngrirjes së ujit të detit në -1.8° Celsius dhe 28.8° Fahrenheit. Kështu, uji në oqean ngrin, por kjo kërkon arritjen e temperaturave më të ulëta.
Një faktor tjetër që ndikon në ngrirjen e ujit të detit lidhet me lëvizjen. Ndryshe nga një trup ujor, valët e oqeanit janë në lëvizje të vazhdueshme, dhe ka edhe rryma nënujore. Kjo ndihmon që uji të mbajë nxehtësinë. Si rezultat, vetëm zonat shumë të ftohta, të tilla si Poli i Veriut ose i Jugut, priren të përjetojnë temperatura mjaft të ulëta për të ngrirë ujin.
Duhet të theksohet se vetëm një pjesë e vogël e ujit në oqeane ngrin. Molekulat e kripës zhyten nën sipërfaqen e akullit. Si rezultat, akulli polar është akull i ujit të ëmbël që mund të shkrihet për ujë të pijshëm!
Rreth 15% e oqeaneve të botës janë të mbuluara nga akulli i detit për të paktën një pjesë të vitit. Mund të mos duket shumë, por kjo zonë është rreth 10 milionë kilometra katrorë akull deti.
Vjeshtë e thellë. Ditët po bëhen gjithnjë e më të shkurtra. Dielli do të shikojë për një minutë nga pas reve të rënda, do të rrëshqasë mbi tokë me rrezen e tij të zhdrejtë dhe do të zhduket përsëri. Era e ftohtë ecën lirshëm nëpër fusha të zbrazëta dhe pyll të zhveshur, duke kërkuar diku tjetër një lule të mbijetuar ose një gjethe të ngjitur pas një dege në mënyrë që ta mbledhë, ta ngrejë lart dhe pastaj ta hedhë në një hendek, hendek ose brazdë. Në mëngjes, pellgjet tashmë janë të mbuluara me copa krokante akulli. Vetëm pellgu i thellë ende nuk dëshiron të ngrijë, dhe era ende valëzon sipërfaqen e tij gri. Por tani filluan të shkëlqejnë flokë dëbore me gëzof. Ata rrotullohen në ajër për një kohë të gjatë, sikur të mos guxojnë të bien në tokën e ftohtë e të papërshtatshme. Dimri po vjen.
Një kore e hollë akulli, e cila u formua fillimisht pranë brigjeve të pellgut, zvarritet në mes në vende më të thella dhe së shpejti e gjithë sipërfaqja mbulohet me gotë të pastër transparente akulli. Ngricat goditën dhe akulli u bë i trashë, pothuajse një metër i trashë. Megjithatë, fundi është ende larg. Uji mbetet nën akull edhe në ngrica të rënda. Pse një pellg i thellë nuk ngrin deri në fund? Banorët e rezervuarëve duhet të jenë mirënjohës për këtë një nga veçoritë e ujit. Çfarë është kjo veçori?
Dihet se farkëtari fillimisht e ngroh gomën e hekurit dhe më pas e vendos në buzën prej druri të timonit. Ndërsa goma ftohet, ajo do të bëhet më e shkurtër dhe do të përshtatet fort rreth buzës. Binarët nuk vendosen kurrë afër njëra-tjetrës, përndryshe, kur nxehen në diell, ato patjetër do të përkulen. Nëse derdhni një shishe të plotë me vaj dhe e vendosni në ujë të ngrohtë, vaji do të tejmbushet.
Nga këta shembuj është e qartë se kur nxehen, trupat zgjerohen; Kur ftohen ato tkurren. Kjo është e vërtetë për pothuajse të gjitha trupat, por për ujin kjo nuk mund të thuhet pa kushte. Ndryshe nga trupat e tjerë, uji sillet në një mënyrë të veçantë kur nxehet. Nëse një trup zgjerohet kur nxehet, do të thotë se bëhet më pak i dendur, sepse në këtë trup mbetet e njëjta sasi e substancës, por vëllimi i tij rritet. Kur ngrohni lëngjet në enë transparente, mund të vëzhgoni se si shtresat më të ngrohta dhe për këtë arsye më pak të dendura ngrihen nga fundi, dhe ato të ftohta zhyten poshtë. Kjo është baza, nga rruga, për një pajisje për ngrohjen e ujit me qarkullim natyral të ujit. Ndërsa uji ftohet në radiatorë, ai bëhet më i dendur, bie poshtë dhe futet në bojler, duke zhvendosur lart ujin e ngrohur tashmë atje dhe për këtë arsye më pak të dendur.
Një lëvizje e ngjashme ndodh në një pellg. Duke i dhënë nxehtësinë e tij ajrit të ftohtë, uji ftohet nga sipërfaqja e pellgut dhe, duke qenë më i dendur, tenton të zhytet në fund, duke zhvendosur shtresat e poshtme të ngrohta dhe më pak të dendura. Sidoqoftë, një lëvizje e tillë do të ndodhë vetëm derisa i gjithë uji të jetë ftohur në plus 4 gradë. Uji i mbledhur në fund në një temperaturë prej 4 gradë nuk do të ngrihet më lart, edhe nëse shtresat sipërfaqësore të tij do të kishin një temperaturë më të ulët. Pse?
Uji në 4 gradë ka densitetin më të lartë. Në të gjitha temperaturat e tjera - mbi ose nën 4 gradë - uji rezulton të jetë më pak i dendur se në këtë temperaturë.
Ky është një nga devijimet e ujit nga ligjet e zakonshme për lëngjet e tjera, një nga anomalitë e tij (një anomali është një devijim nga norma). Dendësia e të gjitha lëngjeve të tjera, si rregull, duke filluar nga pika e shkrirjes, zvogëlohet kur nxehet.
Çfarë do të ndodhë më pas kur pellgu të ftohet? Shtresat e sipërme të ujit bëhen gjithnjë e më pak të dendura. Prandaj, ato mbeten në sipërfaqe dhe në zero gradë shndërrohen në akull. Ndërsa ftohet më tej, korja e akullit rritet, dhe nën të ka ende ujë të lëngshëm me një temperaturë midis zero dhe 4 gradë.
Këtu, me siguri, shumë njerëz kanë një pyetje: pse buza e poshtme e akullit nuk shkrihet nëse është në kontakt me ujin? Sepse shtresa e ujit që është në kontakt të drejtpërdrejtë me skajin e poshtëm të akullit ka një temperaturë prej zero gradë. Në këtë temperaturë, akulli dhe uji ekzistojnë njëkohësisht. Në mënyrë që akulli të kthehet në ujë, është e nevojshme, siç do të shohim më vonë, një sasi e konsiderueshme nxehtësie. Por kjo ngrohtësi nuk është aty. Një shtresë e lehtë uji me temperaturë zero gradë ndan shtresat më të thella të ujit të ngrohtë nga akulli.
Por tani imagjinoni që uji sillet si shumica e lëngjeve të tjera. Do të mjaftonte një ngricë e lehtë që të gjithë lumenjtë, liqenet dhe ndoshta edhe detet e veriut të ngrinin deri në fund gjatë dimrit. Shumë nga krijesat e gjalla të mbretërisë nënujore do të ishin të dënuara me vdekje.
Vërtetë, nëse dimri është shumë i gjatë dhe i ashpër, atëherë shumë trupa uji që nuk janë shumë të thellë mund të ngrijnë deri në fund. Por në gjerësinë tonë kjo është jashtëzakonisht e rrallë. Akulli në vetvete parandalon ngrirjen e ujit deri në fund: përçon dobët nxehtësinë dhe mbron shtresat e poshtme të ujit nga ftohja.
Me fillimin e motit të ftohtë, në sipërfaqen e liqeneve krijohet një kore e hollë akulli, e cila është pasojë e rënies së temperaturës së ujit në vlera negative. Por në dimër, kur temperatura e ajrit bie nën 30 gradë nën zero, në sipërfaqen e liqeneve formohet një shtresë mbresëlënëse akulli, por liqenet e mëdhenj nuk ngrijnë kurrë plotësisht. Pse po ndodh kjo?
Rezulton se kur temperaturat e ujit fillojnë të bien, gjëra shumë interesante ndodhin në trupat e mbyllur të ujit. Uji i freskët, për shkak të strukturës së tij unike molekulare, ka densitetin e tij maksimal në një temperaturë prej +4ºС. Dhe kur temperatura e ujit vazhdon të bjerë, shtresat me temperatura të ndryshme ndahen në liqen, duke formuar një termoklinë sezonale.
Uji me temperaturë +1-2°C është gjithmonë më i lehtë se një shtresë uji me temperaturë +4°C, e cila ndodhet në fund. Për shkak të qarkullimit të dobët të masave ujore (dhe kujtojmë se ky nuk është një lumë, por një liqen i thellë), përzierja aktive dhe barazimi i temperaturës nuk ndodh. Për këtë arsye, uji me temperaturë rreth +4 gradë ndodhet gjithmonë në pjesën e poshtme të rezervuarit. Shtresa gradualisht në rritje e akullit dhe uji më i ftohtë në pjesën e sipërme të rezervuarit parandalojnë ngrirjen e liqenit deri në fund. Peshqit dhe gjallesat e tjera ujore vazhdojnë të jetojnë në liqen pa frikë se do të shndërrohen në një copë akulli.
Sigurisht, ky rregull nuk funksionon për liqenet e vegjël dhe me ardhjen e temperaturave negative ato mund të ngrijnë deri në fund. Peshqit e kujdesshëm, si rregull, largohen paraprakisht nga vendet e tilla të rrezikshme të dimrit dhe shkojnë në lumenj ose liqene fqinje më të thella.
Me fillimin e motit të ftohtë, në sipërfaqen e liqeneve krijohet një kore e hollë akulli, e cila është pasojë e rënies së temperaturës së ujit në vlera negative. Por në dimër, kur temperatura e ajrit bie nën 30 gradë nën zero, një shtresë mbresëlënëse akulli formohet në sipërfaqen e liqeneve, por liqenet e mëdhenj nuk ngrijnë kurrë plotësisht. Pse po ndodh kjo?
Rezulton se kur temperaturat e ujit fillojnë të bien, gjëra shumë interesante ndodhin në trupat e mbyllur të ujit. Uji i freskët, për shkak të strukturës së tij unike molekulare, ka densitetin e tij maksimal në një temperaturë prej +4ºС. Dhe kur temperatura e ujit vazhdon të ulet, shtresat me temperatura të ndryshme ndahen në liqen, duke formuar një termoklinë sezonale.
Uji me temperaturë +1-2°C është gjithmonë më i lehtë se një shtresë uji me temperaturë +4°C, e cila ndodhet në fund. Për shkak të qarkullimit të dobët të masave ujore (dhe kujtojmë se ky nuk është një lumë, por një liqen i thellë), përzierja aktive dhe barazimi i temperaturës nuk ndodh. Për këtë arsye, uji me temperaturë rreth +4 gradë ndodhet gjithmonë në pjesën e poshtme të rezervuarit. Shtresa gradualisht në rritje e akullit dhe uji më i ftohtë në pjesën e sipërme të rezervuarit parandalojnë ngrirjen e liqenit deri në fund. Peshqit dhe gjallesat e tjera ujore vazhdojnë të jetojnë në liqen pa frikë se do të shndërrohen në një copë akulli.
Sigurisht, ky rregull nuk funksionon për liqenet e vegjël dhe me ardhjen e temperaturave negative ato mund të ngrijnë deri në fund. Peshqit e kujdesshëm, si rregull, largohen paraprakisht nga vendet e tilla të rrezikshme të dimrit dhe shkojnë në lumenj ose liqene fqinje më të thella.
Uji është një substancë që mund të vërehet në tre gjendje grumbullimi. Mund të ngrijë dhe të jetë akull i ngurtë, vjen në formë të lëngshme dhe është gjithashtu i pranishëm në formën e avullit - jo vetëm në banjë, por edhe në qiell, në formën e reve. Megjithatë, në kuadrin e këtij artikulli, ne do të përqendrohemi në gjendjen e tij të parë, solide.
Uji ngrin për të formuar kristale të forta akulli. Akulli mund të formojë shumë kilometra sipërfaqe, duke mbuluar lumenj, liqene dhe trupa të tjerë ujorë. Në të njëjtën kohë, rezulton të jetë më i lehtë se uji i lëngshëm dhe është gjithmonë në krye. Uji ngrin për shkak të temperaturave më të ulëta.
Temperaturat dhe gjendja e grumbullimit të substancave
Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më larg janë molekulat e çdo substance. Largësia e tyre nga njëra-tjetra çon në një zbutje të substancës, e cila fillimisht bëhet e lëngshme dhe më pas plotësisht e gaztë. Ky proces mund të shihet në shembullin e hekurit, i cili shkrihet në një kavanoz dhe merr një formë të lëngshme. Me një rritje të fortë të temperaturës, ajo gjithashtu mund të bëhet e gaztë, domethënë të avullojë, por për këtë temperatura duhet të jetë vërtet e lartë.
Uji në temperaturë normale të dhomës është një lëng. Me rritjen e temperaturave do të bëhet avull dhe me uljen e temperaturave do të bëhet akull. Në fund të fundit, një ulje e temperaturës ka efekt të kundërt në molekulat - ato afrohen më shumë. Dhe kur afrohen, substanca bëhet më e fortë dhe më e dendur. I njëjti efekt mund të arrihet me shtypjen mekanike të çdo substance - do të bëhet më e vështirë, përsëri për shkak të afërsisë së molekulave.
Interesante:
Pse tretet sheqeri?
Çfarë ndodh kur temperaturat ulen?
Kur uji ekspozohet ndaj temperaturave të ftohta, molekulat afrohen më shumë, duke formuar forma gjashtëkëndore. Sigurisht, këto janë flokë bore, të cilat janë kristale uji. Ftohja e ujit dhe kristalizimi i tij janë në fakt sinonime që përshkruajnë të njëjtin proces. Uji fillon të kristalizohet në një temperaturë prej 0 gradë - është ky moment që merret si zero në shkallën Celsius. Nëse marrim parasysh shkallën amerikane Fahrenheit, atëherë ngurtësimi i ujit do të ndodhë në 32 gradë.
Por për të krijuar kristale uji ju duhet një bazë, disa papastërti ose pezullime, falë të cilave fillon ky proces. Dhe nëse uji është absolutisht i pastër, këtu vërehet një fenomen paksa i ndryshëm - ndonjëherë ai ngrin vetëm në -40 gradë, dhe në zero dhe nivele të tjera jo shumë të ulëta mbetet i lëngshëm. Megjithatë, ajo nuk ngrin vetëm në një gjendje të qetë. Nëse e tundni në temperatura nën zero, do të shndërrohet menjëherë në akull.
Ka shumë paradokse që lidhen me ujin. Dhe përveç nuancës së përshkruar tashmë më lart, duhet të theksohet se akulli merr më shumë vëllim sesa uji i lëngshëm, domethënë, kur ngrihet, kjo substancë zgjerohet, ndërsa të tjerët, përkundrazi, marrin më pak vëllim në temperatura të ulëta. Pikërisht me zgjerimin e ujit gjatë formimit të akullit lidhet shpërthyerja e fuçive, tubave dhe objekteve të tjera të mbetura të mbushura me ujë për dimër.
Në momentin e ngrirjes, molekulat largohen pak nga njëra-tjetra, gjë që jep këtë efekt. Dhe është ky faktor, së bashku me flluskat e ajrit të ngrirë, që e bën akullin të gjallë. Nëse do të fundosej ose do të formohej nga fundi, asnjë krijesë e vetme e gjallë në rezervuarë nuk do të mund t'i mbijetonte dimrit. Por duke u formuar në sipërfaqe dhe duke qëndruar aty, akulli, përkundrazi, ruan nxehtësinë e ujit dhe kryen një funksion mbrojtës në dimër, duke u dhënë mundësi kafshëve, bimëve dhe peshqve të dimërojnë dhe të mbijetojnë.