Ким Ирина, ученичка во 4-то одделение
Истражувачки труд на тема „Зошто мразот не тоне?
Преземи:
Преглед:
Општинска државна образовна институција „Средно училиште Краснојарск“
Истражување
Изведено:
Ким Ирина,
ученик од 4-то одделение.
Супервизор:
Иванова Елена Владимировна,
наставник во основно училиште.
Со. Красни Јар 2013 година
1. Вовед.
2.Главен дел:
Зошто предметите лебдат?
Антички грчки научник Архимед.
Законот на Архимед.
Експерименти.
Важна карактеристика на водата.
3. Заклучок.
4. Список на референци.
5. Апликации.
Вовед.
Зошто некои супстанции тонат во вода, а други не? И зошто има толку малку супстанции што можат да лебдат во воздухот (т.е. летаат)? Разбирањето на законите за пловност (и тонење) им овозможува на инженерите да градат бродови од метали кои се потешки од водата и да дизајнираат воздушни бродови и балони кои можат да лебдат во воздухот. Елек за спасување е надуен со воздух, па му помага на човекот да остане на вода.
Никој не се сомнева дека мразот лебди на вода; секој го видел ова стотици пати и на езерцето и на реката. Но, зошто се случува ова? Кои други предмети можат да лебдат на вода? Ова е она што решив да го дознаам.
Цел:
Утврдување на причините за непотонување на мразот.
Задачи:
1. Откријте ги условите за лебдење на телата.
2. Откријте зошто мразот не тоне.
3. Спроведете експеримент за проучување на пловноста.
Хипотеза:
Можеби мразот не тоне затоа што водата е погуста од мразот.
Главен дел:
Зошто предметите лебдат?
Ако потопите тело во вода, тоа ќе помести малку вода. Телото го зазема местото каде што порано била водата, а нивото на водата се зголемува.
Според легендата, античкиот грчки научник Архимед (287 - 212 п.н.е.), додека бил во бања, претпоставил дека потопено тело поместува еднаков волумен на вода. Средновековна гравура го прикажува Архимед како го прави своето откритие. (види Додаток 1)
Силата со која водата турка тело потопено во него се нарекува сила на пловност.
Законот на Архимед вели дека пловната сила е еднаква на тежината на течноста поместена од телото потопено во него. Ако пловната сила е помала од тежината на телото, тогаш тоне, ако е еднаква на тежината на телото, лебди.
Експеримент бр. 1 :(види Додаток 2)
Решив да видам како функционира пловната сила, го забележав нивото на водата и спуштив пластелин топка со еластична лента во сад со вода. По нуркањето, нивото на водата се зголеми, а должината на ластикот се намали. Новиот водостој го означив со фломастер.
Заклучок: Од страната на водата, на пластелинската топка дејствувала сила насочена нагоре. Затоа, должината на еластичната лента е намалена, т.е. топката потопена во вода стана полесна.
Потоа од истата пластелин обликувала чамец и внимателно го спуштила во водата. Како што можете да видите, водата се искачила уште повисоко. Бродот помести повеќе вода од топката, што значи дека пловната сила е поголема.
Магијата се случи, материјалот што тоне исплива на површина! Еј Архимед!
За да се спречи телото да потоне, неговата густина мора да биде помала од густината на водата.
Не знаете што е густина? Ова е масата на хомогена супстанција по единица волумен.
Експеримент бр. 2: „Зависност на пловната сила од густината на водата“(види Додаток 3)
Зедов: чаша чиста вода (не полна), сурово јајце и сол.
Ставете јајце во чаша, ако јајцето е свежо, ќе потоне на дното. Потоа почнала внимателно да истура сол во чашата и гледала како јајцето почнало да лебди.
Заклучок: Како што се зголемува густината на течноста, силата на пловност се зголемува.
Во јајцето има воздушен џеб и кога ќе се промени густината на течноста, јајцето исплива на површината како подморница.
Претходно, пред да се пронајдат фрижидерите, нашите предци проверуваа дали јајцето е свежо или не: свежите јајца тонат во чиста вода, а расипаните јајца пливаат, бидејќи во нив се формира гас.
Експеримент бр. 3 „Лимон што плови во вода“(види Додаток 4)
Наполнив сад со вода и ставив лимон во него. Лимонот плови. А потоа го излупи и го врати во водата. Лимон се удави.
Заклучок: лимонот потонал затоа што му се зголемила густината. Кората на лимонот е помалку густа од нејзината внатрешност и содржи многу воздушни честички кои му помагаат на лимонот да остане на површината на водата.
Експеримент бр. 4 (види Додаток 5)
1. Истурив вода во чаша и ја ставив надвор. Кога водата замрзна, чашата пукна. Формираниот мраз го ставив во сад со ладна вода и видов дека лебди.
2. Во друг сад темелно посолете ја водата и мешајте додека целосно не се раствори. Зедов мраз и го повторив експериментот. Мразот лебди, па дури и подобро отколку во свежата вода, речиси половина штрчи од водата.
Се е чисто! Коцката мраз лебди затоа што кога се замрзнува, мразот се шири и станува полесен од водата. Густината на обичната течна вода е малку поголема од густината на замрзнатата вода, односно мразот.Како што густината на течноста се зголемува, силата на пловност се зголемува.
Научни факти:
1 факт Архимед: секое тело потопено во течност е предмет на пловна сила.
Факт 2 Михаил Ломоносов:
Мразот не тоне бидејќи има густина од 920 kg/cub.m. А водата, која е погуста, е 1000 kg/cub.m.
Заклучок:
Најдов 2 причини за непотонување на мразот:
- Секое тело потопено во вода е предмет на пловна сила.
- Густината на мразот е помала од густината на која било вода.
Ајде да се обидеме да замислиме како би изгледал светот кога водата би имала нормални својства, а мразот би бил, како што треба да биде секоја нормална супстанција, погуст од течната вода.
Во зима, погустото замрзнување на мразот одозгора ќе потоне во водата, постојано тонејќи до дното на резервоарот. Во лето, мразот, заштитен со слој ладна вода, не можеше да се стопи.
Постепено, сите езера, бари, реки, потоци целосно ќе замрзнат, претворајќи се во огромни блокови од мраз. Конечно, морињата би замрзнале, а потоа океаните. Нашиот прекрасен, расцутен зелен свет би станал континуирана ледена пустина, на некои места покриена со тенок слој од топена вода.Една од уникатните својства на водата е нејзината способност да се шири кога е замрзната. На крајот на краиштата, кога сите супстанции се замрзнуваат, односно за време на преминот од течна во цврста состојба, тие се компресираат, но водата, напротив, се шири. Неговиот волумен се зголемува за 9%. Но, кога мразот се формира на површината на водата, тој, наоѓајќи се помеѓу студениот воздух и водата, спречува понатамошно ладење и замрзнување на водните тела. Ова необично својство на водата, инаку, е важно и за формирање на почва во планините. Навлегувајќи во мали пукнатини кои секогаш се наоѓаат во камењата, дождовницата се шири при замрзнување и го уништува каменот. Така, постепено камената површина станува способна да ги засолни растенијата, кои со своите корени го завршуваат овој процес на уништување на камењата и доведуваат до формирање на почва на планинските падини.
Мразот е секогаш на површината на водата и служи како вистински топлински изолатор. Односно, водата одоздола не се лади толку многу; ледената обвивка сигурно ја штити од мраз. Затоа е ретко водното тело да замрзне до дното во зима, иако тоа е можно при екстремни температури на воздухот.
Наглото зголемување на волуменот кога водата се претвора во мраз е важна карактеристика на водата. Оваа карактеристика често треба да се земе предвид во практичниот живот. Ако оставите буре со вода на ладно, водата ќе замрзне и ќе го пукне бурето. Од истата причина, не треба да оставате вода во радијаторот на автомобил паркиран во ладна гаража. Во тешки мразови, треба да внимавате на најмал прекин во снабдувањето со топла вода преку цевките за загревање на водата: водата што застанала во надворешната цевка може брзо да замрзне, а потоа цевката ќе пукне.
Да, трупецот, колку и да е голем, не тоне во вода. Тајната на овој феномен е дека густината на дрвото е помала од густината на водата.
Патем...
Има дрвја што се дават во вода! Причината за тоа е што нивната густина е поголема од густината на водата. Овие дрвја се нарекуваат „железни“ дрвја. „Железни дрвја“ вклучуваат, на пример, персиски папагалки, азоби (африканско тропско железно дрво), амазонско дрво, абонос, розово дрво или розово дрво, кумару и други. Сите овие дрвја имаат многу тврдо и густо дрво, богато со масла; кората на овие дрвја е отпорна на гниење. Затоа, брод направен од такво дрво веднаш ќе потоне на дното, но „железните дрвја“ се одличен материјал за правење мебел.
Во морињата и океаните понекогаш има огромни ледени планини - ледени брегови. Станува збор за глечери кои се лизнале од поларните планини и кои струјата и ветерот ги носеле на отворено море. Нивната висина може да достигне 200 метри, а нивниот волумен може да достигне неколку милиони кубни метри. Девет десетини од вкупната маса на сантата мраз се скриени под вода. Затоа, средбата со него е многу опасна. Ако бродот навреме не го забележи движечкиот леден џин, може да претрпи сериозни оштетувања или дури и да умре при судир.
Ориз. 4. Девет десетини од масата на ледениот брег е под вода.
И покрај тоа што бродот е направен од железо, многу тежок, па дури и носи луѓе и товар, тој не тоне. Зошто? Но, целата поента е дека во бродот, покрај екипажот, патниците и товарот, има и воздух. А воздухот е многу полесен од водата. Бродот е дизајниран на таков начин што во него има малку простор исполнет со воздух. Тоа е тоа што го поддржува бродот на површината на водата и го спречува да потоне.
Подморници
Подморниците тонат и излегуваат на површина, менувајќи ја нивната релативна густина. Тие имаат големи контејнери на бродот - резервоари за баласт. Кога воздухот ги напушта и водата се пумпа, густината на чамецот се зголемува и тој тоне. За да исплива на површината, екипажот ја отстранува водата од резервоарите и пумпа воздух во неа. Густината повторно се намалува и чамецот исплива на површината. Резервоарите за баласт се поставени помеѓу надворешниот труп и ѕидовите на внатрешниот оддел. Екипажот живее и работи во внатрешниот оддел. Подморницата е опремена со моќни пропелери кои и овозможуваат да се движи низ водата. Некои чамци имаат нуклеарни реактори.
Заклучок.
Така, откако направив многу работа, разбрав. Дека мојата хипотеза за тоа зошто мразот не тоне беше потврдена.
Причини за непотонувањемраз:
1. Мразот се состои од водени кристали со воздух меѓу нив. Затоа, густината на мразот е помала од густината на водата.
2. На мразот од страната на водата делува пловна сила.
Ако водата беше нормална течност, а не единствена течност, немаше да уживаме во лизгање. Не се тркаламе по стакло, нели? Но, тоа е многу помазно и попривлечно од мразот. Но, стаклото е материјал на кој лизгалките нема да се лизгаат. Но, на мраз, дури и ако не е со многу добар квалитет, лизгањето е задоволство. Ќе прашате зошто? Факт е дека тежината на нашето тело притиска на многу тенкото сечило на скејтот, кое врши силен притисок врз мразот. Како резултат на овој притисок од скејтот, мразот почнува да се топи, формирајќи тенок слој од вода на кој лизгалката совршено се лизга.
Апликација
Анекс 1
Поларните ледени блокови и ледените брегови се движат во океанот, па дури и во пијалоците мразот никогаш не тоне на дното. Можеме да заклучиме дека мразот не тоне во вода. Зошто? Ако размислите добро, ова прашање може да изгледа малку чудно, бидејќи мразот е цврст и - интуитивно - треба да биде потежок од течен. Иако оваа изјава е точна за повеќето супстанции, водата е исклучок од правилото. Она што ги разликува водата и мразот се водородните врски, кои го прават мразот полесен во цврста состојба отколку кога е во течна состојба.
Научно прашање: зошто мразот не тоне во вода?
Да замислиме дека сме на лекција наречена „Светот околу нас“ во трето одделение. „Зошто мразот не тоне во вода?“, ги прашува наставникот децата. И децата, без длабоко познавање на физиката, почнуваат да расудуваат. „Можеби ова е магија? - вели едно од децата.
Навистина, мразот е крајно необичен. Практично нема други природни супстанции кои, во цврста состојба, би можеле да лебдат на површината на течноста. Ова е едно од својствата што ја прават водата толку необична супстанција и, искрено, тоа е она што го менува патот на планетарната еволуција.
Постојат некои планети кои содржат огромни количини на течни јаглеводороди како што е амонијак - сепак, кога овој материјал се замрзнува, тој тоне на дното. Причината зошто мразот не тоне во вода е тоа што кога водата замрзнува, таа се шири, а во исто време и се намалува густината. Интересно е што ширењето на мразот може да ги скрши камењата - процесот на глацијација на водата е толку необичен.
Научно гледано, процесот на замрзнување поставува брзи циклуси на атмосферски влијанија и одредени хемикалии ослободени на површината можат да ги растворат минералите. Генерално, замрзнувањето на водата вклучува процеси и можности кои физичките својства на другите течности не ги сугерираат.
Густина на мраз и вода
Така, одговорот на прашањето зошто мразот не тоне во вода, туку плови на површината е дека има помала густина од течноста - но ова е одговор од прво ниво. За подобро да разберете, треба да знаете зошто мразот има мала густина, зошто нештата на прво место лебдат и како густината предизвикува пливање.
Да се потсетиме на грчкиот гениј Архимед, кој открил дека по потопување на одреден предмет во вода, волуменот на водата се зголемува за бројка еднаква на волуменот на потопениот предмет. Со други зборови, ако ставите длабок сад на површината на водата и потоа ставите тежок предмет во неа, волуменот на водата што се истура во садот ќе биде точно еднаков на волуменот на предметот. Не е важно дали предметот е целосно или делумно потопен.
Својства на водата
Водата е неверојатна супстанца која главно го храни животот на земјата, бидејќи на секој жив организам му е потребна. Една од најважните својства на водата е тоа што има најголема густина на 4°C. Така, топла вода или мраз се помалку густи од студената вода. Помалку густи супстанции лебдат на врвот на погустите супстанции.
На пример, кога подготвувате салата, може да забележите дека маслото е на површината на оцетот - тоа може да се објасни со фактот дека има помала густина. Истиот закон важи и за објаснување зошто мразот не тоне во вода, туку тоне во бензин и керозин. Само што овие две супстанции имаат помала густина од мразот. Така, ако фрлите топка на надувување во базен, таа ќе исплива на површината, но ако фрлите камен во водата, ќе потоне на дното.
Какви промени се случуваат со водата кога ќе замрзне?
Причината поради која мразот не тоне во водата се должи на водородните врски, кои се менуваат кога водата ќе замрзне. Како што знаете, водата се состои од еден атом на кислород и два атоми на водород. Тие се поврзани со ковалентни врски кои се неверојатно силни. Меѓутоа, друг тип на врска што се формира помеѓу различни молекули, наречена водородна врска, е послаб. Овие врски се формираат затоа што позитивно наелектризираните атоми на водород се привлекуваат кон негативно наелектризираните атоми на кислород на соседните молекули на водата.
Кога водата е топла, молекулите се многу активни, многу се движат наоколу и брзо формираат и раскинуваат врски со другите молекули на водата. Имаат енергија да се зближат еден до друг и брзо да се движат. Па зошто мразот не тоне во вода? Хемијата го крие одговорот.
Физичко-хемија на мразот
Како што температурата на водата паѓа под 4°C, кинетичката енергија на течноста се намалува, па молекулите повеќе не се движат. Тие немаат енергија да се движат и да се скршат и да формираат врски толку лесно како на високи температури. Наместо тоа, тие формираат повеќе водородни врски со други молекули на вода за да формираат хексагонални решетки структури.
Тие ги формираат овие структури за да ги држат негативно наелектризираните молекули на кислород подалеку една од друга. Во средината на шестоаголниците формирани како резултат на активноста на молекулите, има многу празнина.
Мразот тоне во вода - причини
Мразот е всушност 9% помалку густ од течната вода. Затоа, мразот зазема повеќе простор од водата. Практично, ова има смисла бидејќи мразот се шири. Ова е причината зошто не се препорачува замрзнување на стаклено шише со вода - замрзнатата вода може да создаде големи пукнатини дури и во бетонот. Ако имате литарско шише мраз и литарско шише вода, тогаш шишето со мраз вода ќе биде полесно. Молекулите во овој момент се подалеку оддалечени отколку кога супстанцијата е во течна состојба. Ова е причината зошто мразот не тоне во вода. 
Како што се топи мразот, стабилната кристална структура се распаѓа и станува погуста. Кога водата се загрева до 4°C, добива енергија и молекулите се движат побрзо и подалеку. Ова е причината зошто топлата вода зазема повеќе простор од ладната вода и плови врз ладна вода - таа е помалку густа. Запомнете, кога сте на езеро, додека пливате, горниот слој на вода е секогаш пријатен и топол, но кога ќе ги ставите стапалата подлабоко, го чувствувате студот на долниот слој.
Важноста на процесот на замрзнување на водата во функционирањето на планетата
И покрај фактот дека прашањето „Зошто мразот не тоне во вода? за 3 одделение, многу е важно да се разбере зошто се случува овој процес и што значи тоа за планетата. Така, пловноста на мразот има важни последици за животот на Земјата. Езерата замрзнуваат на студени места во текот на зимата, дозволувајќи им на рибите и другите водни животни да преживеат под прекривка од мраз. Ако дното е замрзнато, постои голема веројатност дека целото езеро би можело да биде замрзнато.
Во такви услови, ниту еден организам не би останал жив.
Кога густината на мразот би била поголема од густината на водата, тогаш мразот во океаните би потонал, а ледените капачиња, кои во овој случај би биле на дното, нема да дозволат никој да живее таму. Дното на океанот би било полно со мраз - и во што би се претворило сето тоа? Меѓу другото, поларниот мраз е важен бидејќи ја рефлектира светлината и го спречува прегревањето на планетата Земја.
Секој знае дека мразот е замрзната вода, или подобро кажано, тој е во цврста состојба на агрегација. Но Зошто мразот не тоне во вода, туку лебди на неговата површина?
Водата е необична супстанца со ретки, дури и аномални својства. Во природата, повеќето супстанции се шират кога се загреваат и се собираат кога се ладат. На пример, живата во термометарот се крева низ тесна цевка и покажува зголемување на температурата. Бидејќи живата замрзнува на -39ºC, не е погодна за термометри што се користат во средини со тешки температури.
Водата исто така се шири кога се загрева и се собира кога се лади. Меѓутоа, во опсегот на ладење од приближно +4 ºC до 0 ºC се шири. Ова е причината зошто водоводните цевки може да пукнат во зима ако водата во нив замрзнала и се создале големи маси мраз. Притисокот на мразот на ѕидовите на цевките е доволен за да предизвика нивно пукање.
Проширување на водата
Бидејќи водата се шири кога се лади, густината на мразот (т.е. неговата цврста форма) е помала од густината на течната вода. Со други зборови, даден волумен на мраз тежи помалку од истиот волумен на вода. Ова се рефлектира со формулата m = ρV, каде што V е волуменот на телото, m е масата на телото, ρ е густината на супстанцијата. Постои обратно пропорционална врска помеѓу густината и волуменот (V = m/ρ), т.е., со зголемување на волуменот (како што водата се лади), истата маса ќе има помала густина. Ова својство на водата доведува до формирање на мраз на површината на резервоарите - бари и езера.
Да претпоставиме дека густината на водата е 1. Тогаш мразот ќе има густина од 0,91. Благодарение на оваа бројка, можеме да ја дознаеме дебелината на ледената лента што лебди по водата. На пример, ако ледената плоча има висина над водата од 2 cm, тогаш можеме да заклучиме дека нејзиниот подводен слој е 9 пати подебел (т.е. 18 cm), а дебелината на целата ледена плоча е 20 cm.
Во областа на Северниот и Јужниот Пол на Земјата, водата замрзнува и формира санта мраз. Некои од овие лебдечки ледени планини се огромни. Најголемата санта мраз позната на човекот се смета дека е со површина од 31.000 квадратни метри. километри, која беше откриена во 1956 година во Тихиот Океан.
Како водата во цврста состојба го зголемува својот волумен? Со менување на неговата структура. Научниците докажаа дека мразот има ажур структура со шуплини и празнини, кои, кога ќе се стопат, се полнат со молекули на вода.
Искуството покажува дека точката на замрзнување на водата се намалува со зголемување на притисокот за приближно еден степен на секои 130 атмосфери.
Познато е дека во океаните на големи длабочини температурата на водата е под 0 ºС, а сепак не замрзнува. Ова се објаснува со притисокот што го создаваат горните слоеви на водата. Слој вода дебел еден километар притиска со сила од околу 100 атмосфери.
Споредба на густината на водата и мразот
Дали густината на водата може да биде помала од густината на мразот и дали тоа значи дека тој ќе се удави во неа? Одговорот на ова прашање е потврден, што е лесно да се докаже со следниот експеримент.
Да земеме од замрзнувачот, каде што температурата е -5 ºС, парче мраз со големина од една третина од чаша или малку повеќе. Ајде да го ставиме во кофа со вода на температура од +20 ºС. Што набљудуваме? Мразот брзо тоне и тоне, постепено почнувајќи да се топи. Ова се случува затоа што водата на температура од +20 ºС има помала густина во споредба со мразот на температура од -5 ºС.
Има модификации на мразот (при високи температури и притисоци), кој поради поголемата густина ќе потоне во вода. Зборуваме за таканаречениот „тежок“ мраз - деутериум и тритиум (заситен со тежок и супертежок водород). И покрај присуството на истите празнини како во мразот од протиум, тој ќе потоне во вода. За разлика од „тешкиот“ мраз, протиумскиот мраз е без тешки водородни изотопи и содржи 16 милиграми калциум на литар течност. Процесот на неговата подготовка вклучува прочистување од штетни нечистотии за 80%, поради што протиумската вода се смета за најоптимална за човечкиот живот.
Значењето во природата
Фактот дека мразот лебди на површината на водните тела игра важна улога во природата. Ако водата го немаше ова својство и мразот потоне на дното, тоа ќе доведе до замрзнување на целиот резервоар и, како резултат на тоа, смрт на живите организми кои го населуваат.
Кога ќе се појави студено време, прво на температури над +4 ºС, поладна вода од површината на резервоарот тоне надолу, а топла (полесна) вода се крева. Овој процес се нарекува вертикална циркулација (мешање) на водата. Кога ќе достигне +4 ºС низ целиот резервоар, овој процес престанува, бидејќи од површината водата веќе на +3 ºС станува полесна од онаа што е долу. Водата се шири (нејзиниот волумен се зголемува за приближно 10%) и нејзината густина се намалува. Како последица на тоа што постудениот слој е на врвот, водата замрзнува на површината и се појавува ледена покривка. Поради својата кристална структура, мразот има слаба топлинска спроводливост, што значи дека ја задржува топлината. Ледениот слој делува како еден вид топлински изолатор. И водата под мразот ја задржува својата топлина. Благодарение на термоизолационите својства на мразот, нагло се намалува преносот на „ладно“ до долните слоеви на вода. Затоа, барем тенок слој вода речиси секогаш останува на дното на резервоарот, што е исклучително важно за животот на неговите жители.
Така, +4 ºС - температурата на максимална густина на водата - е температурата на преживување на живите организми во резервоар.
Користете во секојдневниот живот
Погоре спомната беше можноста за пукање на водоводните цевки при замрзнување на водата. За да се избегне оштетување на системот за водоснабдување при ниски температури, не треба да има прекини во снабдувањето со топла вода што тече низ грејните цевки. Возилото е изложено на слична опасност ако се остави вода во радијаторот на ладно време.
Сега да зборуваме за пријатната страна на уникатните својства на водата. Уметничкото лизгање е одлична забава за деца и возрасни. Дали некогаш сте се запрашале зошто мразот е толку лизгав? На пример, стаклото е исто така лизгаво, а исто така помазно и попривлечно од мразот. Но, лизгалките не се лизгаат по него. Само мразот има таква специфична прекрасна особина.
Факт е дека под тежината на нашата тежина има притисок врз тенкото сечило на лизгалката, што, пак, предизвикува притисок врз мразот и негово топење. Во овој случај, се формира тенок филм со вода, против кој се лизга челичниот нож на лизгалката.
Разлика во замрзнување на восок и вода
Експериментите покажуваат дека површината на коцка мраз формира одредена испакнатост. Ова се должи на фактот дека замрзнувањето во средината се случува последно. И проширување за време на транзицијата во цврста состојба, оваа испакнатост се крева уште повеќе. Ова може да се спротивстави со стврднување на восокот, што, напротив, формира депресија. Ова се објаснува со фактот дека восокот се собира откако ќе се претвори во цврста состојба. Течностите кои се собираат подеднакво кога се замрзнат формираат малку вдлабна површина.
За да се замрзне водата, не е доволно да се излади до точката на замрзнување од 0 ºC, таа температура мора да се одржува преку постојано ладење.
Вода измешана со сол
Додавањето кујнска сол во водата ја намалува нејзината точка на замрзнување. Токму поради оваа причина патиштата во зима се посипуваат со сол. Солената вода замрзнува на -8°C и подолу, така што додека температурата не падне барем до оваа точка, не доаѓа до замрзнување.
Мешавина од мраз и сол понекогаш се користи како „мешавина за ладење“ за експерименти на ниски температури. Кога мразот се топи, тој ја апсорбира латентната топлина потребна за трансформација од неговата околина, а со тоа ја лади. Ова апсорбира толку многу топлина што температурата може да падне под -15 °C.
Универзален растворувач
Чистата вода (молекуларна формула H 2 0) нема боја, нема вкус, нема мирис. Молекулата на водата се состои од водород и кислород. Кога други материи (растворливи и нерастворливи во вода) ќе влезат во водата, таа станува загадена, поради што во природата нема апсолутно чиста вода. Сите супстанции што се појавуваат во природата можат да се растворат во вода до различен степен. Ова се одредува според нивните уникатни својства - растворливост во вода. Затоа, водата се смета за „универзален растворувач“.
Гарант за стабилна температура на воздухот
Водата полека се загрева поради високиот топлински капацитет, но, сепак, процесот на ладење се случува многу побавно. Ова им овозможува на океаните и морињата да акумулираат топлина во лето. Ослободувањето топлина се случува во зима, поради што нема остра промена на температурата на воздухот на територијата на нашата планета во текот на целата година. Океаните и морињата се оригиналниот и природен топлински акумулатор на Земјата.
Површински напон
Заклучок
Фактот дека мразот не тоне, туку лебди на површината, се објаснува со неговата помала густина во споредба со водата (специфичната густина на водата е 1000 kg/m³, на мразот - околу 917 kg/m³). Оваа теза е точна не само за мразот, туку и за кое било друго физичко тело. На пример, густината на хартиениот брод или есенскиот лист е многу помала од густината на водата, што ја обезбедува нивната пловност.
Сепак, својството на водата да има помала густина во цврста состојба е многу ретка по природа, што е исклучок од општото правило. Само металот и леано железо (легура на металното железо и неметалниот јаглерод) имаат слични својства.
2015-03-27
Топлата вода, ладејќи, станува погуста и, според тоа, тоне на дното. Односно, мразот прво треба да се формира на дното на езерото. Но, овој процес се случува само до 4 степени Целзиусови, тогаш водата почнува повторно да се шири и станува помалку густа. Така, во точка блиску до замрзнување, ладна вода исплива на површината, а топлата вода тоне на дното. На крајот, водата на врвот на езерото во зимски услови ќе замрзне и ќе се претвори во слој мраз. Дополнително, кога водата замрзнува и се претвора во мраз, мразот станува значително помалку густ од водата и продолжува да лебди на површината на езерото.
Мразот има помала густина од водата поради фактот што има хексагонална кристална структура. Секоја молекула на вода се состои од два атоми на водород поврзани со атом на кислород. Кога се формира мраз, водородните атоми на едната молекула формираат слаби водородни врски со атоми на кислород на другите две молекули на вода. Порамнетите молекули на вода во овој модел заземаат повеќе простор од хаотично измешаните молекули во течна вода. Затоа, мразот е помалку густ. Од истата причина, водата под 4 Целзиусови степени станува се помалку густа.
Сега разбираме зошто мразот лебди на површината на водата, но како функционира на водните тела? Замислете дека е почеток на зимата, а температурата неодамна падна под нулата. Воздухот ја менува температурата побрзо од водата - поради што водата во воденото тело се чини дека е многу потопла навечер. Воздухот се лади ноќе, но водата во акумулацијата останува речиси исто толку топла. Така, иако воздухот е ладен, водата не замрзнува. Водата во горниот дел од резервоарот е во директен контакт со ладен воздух и постојано се лади. Мразот што се формира на површината исто така делува како бариера или изолатор помеѓу студениот воздух и топлата вода одоздола.
Последниот факт овозможува водата во езерата и езерата да не замрзнува до самото дно, што им овозможува на растенијата и рибите да ја преживеат зимата во северните услови.
Зошто мразот лебди во вода? Зошто водата е способна да раствори толку многу различни супстанции? Зошто крпата е способна да апсорбира вода од дното кон врвот, спротивно на законите на гравитацијата? Ако претпоставиме дека водата дошла кај нас од друг свет, овие и други мистерии околу водата ќе изгледаат помалку тешки за разбирање.
Ако водата се однесуваше како сите други материи на земјата, јас и ти немаше да постоиме.
Водата е нешто толку едноставно што ретко размислуваме за неа. Сепак, нема ништо помистериозно од обична вода. Најголемата мистерија на водата: зошто мразот лебди. Секоја друга супстанција, преминувајќи од течна во цврста состојба, станува потешка како што се зголемува густината на супстанцијата.
Водата, преминувајќи од течна во цврста состојба, напротив, станува полесна.
Во структурата на мразот, честичките на водата се распоредени на многу уреден начин, со многу слободен простор помеѓу честичките. Волуменот на мразот е поголем од волуменот на водата од која е формиран. Волуменот е поголем, густината помала - мразот е полесен од водата, па затоа не тоне во вода. Огромните блокови мраз и сантите мраз не тонат во вода.
- Кога мразот повторно се претвора во вода, честичките стануваат стотици илјади пати поактивни, а празниот простор се пополнува.
Течната форма на водата е погуста и потешка од цврстата форма. Водата станува најтешка на температура од + 4°C. Како што се зголемува температурата, честичките на водата стануваат поактивни, што доведува до намалување на нејзината густина.
Колку и да е студена зимата над резервоарот, температурата на водата на дното е константна: +4°C. Сè што живее на дното може да преживее долги зими под мразот. Мразот е полесен од водата. Со својата обвивка на површината на водата, го штити дното на резервоарот од смрзнување.
Се вчитува...
