Sovuq mavsum boshlanganda harorat pasaya boshlaydi. Barcha daryolar, ko'llar, ko'llar va hatto daryolar noldan past haroratlarda konkida uchish maydonchalariga aylanadi. Biroq, ko'pchilik okeanning bunday haroratda muzlamasligini payqadi. Qishda dengizda bo'lgan har bir kishi, ehtimol, suv ko'llardagi kabi bir xil haroratda muzlamasligini payqadi.
Bu degani, okean hech qachon muzlamaydi. Agar siz Shimoliy yoki Janubiy qutbning fotosuratlarini ko'rsangiz, unda bu joylarda borligini ko'rasiz qutbli muz. Agar bu hududlarda okean muzlab qolsa, nega boshqa joylarda ham xuddi shunday bo‘lmaydi?
Chuchuk suvning muzlash nuqtasi 0 ° C yoki Farengeyt 32 ° dir. Suvda tuzning mavjudligi muzlash nuqtasini pasaytiradi. Suvdagi tuz qancha ko'p bo'lsa, muzlash nuqtasi shunchalik past bo'ladi.
Toza suv muzlaganda, vodorod va kisloroddan tashkil topgan suv molekulalari bir-biriga bog'lanib, muzning kristalli tuzilishini hosil qiladi. Tuzning mavjudligi suv molekulalarining bunday moddani hosil qilishini qiyinlashtiradi. Shunday qilib, suv molekulasining tuzilishiga kiradigan tuz muzning shakllanishiga to'sqinlik qiladi. Tuz ham muzni kesib, suv molekulalarini tuzilishdan chiqarib tashlaydi ... shu bilan uni eritadi.
Tuz molekulalari suv molekulalarini siqib chiqarganda, muzlash tezligi sekinlashadi. Shuning uchun muzli yo'llarda tuz ko'pincha ishlatiladi. Bu muzlashni qiyinlashtiradi va avtoulovchilar uchun xavfsizroq qiladi.
Okean suvining sho'rligi har xil bo'lsa-da, ko'pincha har 1000 an'anaviy suv birligi uchun taxminan 35 gramm tuzni o'z ichiga oladi. Bu fakt muzlash nuqtasini pasaytiradi dengiz suvi-1,8 ° Tselsiy va 28,8 ° Farengeytgacha. Shunday qilib, okeandagi suv muzlaydi, ammo buning uchun pastroq haroratga erishish kerak.
Dengiz suvining muzlashiga ta'sir qiluvchi yana bir omil harakat bilan bog'liq. Suv tanasidan farqli o'laroq, okean to'lqinlari doimiy harakatda bo'lib, suv osti oqimlari ham mavjud. Bu suvning issiqlikni ushlab turishiga yordam beradi. Natijada, faqat juda sovuq hududlarda, masalan, Shimoliy yoki Janubiy qutb, qoida tariqasida, suvni muzlatib qo'yadigan etarlicha past harorat hosil bo'ladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, okeanlardagi suvning faqat kichik bir qismi muzlaydi. Tuz molekulalari muz yuzasiga cho'kadi. Natijada, qutb muzi eritilishi mumkin bo'lgan chuchuk suv muzidir ichimlik suvi!
Dunyo okeanining 15% ga yaqini yilning kamida bir qismida dengiz muzlari bilan qoplangan. Bu unchalik ko'p ko'rinmasligi mumkin, ammo bu hudud taxminan 10 million kvadrat kilometr dengiz muzidan iborat.
Sovuq havoning boshlanishi bilan ko'llar yuzasida yupqa muz qobig'i paydo bo'ladi, bu suv haroratining 1 darajagacha pasayishi oqibatidir. salbiy qiymatlar. Ammo qishda, havo harorati 30 darajadan pastga tushganda, ko'llar yuzasida ta'sirchan muz qatlami hosil bo'ladi, lekin katta ko'llar hech qachon to'liq muzlamaydi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda?
Ma'lum bo'lishicha, suv harorati pasayishni boshlaganda, yopiq suv havzalarida juda qiziqarli narsalar sodir bo'ladi. Chuchuk suv o'zining noyob molekulyar tuzilishi tufayli +4ºS haroratda maksimal zichlikka ega. Suv harorati pasayishda davom etsa, ko'lda har xil haroratli qatlamlar ajralib, mavsumiy termoklinni hosil qiladi.
Harorati + 1-2 ° C bo'lgan suv har doim pastki qismida joylashgan + 4 ° C haroratli suv qatlamidan engilroq. Suv massalarining zaif aylanishi tufayli (va biz bu daryo emas, balki chuqur ko'l ekanligini eslaymiz), faol aralashtirish va haroratni tenglashtirish sodir bo'lmaydi. Shu sababli, taxminan +4 daraja haroratli suv har doim suv omborining pastki qismida joylashgan. Asta-sekin o'sib borayotgan muz qatlami yoki undan ko'p sovuq suv suv omborining yuqori qismida ko'lning tubigacha muzlashiga yo'l qo'yilmaydi. Baliqlar va boshqa suv jonzotlari ko'lda muz bo'lagiga aylanib qolishdan qo'rqmasdan yashashda davom etadilar.
Albatta, bu qoida kichik ko'llar uchun ishlamaydi va salbiy harorat kelishi bilan ular tubiga muzlashi mumkin. Ehtiyotkor baliq, qoida tariqasida, bunday xavfli qishlash joylarini oldindan tark etib, daryolarga yoki qo'shni chuqurroq ko'llarga boradi.
Sovuq havoning boshlanishi bilan ko'llar yuzasida yupqa muz qobig'i hosil bo'ladi, bu suv haroratining salbiy qiymatlarga tushishi oqibatidir. Ammo qishda, havo harorati 30 darajadan pastga tushganda, ko'llar yuzasida ta'sirchan muz qatlami hosil bo'ladi, lekin katta ko'llar hech qachon to'liq muzlamaydi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda?
Ma'lum bo'lishicha, suv harorati pasayishni boshlaganda, yopiq suv havzalarida juda qiziqarli voqealar sodir bo'ladi. Chuchuk suv o'zining noyob molekulyar tuzilishi tufayli +4ºS haroratda maksimal zichlikka ega. Suv harorati pasayishda davom etsa, ko'lda har xil haroratli qatlamlar ajralib, mavsumiy termoklinni hosil qiladi.
Harorati + 1-2 ° C bo'lgan suv har doim pastki qismida joylashgan + 4 ° C haroratli suv qatlamidan engilroq. Suv massalarining zaif aylanishi tufayli (va biz bu daryo emas, balki chuqur ko'l ekanligini eslaymiz), faol aralashtirish va haroratni tenglashtirish sodir bo'lmaydi. Shu sababli, taxminan +4 daraja haroratli suv har doim suv omborining pastki qismida joylashgan. Suv omborining yuqori qismidagi asta-sekin o'sib borayotgan muz qatlami va sovuqroq suv ko'lning tubigacha muzlashiga yo'l qo'ymaydi. Baliqlar va boshqa suv jonzotlari ko'lda muz bo'lagiga aylanib qolishdan qo'rqmasdan yashashda davom etadilar.
Albatta, bu qoida kichik ko'llar uchun ishlamaydi va salbiy harorat kelishi bilan ular tubiga muzlashi mumkin. Ehtiyotkor baliq, qoida tariqasida, bunday xavfli qishlash joylarini oldindan tark etib, daryolarga yoki qo'shni chuqurroq ko'llarga boradi.
Suv uchta agregat holatida kuzatilishi mumkin bo'lgan moddadir. U muzlashi va qattiq muz bo'lishi mumkin, u suyuq holatda bo'ladi va u bug' shaklida ham mavjud - nafaqat hammomda, balki osmonda, bulutlar shaklida ham. Biroq, ushbu maqola doirasida biz uning birinchi holatiga, mustahkamligiga e'tibor qaratamiz.
Suv muzlaydi, kristallar hosil qiladi qattiq muz. Muz daryolar, ko'llar va boshqa suv havzalarini qoplaydigan ko'p kilometrli sirtlarni hosil qilishi mumkin. Shu bilan birga, u suyuq suvdan engilroq bo'lib chiqadi va har doim tepada. Pastroq harorat tufayli suv muzlaydi.
Haroratlar va moddalarning agregatsiya holati
Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, har qanday moddaning molekulalari shunchalik uzoqroq bo'ladi. Ularning bir-biridan uzoqlashishi moddaning yumshatilishiga olib keladi, u avval suyuq, keyin esa butunlay gazga aylanadi. Bu jarayonni tigelda eritilib, suyuq holga keladigan temir misolida ko'rish mumkin. Haroratning kuchli oshishi bilan u gazga aylanishi mumkin, ya'ni bug'lanadi, ammo buning uchun harorat haqiqatan ham yuqori bo'lishi kerak.
Oddiy xona haroratidagi suv suyuqlikdir. Harorat ko'tarilsa, u bug'ga aylanadi va harorat pasayganda muzga aylanadi. Axir, haroratni pasaytirish molekulalarga teskari ta'sir ko'rsatadi - ular bir-biriga yaqinlashadi. Va ular yaqinlashganda, modda qattiqroq va zichroq bo'ladi. Xuddi shu ta'sirga har qanday moddani mexanik bosish orqali erishish mumkin - u yana molekulalarning yaqinligi tufayli qattiqroq bo'ladi.
Qiziqarli:
Nima uchun shakar eriydi?
Harorat tushganda nima bo'ladi?
Suv sovuq haroratga duchor bo'lganda, molekulalar bir-biriga yaqinlashib, olti burchakli shakllarni hosil qiladi. Albatta, bu suv kristallari bo'lgan qor parchalari. Suvning sovishi va uning kristallanishi aslida bir xil jarayonni tavsiflovchi sinonimlardir. Suv 0 daraja haroratda kristallanishni boshlaydi - bu Selsiy shkalasida nol sifatida qabul qilinadi. Agar Amerika Farengeyt shkalasini hisobga oladigan bo'lsak, suvning qotib qolishi 32 darajada sodir bo'ladi.
Ammo suv kristallarini yaratish uchun sizga asos, ba'zi aralashmalar yoki suspenziyalar kerak bo'ladi, buning natijasida bu jarayon boshlanadi. Va agar suv mutlaqo toza bo'lsa, bu erda bir oz boshqacha hodisa kuzatiladi - ba'zida u faqat -40 darajada muzlaydi, nol va boshqa juda past bo'lmagan darajalarda u suyuqlik bo'lib qoladi. Biroq, u faqat ichida muzlamaydi tinch holat. Agar siz uni noldan past haroratlarda silkitsangiz, u darhol muzga aylanadi.
Suv bilan bog'liq ko'plab paradokslar mavjud. Va yuqorida tavsiflangan nuancega qo'shimcha ravishda, muz ko'proq hajmni egallashini ta'kidlash kerak suyuq suv, ya'ni muzlaganda bu modda kengayadi, boshqalari esa, aksincha, kamroq hajmni egallaydi. past haroratlar. Aynan muzning paydo bo'lishi paytida suvning kengayishi bilan qish uchun suv bilan to'ldirilgan bochkalar, quvurlar va boshqa narsalarning yorilishi bog'liq.
Muzlash vaqtida molekulalar bir-biridan biroz uzoqlashadi, bu esa bu ta'sirni beradi. Aynan shu omil muzlagan havo pufakchalari bilan birga muzni suzuvchi qiladi. Agar u pastdan cho'kib ketgan yoki hosil bo'lgan bo'lsa, ham Tirik mavjudot suv omborlarida qishda omon qololmaydi. Ammo muz yuzasida hosil bo'lib, u erda qolishi bilan, aksincha, suvning issiqligini saqlab qoladi va qishda himoya funktsiyasini bajaradi, hayvonlar, o'simliklar va baliqlarga qishlash va tirik qolish imkoniyatini beradi.
Chuqur kuz. Kunlar tobora qisqarmoqda. Quyosh og'ir bulutlar ortidan bir daqiqaga ko'rinadi, qiya nurlari bilan yer bo'ylab sirg'alib, yana g'oyib bo'ladi. Sovuq shamol bo'm-bo'sh dalalar va yalang'och o'rmonlar bo'ylab bemalol yurib, boshqa joydan tirik qolgan gulni yoki shoxga yopishgan bargni qidirib, uni yuqoriga ko'tarib, so'ng uni ariqga, chuqurga yoki jo'yakga tashlaydi. Ertalab ko'lmaklar allaqachon tiniq muz bo'laklari bilan qoplangan. Faqat chuqur hovuz hali ham muzlashni xohlamaydi va shamol hali ham uning kulrang yuzasini to'lqinlantiradi. Ammo endi momiq qor parchalari miltillay boshladi. Ular uzoq vaqt davomida havoda aylanib yuradilar, go'yo sovuq, noqulay yerga tushishga jur'at etmaydilar. Qish kelmoqda.
Hovuz qirg'oqlari yaqinida dastlab hosil bo'lgan yupqa muz qobig'i o'rtada chuqurroq joylarga sudralib boradi va tez orada butun sirt tiniq muz bilan qoplanadi. shaffof shisha muz. Ayozlar urib, muz qalinlashdi, qalinligi deyarli bir metrga etdi. Biroq, pastki qismi hali ham uzoqda. Qattiq sovuqlarda ham suv muz ostida qoladi. Nega chuqur hovuz tubiga qadar muzlamaydi? Suv omborlari aholisi bu suvning xususiyatlaridan biri uchun minnatdor bo'lishlari kerak. Bu xususiyat nima?
Ma’lumki, temirchi avval temir shinani isitadi, so‘ng uni g‘ildirakning yog‘och chetiga qo‘yadi. Shina sovishi bilan u qisqaradi va jant atrofida mahkam joylashadi. Reylar hech qachon bir-biriga yaqin yotqizilmaydi, aks holda quyoshda qizdirilganda ular albatta egilib qoladi. Agar siz to'liq shisha moyni to'kib tashlasangiz va uni iliq suvga qo'ysangiz, yog' toshib ketadi.
Bu misollardan ma'lum bo'ladiki, qizdirilganda jismlar kengayadi; Sovutganda ular qisqaradi. Bu deyarli barcha jismlar uchun to'g'ri keladi, lekin suv uchun buni so'zsiz aytib bo'lmaydi. Boshqa jismlardan farqli o'laroq, suv qizdirilganda o'ziga xos tarzda harakat qiladi. Agar qizdirilganda tana kengayib ketsa, demak u kamroq zichroq bo'ladi, chunki bu tanada bir xil miqdordagi modda qoladi, lekin uning hajmi ortadi. Shaffof idishlarda suyuqliklarni qizdirganda, pastdan issiqroq va shuning uchun kamroq zich qatlamlar ko'tarilib, sovuqlari esa pastga tushishini kuzatish mumkin. Aytgancha, bu suvning tabiiy aylanishi bilan suv isitish moslamasi uchun asosdir. Radiatorlarda suv soviganida, u zichroq bo'ladi, pastga tushadi va qozonga kiradi, u erda allaqachon isitiladigan suvni yuqoriga siljitadi va shuning uchun kamroq zichroq.
Xuddi shunday harakat hovuzda sodir bo'ladi. Issiqligini sovuq havoga berib, suv hovuz yuzasidan soviydi va zichroq bo'lib, pastki issiq, kamroq zich qatlamlarni almashtirib, tubiga cho'kishga moyil bo'ladi. Biroq, bunday harakat faqat barcha suv plyus 4 gradusgacha sovib ketguncha sodir bo'ladi. Pastki qismida 4 daraja haroratda to'plangan suv, hatto uning sirt qatlamlari pastroq haroratga ega bo'lsa ham, endi yuqoriga ko'tarilmaydi. Nega?
4 daraja haroratda suv eng yuqori zichlikka ega. Boshqa barcha haroratlarda - 4 darajadan yuqori yoki pastda - suv bu haroratga qaraganda kamroq zichroq bo'lib chiqadi.
Bu suvning boshqa suyuqliklar uchun umumiy bo'lgan qonunlardan og'ishlaridan biri, uning anomaliyalaridan biri (anomaliya normadan chetga chiqishdir). Boshqa barcha suyuqliklarning zichligi, qoida tariqasida, erish nuqtasidan boshlab, qizdirilganda kamayadi.
Hovuz soviganida keyin nima bo'ladi? Suvning yuqori qatlamlari kamroq va kamroq zichroq bo'ladi. Shuning uchun ular sirtda qoladi va nol darajada muzga aylanadi. Keyinchalik sovishi bilan muz qobig'i o'sib boradi va uning ostida hali ham noldan 4 darajagacha bo'lgan suyuq suv mavjud.
Bu erda, ehtimol, ko'pchilikning savoli bor: nima uchun muzning pastki cheti suv bilan aloqa qilsa, erimaydi? Chunki muzning pastki qirrasi bilan bevosita aloqada bo'lgan suv qatlami nol daraja haroratga ega. Bu haroratda muz va suv bir vaqtning o'zida mavjud. Muzning suvga aylanishi uchun, keyinroq ko'rib turganimizdek, katta miqdorda issiqlik kerak. Ammo bu issiqlik u erda emas. Nol darajali haroratli engil suv qatlami muzdan iliq suvning chuqur qatlamlarini ajratib turadi.
Ammo endi tasavvur qiling-a, suv boshqa suyuqliklar kabi harakat qiladi. Barcha daryolar, ko'llar va ehtimol, bir oz sovuq etarli bo'ladi shimoliy dengizlar, qishda ular pastki qismga qadar muzlashadi. Suv osti shohligidagi ko'plab tirik mavjudotlar o'limga mahkum bo'lar edi.
To'g'ri, agar qish juda uzoq va shiddatli bo'lsa, unda juda chuqur bo'lmagan ko'plab suv omborlari tubiga qadar muzlashi mumkin. Ammo bizning kengliklarda bu juda kam uchraydi. Muzning o'zi suvning muzlashiga yo'l qo'ymaydi: u issiqlikni yomon o'tkazadi va suvning pastki qatlamlarini sovutishdan himoya qiladi.
