Suyun donduğu zaman genişlənmə qüvvəsi. Böyük neft və qaz ensiklopediyası

Su planetimizdə ən çox yayılmış və ən sirli maddədir. Qədim dövrlərdən bəri məlum olan sadə xüsusiyyətlərə malikdir. Məhz bu xüsusiyyətləri sayəsində onu “həyatın əsası” adlandırırlar. Bəs bu xassələrin “möcüzəsi” nədir? Gəlin bunu anlayaq.

Mayelik. Bütün mayelərin, o cümlədən suyun əsas xüsusiyyəti. Xarici qüvvələrin təsiri altında istənilən damar şəklini almağa qadirdir. Və bu, onun hər yerdə mövcudluğunu təmin edir. Su su kəmərləri ilə axır, göllər, çaylar və dənizlər əmələ gətirir. Və ən əsası, onu həmişə özünüzlə istənilən rahat bağlamada - kiçik şüşədən tutmuş nəhəng bir çənə qədər apara bilərsiniz.

temperatur xüsusiyyətləri.İsti su soyuq sudan daha yüngüldür və həmişə yüksəlir. Ona görə də şorbanı hər tərəfdən deyil, yalnız aşağıdan qızdırmaqla bişirə bilərik. "Konveksiya" adlanan bu fenomenə görə quru su obyektlərinin sakinlərinin əksəriyyəti səthə daha yaxın yaşayırlar.

Ancaq suyun istilik xüsusiyyətlərindən ən vacibi onun yüksək istilik tutumudur - dəmirdən 10 dəfə böyükdür. Bu o deməkdir ki, onu qızdırmaq üçün böyük miqdarda enerji lazımdır, lakin soyuduqda eyni miqdarda enerji ayrılır. Evlərimizdəki istilik sistemləri bu prinsipə əsaslanır - və sənayedə istifadə olunan soyutma sistemləri.

Bundan əlavə, dənizlər və okeanlar Yerin temperatur tənzimləyicisi rolunu oynayır, mövsümi temperatur dalğalanmalarını yumşaldır, yayda istiliyi qəbul edir, qışda isə onu buraxır. İstilik tutumu və konveksiyanın birləşməsi ilə siz hətta bütün qitəni qızdıra bilərsiniz! Söhbət “Avropanın əsas batareyası”ndan, Gulfstrim-in isti cərəyanından gedir. Atlantik okeanının səthi ilə hərəkət edən nəhəng isti su axınları onun sahillərində bu enliklər üçün xarakterik olmayan rahat bir temperatur təmin edir.

Dondurma. Suyun donma nöqtəsi şərti olaraq 0 dərəcəyə bərabərdir, lakin əslində bu parametr bir sıra amillərdən asılıdır: atmosfer təzyiqi, suyun yerləşdirildiyi konteyner və tərkibindəki çirklərin olması.

Su özünəməxsusdur ki, digər maddələrdən fərqli olaraq, donduqda genişlənir. Sərt qışlarımızla bu, bəlkə də mənfi xüsusiyyət adlandırıla bilər. Dondurma və həcmdə artan su (daha doğrusu, artıq buz) sadəcə metal boruları cırır.

Beləliklə, bərk vəziyyətə keçərkən su həcmdə artır, lakin daha az sıx olur. Buna görə də buz həmişə sudan yüngüldür və onun səthində yerləşir. Bundan əlavə, istiliyi zəif keçirir: hətta ən soyuq qışda planetin su anbarlarında həyat qorunur. Axı, buz "yastığı" nə qədər qalın olarsa, altındakı su daha isti olur. Həmçinin, bu mülkün sayəsində bəzi xalqlar hələ də “buzlaqlar” deyilən yerləri - zirzəmilər və ya buzla örtülmüş mağaralar tikirlər, hətta yayda belə əriməyən və qidanın çox uzun müddət saxlanmasına imkan verir.

Bəzi alimlər hətta qlobal istiləşmə ilə mübarizə üçün buzdan istifadə etməyi təklif ediblər. İdeyanın mahiyyəti bundan ibarətdir - xüsusi gəmi Antarktidaya yaxın yerdə sürüşən aysberqi yedəyə alır. Və sonra onu insanların istidən əziyyət çəkdiyi isti iqlimlərə sürükləyir. Aysberq əriyir, bütün sahilyanı bölgəni soyuyur. Bu, əksinə, yalnız insan tərəfindən yaradılan "Gulf Strim"dir.

Qaynama. Soyuq buzdan isti buxara keçək. Hamımız bilirik ki, su 100 dərəcədə qaynayır. Ancaq bu, yalnız normal hava tərkibi və atmosfer təzyiqi şəraitində olur. Ancaq təzyiqin aşağı olduğu və havanın seyrək olduğu Everestin zirvəsində çaydanınız artıq 68 dərəcədə qaynayacaq! Qaynar su zərərli mikroorqanizmləri öldürməyə kömək edir. Həmçinin, buxarda hazırlanmış qidalar qızardılmış qidalardan çox daha sağlamdır.

Bundan əlavə, su buxarını sivilizasiyanın əsl mühərriki adlandırmaq olar. Buxar maşınlarının yaşından 100 il keçməyib və bir çox insanlar hələ də səhvən dəmir yolu lokomotivlərini (hazırda əsasən elektrik enerjisi ilə işləyən) "buxar lokomotivləri" adlandırırlar.

Yeri gəlmişkən, elektrik haqqında. Buxar olmasaydı, yenə də nadir və bahalı bir maraq olardı. Axı, əksər elektrik stansiyalarının iş prinsipi isti buxarın təzyiqi altında rotorun fırlanmasına əsaslanır. Müasir atom elektrik stansiyaları köhnə kömür və ya neft stansiyalarından yalnız suyun qızdırılması prinsipi ilə fərqlənir. Hətta innovativ və təhlükəsiz günəş enerjisi də buxardan istifadə edir: nəhəng güzgülər böyüdücü şüşə kimi günəş şüalarını su çəninə yönəldir və onu elektrik turbinləri üçün buxara çevirir.

Dağılma. Suyun başqa bir mühüm xüsusiyyəti, onsuz təkcə elm və sənaye deyil, həyatın özü də qeyri-mümkün olardı! Sizcə, qan plazmasının sevimli soda ilə nə ortaqlığı var? Cavab sadədir: soda müxtəlif duzların, mineralların və qazların sulu məhluludur. Plazma 90% sudan, həmçinin zülallardan və digər maddələrdən ibarətdir. Canlı orqanizmin hər bir hüceyrəsi ehtiyac duyduğu maddələri sulu məhlul şəklində də alır.

Su ən sadə, ən təhlükəsiz, lakin buna baxmayaraq, ən etibarlı təbii həlledicidir. Onun mobil molekulları arasında demək olar ki, hər hansı bir maddə "sürünə" bilər - mayelərdən metallara qədər. Bu gözəl xüsusiyyət bəşəriyyət yaranandan bəri diqqəti cəlb edir. Qədim rəssamlar mağara divarlarına rəsm çəkmək üçün təbii boyaları suda həll edirdilər. Sonra dəyənək orta əsr kimyagərləri tərəfindən ələ keçirildi, hər hansı bir materialı qızıla çevirən "fəlsəfə daşı" əldə etmək ümidi ilə müxtəlif maddələr suda həll edildi. İndi bu xüsusiyyət müasir kimyaçılar tərəfindən uğurla istifadə olunur.

Səthi gərginlik.Əksər insanlar suyun səthi gərginliyi haqqında eşidəndə yalnız gölməçənin və ya gölməçənin səthi boyunca sürüşən su nərdivanı böcəklərini düşünürlər. Bu arada, suyun bu xüsusiyyəti olmadan əllərinizi belə yumaq mümkün deyil! Məhz onun sayəsində sabun köpüyü əmələ gəlir. Onsuz əllərinizi dəsmal ilə qurutmaq da çətindir. Axı, bütün emici materiallarda (kağız dəsmal və ya mikrofiber parça olmasının fərqi yoxdur) səthi gərginlik səbəbindən nəmin udulduğu mikroskopik məsamələrə malikdir. Eyni səbəbdən, su bitkilərin köklərinə nüfuz edən ən incə kapilyarlardan keçir. Quru bina qarışıqlarının hazırlanması da əlavə olunan suyun səthi gərginliyi səbəbindən mümkündür.

Su molekulları bir-birinə aktiv şəkildə cəlb olunur, nəticədə müəyyən bir həcmdə səthi minimuma enir. Məhz buna görə də istənilən mayenin təbii forması kürədir. Sıfır ağırlıqda olmaqla bunu asanlıqla yoxlamaq olar. Baxmayaraq ki, belə bir təcrübə üçün kosmosa uçmaq lazım deyil, sadəcə bir şprisdən istifadə edərək bir stəkan bitki yağına bir az su vurmaq və onun toplara necə yığıldığını izləmək kifayətdir.

• >

  Güman edirəm ki, buzun donmamış sudan yüngül olması nəticəsində ilk buz kristalları yuxarı qalxır, bir-biri ilə birləşir və yuxarı hissədə donma daha tez baş verir.

  Qeyd etmək lazımdır ki, digər tərəfdən, tam əksinə hərəkət edən, isti suyu yuxarıya qaldıran və orada buz əmələ gəlməsinin qarşısını alan konveksiya var. Ancaq mənə elə gəlir ki, yavaş vahid dondurma ilə bu təsir düzəldilir.

• TAM bir banka suyu necə lehimləmək olar?

  Razıyam. Mükəmməl lehimləmə burada işləmir. Beləliklə, suyun axmadığı müddətcə lehimin üstünə yapışdırın. Yeri gəlmişkən, lehimləmə yerində su buxarı həqiqətən bir lehimləmə dəmiri ilə qızdırıldıqda əmələ gəlir.

  Aydındır ki, suyun həcmi orijinala qayıdacaq. Bununla birlikdə, nəyə görə - içəriyə basılacaq dib deyil (çox tağlı olub), qutunun yan divarı olduğuna dair bir fərziyyə var.

  Kavanoz tamamilə hermetik olsaydı, bəli, yan divar sıxılacaqdı. Amma yenə də hava daxil olur. Buna görə də, defrostdan sonra məlum olur ki, hava yuxarıdan görünür, dondurma zamanı dibi daha da sıxılır və tamamilə atılana qədər.

  P.S. Bu gün bankanı əridib ikinci dondurucuya qoydum. Görək bundan nə çıxacaq...

• 1. Mən lehimləməyə çalışdım, işləmir! Mən ancaq yarı avtomat (elektrik qaynaq) ilə dəmləyə bildim dondum dibini əritdim qarışmadım havadan fikirləşdim başqa banka götürdüm kameradan pipka lehimlədim hava ilə yoxladım 2 atm heç bir sızma su ilə dolu hava yox! dondu əridi tərəflər demək olar geri çəkilmədi bir saatdan sonra yoxlanıldı həddindən artıq təzyiq var və mənə elə gəlir ki, su donub əridiləndə orada həll olunan hava buraxılır və buna görə də tərəflər geri çəkilmir.
  2, su yuxarıdan kristallaşır (qışda çay, su bareli) buz sudan daha yüngüldür, məncə soyuq keçiricilik.
• kavanoz südün altındakı sizinkinizlə eynidir, hər şey əridikdən sonra gərginliyiniz bir qədər aşağı düşdüyü kimi baş verdi, otaq temperaturunda əridi, mənə elə gəlir ki, mənim vəziyyətimdə suyun temperaturunu nəzərə almağa dəyər 7 dərəcə, və otaq istiliyi 25 dərəcə də böyük ehtimalla təsir edir. indi yoxlayıram ki, bankalar tikişi yuxarıya, tikişi aşağıya doğru yan üstə qoyulsa, nə olacaq!
• > 1. Niyə donmuş su alt örtüyü sıxaraq çıxarır və praktik olaraq yuxarıya təsir etmir?
  Bankanın plastik qabda olduğunu nəzərə alsaq, dondurma prosesinin bərabər getmədiyinə inanıram. Kavanozun yuxarı hissəsi əvvəlcə donmağa başladı, çünki soyuğa daha yaxın idi, aşağı hissəsi isə plastik və quyunun divarları arasında yerləşirdi. konservlər hava yuxarıdan bir az daha isti idi. Bundan əlavə, konservanın yuxarı hissəsinin içindəki buzlanma ona əlavə güc verdi, lakin buza çevrilərək su genişləndi və quyunun aşağı hissəsindəki mayenin üzərinə basdı. banklar.
• > 1. Niyə donmuş su alt örtüyü sıxaraq çıxarır və praktik olaraq yuxarıya təsir etmir?

  1. Yuxarıdan buz əmələ gəlir. bu, soyuducu (4 dərəcədən 0-a qədər) soyutma zamanı sıxlığın azalması səbəbindən soyutma (müəllifin yazdığı kimi dondurucu su deyil) yuxarıya qalxması ilə bağlıdır.
  2. həcmin artması səbəbindən soyudulması (müəllifin yazdığı kimi, suyu dondurmur) artıq qapağa deyil, qüvvəni bütün sahəyə bərabər paylayan buz "şaybasına" basır. qapaq. örtünün "ən zəif" hissəsi (mərkəzdən) ən "güclü" hissələrlə (yan divarların yaxınlığında) eyni təzyiqə məruz qalır. nəticədə soyuducu suyun yaratdığı qüvvə örtüyün "güclü" hissəsi ilə söndürülür. alt hissədə buz yoxdur, su "güclü" hissələrə basır, əyilmirlər, ümumi təzyiq "güclü"lər tərəfindən udulmayaraq "zəif" hissələrə keçir (çünki qüvvə vasitəsilə ötürülür bütün istiqamətlərdə su). buna bənzər bir şey.

• Tov. Alimlər! Və kimsə mənə deyə bilərmi ki, donmuş su və bunun nəticəsində yaranan buz gəminin divarlarına hansı təzyiq göstərir?
• Ağıllı olmayın. O, dibdən itələdi, çünki cazibə qüvvəsi də bu qabda işləyir + dibinin donma zamanı ən yüksək su sıxlığına malik olması, ona görə də alt hissədə olduğu kimi yuxarıda genişlənmə üçün çox kütlə yox idi.

  Təzyiq p1/p2 = ((n su)/(n buz))*T1/T2-dən hesablana bilər.

  Alt qapaq həmişə sıxılaraq çıxarılacaq, istisna olmaqla, banka daimi fırlanma vəziyyətində donacaq. Və ya cazibə qüvvəsi olmadıqda.

  Yuxarıdakı tənlik üçün buzun temperaturunu almaq üçün qutunun temperaturunu ölçürük, Q1=Q2, Q1=c*m*dT (can)
  Q2=c2*m2*dT2 + dL*m + c3*m2*dT3
  su soyuyur + su kristallaşır + buz soyuyur
  dT3 = (c*m*dT-c2*m2*dT2-dL*m)/(c3*m2)

  Bu, buzun temperaturunun dəyişməsi olacaq.
  Onu T=0+273-dT3 ilə əvəz edin - T2 temperaturu olacaq.
  Temperatur T1 - su - su banka ilə termodinamik tarazlığa daxil olduqda bir termometr ilə.

  P2 - buz təzyiqi, p1=pa+((m*9.8)/S(alt))

  Deyəsən hamısı var.
  P2 əldə edin, bu, bir miqdar üçün bankanızı sıxmaq üçün tələb olunan təzyiqə bərabər olacaq.

  Sadələşdirilmiş formada bu problem belə görünür və nəticə tamamilə dəqiq deyil. Dəqiqlik üçün bura inteqrasiya etmək lazım idi, amma məncə bu həddən artıq çoxdur.

  Ümid edirəm heç nəyi əldən verməmişəm.

• Saşa	13 dekabr 2012-ci il, saat 16:14

  Baxılan təsir, buzun sıxlığının əslində suyun sıxlığından az olması ilə əlaqədardır, buna görə də ilkin mərhələdə yuxarı təbəqələr donur (yuxarıdan aşağıya). Üst təbəqələr donduqda, gəminin divarları ilə qarşılıqlı əlaqədə olurlar (sürtünmə qüvvəsi!). Dondurmanın son mərhələsində divarlara qarşı bu sürtünmə qüvvəsi dibimizin əks qüvvəsindən daha böyükdür. Beləliklə, alt hissə sıxılır.

• İvan	7 noyabr 2014-cü il, saat 06:54

  0lympian, bildiyiniz kimi, su soyuduqda onun isti təbəqələri yuxarı qalxacaq, soyuqlar isə dibə çökəcək, bu təsir 4 dərəcə Selsiyə (suyun ən yüksək sıxlığı) qədər müşahidə olunur və laylar suyun soyumasına qədər hərəkət etmir. su 4 dərəcəyə qədər tam dərinliyə qədər soyuyur. Bundan sonra molekullar kristallaşır (sıxlığı 4 dərəcədəki suyun sıxlığından azdır) və yuxarı qalxır, bankanın yuxarı qapağında buz əmələ gəlir və daha da donma prosesində buzun daha asan əriməsi olur. yuxarıda əmələ gələn "buz tıxacının" müqavimətini dəf etməkdənsə (ən az müqavimətin yoluna görə) bankanın alt qapağını sıxaraq.
• İskəndər, natamam bir tank açılmaz, çünki. təzyiqli yerlərdə buzlar əriyəcək.

• 11 yanvar 2015-ci il, saat 07:44

  Çox sağ olun! Başa düşürəm ki, sual primitiv görünə bilər, fizika fənni üzrə məktəb kurikulumunun səviyyəsi, amma mən humanistəm və məktəbdə yumşaq desək, dəqiq elmlərə “çəkilməmişəm”. Baxmayaraq ki, fizikada və xüsusən də həndəsədə bəzi mövqelər məni cəlb etdi. Güman etdim ki, buzun genişlənməsi üçün bir yer var, amma əmin deyildim - bu, tankın qovşağında sadəcə paslandığını göstərir. Cavabınız üçün bir daha təşəkkür edirik! Cavabınız üçün bir daha təşəkkür edirəm, Bayramınız Mübarək! Hörmətlə. İskəndər.
• peta, başa düşdüyüm qədər, donmuş suyun içindəki yad əşyalar (lövhələr, loglar, şüşələr) bərk buz parçasının əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Hansı ki, yalnız yanlara və aşağıya basır. Bunun əvəzinə bir-birinə nisbətən hərəkət edə bilən və buna görə də tankın divarlarına və dibinə təzyiq göstərməyən bir neçə parçamız var.
• Genişlənən buz yan divarlara və dibinə təzyiq ETMEZ.

  Buraxılmış "NOT" renderləri

• peta su ilə bir tanka döşəmə qoyur.O, xarici divarları və qapaqları (üst buz) buzlandıqdan sonra onu artıq təzyiqdən qoruyur. Həm də şüşələrlə (plastik). Hovuzu yarı dolu tərk etmək daha yaxşıdır ki, donmuş yerin təzyiqi və içindəki buz bir-birini ləğv etsin.
• Konservanın metal olması və şaxtada büzülməyə və müsbət temperaturda genişlənməyə meylli olduğunu düşünməmisinizmi?

• Edvard

  26 mart 2016-cı il, saat 07:35

  Bəs süd qutusu? Süd yağlı emulsiyadır. Bankanın içini yağdan təmizləmisiniz? Yoxdursa, deməli, piy bankadakı suyun səthində monomolekulyar təbəqə yaratmışdır, elə deyilmi? Bəlkə bunun da təsiri olub? yaxşı, məlumdur ki, ona qarşı müxalifət zəif olan tərəfə təzyiq daha çox olur. Buna görə də, əgər donma yuxarıdan aşağıya doğru baş verirsə, onda qalan donmamış su, donma, hələ kütləvi buz olmayan yerə basır? Yəni - nisbətən plastik alt örtükdə, altda?
• kim nə yazır, heç biri cavab vermədi ki, qapalı şüşə qab niyə dolub partlayır. Keçən gün mübahisə etdim ki, su həcmini dəyişmədiyi üçün partlayır, stəkan isə soyuqdan kiçilir, kiçilməyə yeri yoxdur, ona görə də banka partlayır.. Mənə güldülər, amma dəqiq xatırlayıram. fizika müəllimi nə dedi. Və ya bəlkə bir şey xatırlayırsan? Məni islah et..
• və indi haqlı olduğuma əminəm.

• 25 sentyabr 2016-cı il, saat 17:14

  Vladimir Nemov, su sadəcə həcmini dəyişir: suyun sıxlığı = 1, buzun sıxlığı isə = 0,9. Yəni, dondurularkən, işğal edilmiş həcmdə kəskin bir sıçrayış əldə edilir. Və bankın sabit bir həcmi olduğundan, o, partlayır. Başqa bir pis şey budur ki, bu şüşədir - çat bir anda bütün bankaya keçir. Mən bir litr suyun təsadüfən gücdən donduğu üç litrlik bankanı birtəhər "məhv etdim" - tamamilə çatladı.
• Əgər məlumatlı insansınızsa, mübahisə etməyəcəyəm, amma nəsə təqib edir, bir şey səhvdir ... Dondurma zamanı şüşə həcmdə azalmağa meylli deyil? Bəs metal? Cavab buradadır! Amma hər halda aydınlaşdırdığınız üçün təşəkkürlər.
• Çox sağ ol.
• Donmuş su alt örtükdən sıxılır, çünki suyun-buzun potensial enerjisi artmır, buna görə də kütlə mərkəzi aşağı olur.
• Maddənin yığılma vəziyyətinin dəyişməsi və enerjinin eyni vaxtda udulması ilə cisimlərin həcmi artır.
• Sual praktika baxımından aktualdır. Dava var idi. Qışda qəbrin üstündə süni daşdan küp partlayırdı. Məsləhət aydındır: şaxtadan əvvəl onu örtün ki, su içəri girməsin. Amma bu həmişə mümkün olmur. Həll yolu başqa nədir? Məsələn, içəriyə bir şey qoyun.
• hər şey çox maraqlıdır, soyuq enerjidən istifadə mövzusu üzərində işlədiyim üçün demək olar ki, əbədi hərəkət p.v.d.
• Nikolay! İnkişafınızı paylaşın. Yaxud müzakirə olunduğu yerdə link verin.
• Məsələ burasındadır ki, bankanın yuxarı hissəsinə qədər üzən buz bərabər çərçivə əmələ gətirir ki, bu da üst qapağa daha da təzyiq göstərir, alt hissəsi isə bankanın dibinə bərabər olan qeyri-bərabər sahə ilə donur. 70% buz və 30% su nisbəti, təxmini desək, buzun altındakı hissələr paz şəklində olur, bu da daha kiçik bir təzyiq sahəsi verir və buna görə də qutunun dibi vasitəsilə sıxılır. Cazibə qüvvəsini də nəzərə ala bilərsiniz, buz hələ də su olsa da dibinə basır, bir az təbii, hətta nəzərə çarpmır, amma sıxır.
• Sual var idi - hansı qabdan və nədən hazırlanmalıdır ki, su donanda partlamasın. Dondurulmuş su onun həcmini təxminən 10% artırır. Gəmi partlamadığından, bu, suyun həcmini artırmadığını göstərir - yəni. donmadı. İndi istinad - suyun donma nöqtəsi təzyiqin təxminən 1 q artması ilə azalır. Hər 130 atm üçün C. və 2200 atm təzyiqdə minimuma (-22 qr. C) çatır. Bunlar. dondurulmuş sudan -22 qr temperaturda qopmayacaq bir qabın olduğunu iddia etmək olar. C 2200 atm-ə tab gətirməlidir. Bunlar. kvadrat başına 2 tondan çox. Mariana xəndəyinin dibindən daha çox baxın
• Yuxarıdan buz əmələ gəlir. Buz bərk maddə olduğu üçün buzun qalınlığını + üst örtüyü təzyiqlə itələmək buzsuz dibindən itələməkdən daha çətindir.Və sonra pistonun suya təzyiqlə yuxarıdan aşağıya təsiri.

Genişlənir və ya daralır? Cavab belədir: qışın gəlməsi ilə su öz genişlənmə prosesinə başlayır. Bu niyə baş verir? Bu xüsusiyyət suyu bütün digər mayelərin və qazların siyahısından fərqləndirir, əksinə, soyuduqda sıxılır. Bu qeyri-adi mayenin bu davranışının səbəbi nədir?

Fizika 3-cü sinif: Su donduqda genişlənir yoxsa büzülür?

Əksər maddələr və materiallar qızdırıldıqda genişlənir və soyuduqda büzülür. Qazlar bu təsiri daha nəzərə çarpan şəkildə göstərir, lakin müxtəlif mayelər və bərk metallar eyni xassələri nümayiş etdirirlər.

Qazın genişlənməsi və büzülməsinin ən parlaq nümunələrindən biri şardakı havadır. Mənfi havada şarı çölə çıxaranda, şarın ölçüsü dərhal azalır. Topu qızdırılan otağa gətirsək, o, dərhal artır. Amma hamama balon gətirsək, partlayacaq.

Su molekulları daha çox yer tələb edir

Müxtəlif maddələrin bu genişlənmə və büzülmə proseslərinin baş verməsinin səbəbi molekullardır. Daha çox enerji alanlar (bu, isti otaqda olur) soyuq otaqdakı molekullardan daha sürətli hərəkət edirlər. Daha çox enerjiyə malik olan hissəciklər daha aktiv və daha tez-tez toqquşurlar, hərəkət etmək üçün daha çox yerə ehtiyac duyurlar. Molekulların göstərdiyi təzyiqi saxlamaq üçün material ölçüdə artmağa başlayır. Və olduqca tez baş verir. Beləliklə, su donduqda genişlənir və ya daralır? Bu niyə baş verir?

Su bu qaydalara tabe olmur. Suyu dörd dərəcə Selsiyə qədər soyutmağa başlasaq, o, həcmini azaldır. Ancaq temperatur aşağı düşməyə davam edərsə, su birdən genişlənməyə başlayır! Suyun sıxlığında anomaliya kimi bir xüsusiyyət var. Bu xüsusiyyət dörd dərəcə Selsi temperaturunda baş verir.

Suyun donduqda genişləndiyini və ya büzüldüyünü anladıq, gəlin ilk növbədə bu anomaliyanın necə baş verdiyini öyrənək. Səbəb onun təşkil etdiyi hissəciklərdədir. Su molekulu iki hidrogen atomundan və bir oksigendən ibarətdir. İbtidai məktəbdən bəri hər kəs suyun düsturunu bilir. Bu molekuldakı atomlar müxtəlif yollarla elektronları cəlb edir. Hidrogen müsbət ağırlıq mərkəzinə malikdir, oksigen isə əksinə mənfidir. Su molekulları bir-biri ilə toqquşduqda bir molekulun hidrogen atomları tamamilə fərqli bir molekulun oksigen atomuna keçir. Bu fenomen hidrogen bağı adlanır.

Su soyuduqca daha çox yerə ehtiyac duyur

Hidrogen bağlarının əmələ gəlməsi prosesinin başladığı anda suda molekulların buz kristalında olduğu kimi düzüldüyü yerlər görünməyə başlayır. Bu boşluqlara klasterlər deyilir. Suyun bərk kristalında olduğu kimi davamlı deyillər. Temperatur yüksəldikdə onlar məhv olur və yerlərini dəyişirlər.

Proses zamanı mayenin içindəki klasterlərin sayı sürətlə artmağa başlayır. Onların yayılması üçün daha çox yer tələb olunur, buna görə də suyun anormal sıxlığına çatdıqdan sonra ölçüsü artır.

Termometr sıfırın altına düşdükdə, klasterlər kiçik buz kristallarına çevrilməyə başlayır. Yuxarı qalxmağa başlayırlar. Bütün bunların nəticəsində su buza çevrilir. Bu suyun çox qeyri-adi qabiliyyətidir. Bu fenomen təbiətdə çoxlu sayda proseslər üçün lazımdır. Hamımız bilirik və bilmiriksə, buzun sıxlığının soyuq və ya soyuq suyun sıxlığından bir qədər az olduğunu xatırlayırıq. Bu, buzun suyun səthində üzməsinə imkan verir. Bütün su anbarları yuxarıdan aşağıya doğru donmağa başlayır ki, bu da su sakinlərinin dibdə mövcud olmasına və donmamasına imkan verir. Beləliklə, indi suyun donduğu zaman genişləndiyini və ya büzüldüyünü ətraflı bilirik.

İsti su soyuq sudan daha tez donur. İki eyni stəkan götürüb birinə isti, digərinə isə eyni miqdarda soyuq suya töksək, isti suyun soyuq sudan daha tez donduğunu görərik. Məntiqli deyil, hə? İsti su donmağa başlamazdan əvvəl soyumalıdır, lakin soyuq su donmur. Bu faktı necə izah etmək olar? Elm adamları bu günə qədər bu tapmacanı izah edə bilmirlər. Bu fenomen Mpemba effekti adlanır. 1963-cü ildə Tanzaniyadan olan bir alim tərəfindən qeyri-adi şəraitdə kəşf edilmişdir. Tələbə özü dondurma hazırlamaq istəyib və isti suyun daha tez donduğunu görüb. O, bunu əvvəlcə ona inanmayan fizika müəllimi ilə bölüşüb.

Görünür, buzdan daha çox nə ola bilər? Avrasiyanın qışın bir neçə ay davam etdiyi orta zonasında, qışın ilin çox davam etdiyi şimalda və cənub dağlıq rayonlarında qar və buz landşaftın adi komponentləridir.

Bu arada, buz əmələ gəlməsi prosesinin özü qeyri-adidir. Məsələn, maye haldan bərk vəziyyətə keçid zamanı, yəni dondurularkən suyun həcminin necə dəyişdiyini görək. Bu dəyişiklik bizə məlum olan digər maddələrdə olduğu kimi baş vermir. Onların hamısı, vismut və qalliumdan başqa, kiçilir, soyuduqca həcmini azaldır. Qatılaşma zamanı onların həcmi ərimənin eyni kütləsi ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə azalır.

Su donduqda, hər şey əksinə baş verir - buzun sıxlığı azalır və həcmi eyni su kütləsinin tutduğu həcmlə müqayisədə 10% artır.

Qədim dövrlərdən bəri insanlar buzun bu xüsusiyyətini bilirdilər. Bunu necə izah edəcəklərini bilmədən, buna baxmayaraq, uğurla istifadə etdilər. Avropanın şimalında qüdrətli binalar yüzlərlə kiloqram ağırlığında daş monolitlərdən ucaldılıb. Belə blokların hazırlanması üçün qayalara nisbətən dayaz yivlər vurulmuş və ya uyğun çatlar seçilmişdir. Qış soyuğunun başlamazdan əvvəl onları su basdı və meydana gələn buz partlayıcı kimi xidmət etdi. Beləliklə, insanlar ildən-ilə səbirlə ən möhkəm qayaları əzdilər, donma zamanı suyun genişlənməsindən istifadə edərək tikinti materialı aldılar. İndi elm bu fenomenin səbəbini izah edə bilər. Şəkildən göründüyü kimi. 1.8, temperaturun azalması ilə həcmin dəyişməsi özünəməxsus şəkildə davam edir. Əvvəlcə su bir çox digər mayelər kimi davranır: tədricən qatılaşaraq həcmini azaldır. Bu, 4°C-ə qədər (daha doğrusu, 3.98°C-ə qədər) müşahidə edilir. Bu temperaturda böhran yaranır. Əlavə soyutma artıq azalmır, əksinə həcmini tədricən artırır. Hamarlıq 0°C-də kəskin şəkildə kəsilir, əyri şaquli düz xəttə çevrilir və həcm kəskin şəkildə demək olar ki, 10% artır. Su buza çevrilir.

Aydındır ki, 3.98°C-də assosiativlərin əmələ gəlməsində termal müdaxilə o qədər zəifləməyə başlayır ki, suyun buzabənzər çərçivələrə bəzi struktur şəkildə yenidən qurulması mümkün olur. Molekullar qarşılıqlı düzülür, bəzi yerlərdə buz üçün xarakterik olan altıbucaqlı quruluş əmələ gəlir1.

Maye suda bu proseslər, olduğu kimi, tam struktur yenidən qurulmağa hazırlaşır və 0 ° C-də bu baş verir: axan su buz olur - kristal bərk maddə. Hər bir molekul dörd ilə hidrogen bağları ilə birləşmək imkanı əldə edir

Mən qonşuyam. Buna görə də, buz fazasında su, sabit su molekulları qrupları arasında "kanalları" olan açıq bir quruluş meydana gətirir.

Yəqin ki, suyun başqa bir özünəməxsus xüsusiyyəti strukturun yenidən qurulması ilə bağlıdır - "su-buz" faza keçidi zamanı istilik tutumunda kəskin sıçrayış. 0°C temperaturda olan suyun xüsusi istilik tutumu 1,009-dur. Eyni temperaturda buza çevrilən suyun xüsusi istilik tutumu bunun yarısıdır.

"Su - buz" struktur keçidinin xüsusiyyətlərinə görə, 3,98 ... 0 ° C diapazonunda, kifayət qədər dərinliyə malik təbii su anbarları adətən dibə qədər donmur. Qış soyuğunun başlaması ilə suyun yuxarı təbəqələri, təxminən + 4 ° C-ə qədər soyudulur və maksimum sıxlığa çatır, anbarın dibinə çökür. Bu təbəqələr oksigeni dərinliklərə aparır və qida çirklərini bərabər paylamağa kömək edir. Onların yerində daha isti su kütlələri səthə qalxır, kondensasiya olunur, səth havası ilə təmasda olduqda soyuyur və +4°C-ə qədər soyuduqdan sonra daha da dərinləşir. Qarışdırma dövriyyə tükənənə və anbarın üzən buz təbəqəsi ilə örtülməsinə qədər davam edir. Buz dərinlikləri davamlı donmadan etibarlı şəkildə qoruyur - axırda onun istilik keçiriciliyi sudan xeyli azdır.

Hər il sağlam həyat tərzi getdikcə populyarlaşır. İnsanlar siqareti dayandırır, idmana başlayır, gün ərzində qəbul etdikləri qidaların kalorilərini hesablayır və artıq çəkiyə nəzarət edirlər. Bir sıra idman növləri var…

Geniş formatlı çap texnologiyası böyük parametrli çap məhsullarının xüsusi “geniş printerlər” və plotterlərdə təkrarlanmasını nəzərdə tutur. Belə güclü müasir avadanlıqların istifadəsi sayəsində siz A1, A2, A3 və ... müxtəlif formatlı çaplar əldə edə bilərsiniz.

İzolyasiya hər hansı bir ev təmirinin vacib hissəsidir. bütün bunlardan sonra müəyyən bir divarın və bütövlükdə fasadın davamlılığı ondan asılı olacaq. Bu gün istehsalçılar izolyasiya üçün müxtəlif materiallar təklif edirlər - mineral ...

11. Su donduqda niyə genişlənir

Su molekulunun donması onu əmələ gətirən kimyəvi elementlərin səthindən günəş mənşəli toplanmış fotonları itirməsi deməkdir. Bu fotonların çoxu hidrogenin səthində toplanır, çünki hidrogenin səth təbəqələrində Yin fotonlarının (efir uducu) böyük faizi var. Hidrogenin məruz qalması su molekullarının bir-birinə nisbətən dönməyə başlamasına səbəb olur. Qonşu molekulların çılpaq hidrogeni bir-birini çəkməyə başlayır. Suyun maye vəziyyətində hidrogen sərbəst hissəciklərlə "örtülüb". Onlar Yin fotonlarını tərkibində qorudular və bu yolla bu fotonların xaricində Cazibə Sahələrinin təzahürünü azaldıblar. Günəş hissəcikləri arasında (Günəş tərəfindən buraxılan) Yang hissəcikləri (efir saçan) üstünlük təşkil edir. Bu qoruma səbəbindən maye halında suyun hidrogen tərəfindən cəlb edilməsi o qədər də güclü deyil.

Su donduqda və molekullar “hidrogen hissələri” ilə bir-birinə “çevrildikdə” “oksigen ucları” da bir-birinə doğru çevrilir. Maye vəziyyətdə molekullar bu şəkildə bağlanır - "hidrogen-oksigen-hidrogen-oksigen" . Və bu kimi möhkəm: "oksigen-oksigen-hidrogen-hidrogen-oksigen-oksigen-hidrogen-hidrogen" .

Daha dəqiq desək, bərk vəziyyətdə əlaqə hidrogen bağları hesabına baş verir. Və oksigen elementləri sadəcə olaraq bir-birinə çevrilməyə məcbur olurlar.

Oksigen elementlərinin səth təbəqələrində hidrogen qədər Yin fotonu olmadığı üçün, donma prosesi - sərbəst fotonların itirilməsi elementlərin Qüvvət Sahəsinin xüsusiyyətlərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir. Əhəmiyyətli bir itələmə sahəsi olduğu kimi, o da qalır. Buna görə də, su molekulları oksigenlə bir-birinə çevrildikdə, oksigen elementləri bir-birinə transformasiyaedici təsir göstərir. Xatırladaq ki, transformasiya istilik, temperaturun artmasıdır. Elementlər bir-birinə doğru efir yayırlar (Yang hissəcikləri sayəsində) və. bununla da qızdırılır (çevirilir). Elementlərin hər birinin digərinə doğru yaydığı efir onun efir yaymasının qarşısını alır. Bu ziddiyyətə görə elementlərin tərkibindəki hissəciklərin keyfiyyətinin transformasiyası baş verir. Və isitmə, bildiyiniz kimi, həmişə maddənin genişlənməsi ilə müşayiət olunur. Bu səbəbdən su donduqda genişlənir. Amma çox deyil. Onu qaynatmağa başlasanız, genişlənəcək şəkildə deyil.

Donma nöqtəsi keçdi, molekullar çevrildi və oksigen molekulların tərkibində çevrildi (qızdı). Ancaq bu istilik nöqtəlidir, çox zəifdir. Bu, məsələn, yanacağın yanması və ya elektrik cərəyanının keçməsi səbəbindən, itələyici sahələrə (Yang) malik çoxlu sayda sərbəst hissəciklər yığıldıqda istilik deyil.

Gələcəkdə suyun soyuması davam edərsə, daha genişlənmə baş verməyəcək.

Beləliklə, soyutma zamanı suyun genişlənməsinin səbəblərini təhlil etdik.

Hissəcik mexanikasına dair 2-ci hissədə hissəcik keyfiyyətinin transformasiyası ilə bağlı məqalələri oxumağınızı şiddətlə tövsiyə edirik. Əks təqdirdə, suyun və hətta qızdırılan maddələrin genişlənməsinin əsas səbəbi sizin üçün anlaşılmaz olaraq qalacaq.