Vandets ekspansionskraft, når det fryser. Stor encyklopædi om olie og gas

Vand er det mest almindelige og mest mystiske stof på vores planet. Hun besidder simple egenskaber kendt siden oldtiden. Det er takket være disse funktioner, at det kaldes "livets grundlag." Så hvad er "vidunderligheden" ved disse egenskaber? Lad os finde ud af det.

Fluiditet. Hovedegenskaben for alle væsker, inklusive vand. Under påvirkning af eksterne kræfter er det i stand til at tage form af ethvert fartøj. Og dette sikrer dens allestedsnærværende tilgængelighed. Vand strømmer i akvædukter, danner søer, floder og have. Og vigtigst af alt kan du altid tage den med dig i enhver praktisk pakke - fra en lille flaske til en enorm tank.

temperaturegenskaber. Varmt vand er lettere end koldt vand og stiger altid. Derfor kan vi lave suppe ved kun at opvarme panden nedefra og ikke fra alle sider på én gang. På grund af dette fænomen, kaldet "konvektion", bor de fleste indbyggere i terrestriske vandområder tættere på overfladen.

Men den vigtigste af vandets termiske egenskaber er dets høje varmekapacitet - 10 gange større end jerns. Det betyder, at der skal en stor mængde energi til for at opvarme den, men den samme mængde energi frigives, når den afkøles. Varmesystemerne i vores boliger er baseret på dette princip - og de kølesystemer, der bruges i industrien.

Derudover spiller havene og oceanerne rollen som Jordens temperaturregulator, idet de blødgør sæsonbestemte temperaturudsving, absorberer varme om sommeren og frigiver den om vinteren. Og med en kombination af varmekapacitet og konvektion kan du endda opvarme et helt kontinent! Det handler om om "Europas hovedbatteri", Golfstrømmens varme strøm. Kæmpestrømme af varmt vand, der bevæger sig langs Atlanterhavets overflade, giver en behagelig temperatur på dens kyst, hvilket ikke er typisk for disse breddegrader.

Fryser. Frysepunktet for vand er betinget lig med 0 grader, men faktisk afhænger denne parameter af en række faktorer: atmosfærisk tryk, beholderen, hvori vandet er placeret, og tilstedeværelsen af ​​urenheder i den.

Vand er unikt ved, at det i modsætning til andre stoffer udvider sig, når det fryser. Med vores hårde vintre kan det måske kaldes negativ ejendom. Fryser og øges i volumen, vand (eller rettere sagt allerede is) river simpelthen metalrør.

Så når det går over i en fast tilstand, øges vand i volumen, men bliver mindre tæt. Derfor er is altid lettere end vand og er placeret på dens overflade. Derudover leder den varme dårligt: ​​Selv i den koldeste vinter bevares livet i planetens reservoirer. Jo tykkere is-"puden" er, jo varmere er vandet under det. Takket være denne ejendom bygger nogle folkeslag stadig såkaldte "gletsjere" - kældre eller huler beklædt med is, som ikke smelter selv om sommeren og gør det muligt at opbevare mad i meget lang tid.

Nogle videnskabsmænd har endda foreslået at bruge is i kampen mod global opvarmning. Essensen af ​​ideen er dette - et specielt skib tager et isbjerg på slæb, der driver et sted nær Antarktis. Og så trækker ham til varmere himmelstrøg, hvor folk lider af varmen. Isbjerget smelter og afkøler hele kystregionen. Sådan er "Golfstrømmen tværtimod", kun skabt af mennesket.

Kogende. Fra kulden is lad os flytte til varm damp. Vi ved alle, at vand koger ved 100 grader Celsius. Men dette er kun under betingelser normal sammensætning luft og atmosfærisk tryk. Men på toppen af ​​Everest, hvor trykket er lavere, og luften forsløres, vil din kedel koge allerede ved 68 grader! Kogende vand bidrager til, at de dør i det skadelige mikroorganismer. Også dampet mad er meget sundere end stegt mad.

Derudover kan vanddamp kaldes en rigtig civilisationsmotor. Det er ikke engang gået 100 år siden dampmaskinernes tidsalder, og mange mennesker omtaler stadig fejlagtigt jernbanelokomotiver (som nu primært kører på elektricitet) som "damplokomotiver".

I øvrigt om elektricitet. Uden damp ville det stadig være en sjælden og dyr kuriosum. Når alt kommer til alt er princippet om drift af de fleste kraftværker baseret på rotationen af ​​rotoren under trykket af varm damp. Moderne atomkraftværker adskiller sig kun fra gamle kul- eller olieværker i princippet om vandopvarmning. Selv innovativ og sikker solenergi bruger damp: enorme spejle, som et forstørrelsesglas, fokuserer solstråler på en vandtank, forvandler den til damp til elektriske turbiner.

Opløsning. En anden den vigtigste ejendom vand, uden hvilket ikke kun videnskab og industri, men selve livet ville være umuligt! Hvad tror du, at blodplasma har til fælles med din yndlingssodavand? Svaret er enkelt: sodavand er vandopløsning forskellige salte, mineraler og gasser. Plasma består af 90% vand, samt proteiner og andre stoffer. Og hver celle i en levende organisme modtager de stoffer, den har brug for, også i form af en vandig opløsning.

Vand er det enkleste, sikreste, men ikke desto mindre det mest pålidelige naturlige opløsningsmiddel. Mellem sine mobile molekyler kan næsten ethvert stof "kravle" - fra væsker til metaller. Det her vidunderlig ejendom er blevet observeret siden menneskehedens begyndelse. Gamle kunstnere opløste naturlige farvestoffer i vand for at male på hulevægge. Derefter blev stafetten overtaget af middelalderlige alkymister, der opløste en række forskellige stoffer i vand i håbet om at få en "visgesten", der forvandler ethvert materiale til guld. Og nu er denne ejendom med succes brugt af moderne kemikere.

Overfladespænding. De fleste mennesker, når de hører om vandets overfladespænding, tænker kun på vandstridende insekter, der glider langs overfladen af ​​en dam eller vandpyt. Og i mellemtiden, uden denne egenskab af vand er det umuligt selv at vaske dine hænder! Det er takket være ham, at sæbeskum dannes. Og det er også svært at tørre dine hænder med et håndklæde uden det. Når alt kommer til alt, har alle absorberende materialer (det er lige meget om det er et papirhåndklæde eller en mikrofiberklud) mikroskopiske porer, hvori fugt absorberes på grund af overfladespænding. Af samme grund strømmer vand gennem de fineste kapillærer og trænger ind i planternes rødder. Og fremstillingen af ​​tørre bygningsblandinger er også mulig på grund af overfladespændingen af ​​det tilsatte vand.

Vandmolekyler tiltrækkes aktivt af hinanden, som følge heraf har dens overflade ved et givet volumen tendens til et minimum. Det er derfor naturlig form enhver væske er en bold. Dette kan nemt verificeres ved at være i nul tyngdekraft. Selvom det for et sådant eksperiment ikke er nødvendigt at flyve ud i rummet, skal du blot bruge en sprøjte til at sprøjte lidt vand ind i et glas med vegetabilsk olie og se, hvordan det samler sig til kugler.

• >

  Jeg formoder, at som følge af det faktum, at is er lettere end ufrosset vand, flyder de første iskrystaller op, kombineres med hinanden, og frysning sker hurtigere i den øvre del.

  Det er værd at bemærke, at der på den anden side er konvektion, som vil virke præcis det modsatte og hæve mere varmt vand op og forhindre isdannelse der. Det forekommer mig dog, at med langsom ensartet frysning udjævnes denne effekt.

• Hvordan loddes en HELT krukke vand?

  Enig. Perfekt lodning virker ikke her. Så stikker loddet på toppen, så længe vandet ikke flyder ud. Forresten, på stedet for lodning, dannes der virkelig vanddamp, når det opvarmes med et loddejern.

  Det er klart, at mængden af ​​vand vil vende tilbage til det oprindelige. Men på grund af hvad - er der en antagelse om, at det ikke er bunden, der bliver presset ind (den er blevet meget hvælvet), men dåsens sidevæg.

  Hvis krukken var absolut hermetisk, så ja, sidevæggen ville blive presset ind. Men der kommer stadig luft ind. Derfor viser det sig efter afrimning, at der kommer luft ovenfra, under frysning presses bunden endnu mere ud, og så videre, indtil den er helt smidt ud.

  P.S. I dag har jeg tøet glasset op og lagt det på anden frys. Lad os se, hvad der kommer ud af det her...

• 1. Jeg prøvede at lodde det virker ikke! Jeg kunne kun brygge med en semi-automatisk enhed (elektrisk svejsning) Jeg frøs, optøede bunden, jeg blandede mig ikke, tænkte på grund af luften, jeg tog en anden krukke loddet et rør fra kameraet, jeg tjekkede det med luft i 2 atm der var ingen utætheder Jeg fyldte vandet der var ingen luft! frøs optøede siderne trak sig næsten ikke tilbage kontrolleret efter en time var der et overtryk, og det forekommer mig, at når vandet er frosset og afrimet, frigives luften opløst i det, og derfor trækkes siderne ikke tilbage
  2, vand krystalliserer fra oven (floden om vinteren, tønde vand) is er lettere end vand, jeg tror, ​​kold-ledningsevne.
• krukken er den samme som din fra under mælk, alt skete på samme måde som din spænding faldt lidt efter afrimning, den tøede op ved stuetemperatur, det forekommer mig at det er værd at overveje vandtemperaturen i mit tilfælde er det 7 grader, og stuetemperatur 25 grader påvirker nok også. nu tjekker jeg, hvad der sker, hvis krukkerne sættes på siden med sømmen til toppen og sømmen til bunden!
• > 1. Hvorfor presser frysevandet bunddækslet ud og påvirker praktisk talt ikke toppen?
  Jeg tror, ​​at fryseprocessen, da glasset var i en plastikbeholder, ikke forløb jævnt. Først til at fryse øverste del dåser, fordi det var tættere på kulden, mens den nederste del var placeret, hvor mellem plastens vægge og brønden. dåser var luften lidt varmere end fra toppen. Ising inde i den øverste del af dåsen gav den yderligere styrke, men ved at blive til is udvidede vandet sig og pressede på væsken i den nederste del af brønden. banker.
• > 1. Hvorfor presser frysevandet bunddækslet ud og påvirker praktisk talt ikke toppen?

  1. Is dannes fra oven. dette skyldes, at køling (og ikke frysevand, som forfatteren skriver) stiger til tops på grund af, at ved afkøling (fra 4 grader til 0), falder tætheden.
  2. Afkøling (og ikke frysning af vand, som forfatteren skriver), på grund af stigningen i volumen, trykker ikke længere på låget, men på is-"pucken", der fordeler kraften jævnt over hele arealet af låget. den "svageste" del af dækslet (fra midten) udsættes for det samme tryk som de mest "stærke" dele (nær sidevæggene). som følge heraf slukkes kraften skabt af kølevandet af den "stærke" del af dækslet. der er ingen is i den nederste del, vand presser på de "stærke" dele, de bøjer ikke, det samlede tryk går over til de "svage" dele, bliver ikke absorberet af de "stærke" (fordi kraften overføres gennem vandet i alle retninger). noget i den stil.

• Tov. Videnskabsmænd! Og kan nogen fortælle mig, hvilket tryk det frysende vand og den resulterende is udøver på fartøjets vægge?
• Vær ikke klog. Det skubbede igennem bunden, for tyngdekraften virker også på denne krukke + det faktum, at fra bunden den højeste tæthed af vand under frysning, derfor var der ikke så meget masse til udvidelse i toppen, som den var i bunden.

  Trykket kan beregnes ud fra p1/p2 = ((n vand)/(n is))*T1/T2

  Bunddækslet vil altid blive presset ud, bortset fra at glasset fryser i konstant rotation. Eller i fravær af tyngdekraft.

  For at få istemperaturen for ligningen ovenfor måler vi dåsens temperatur, Q1=Q2, Q1=c*m*dT (dåse)
  Q2=c2*m2*dT2 + dL*m + c3*m2*dT3
  vand køler + vand krystalliserer + is køler
  dT3 = (c*m*dT-c2*m2*dT2-dL*m)/(c3*m2)

  Dette vil være temperaturændringen af ​​isen.
  Erstat den i T=0+273-dT3 - der vil være temperatur T2.
  Temperatur T1 - vand - med termometer når vandet kommer i termodynamisk ligevægt med krukken.

  P2 - istryk, p1=pa+((m*9,8)/S(bund))

  Det ser ud til at være det hele.
  Få p2, som vil være lig med mængden af ​​tryk, der kræves for at presse din krukke ud for en vis mængde.

  I en forenklet form ser dette problem sådan ud, og resultatet er ikke helt nøjagtigt. For nøjagtigheden ville det være nødvendigt at integrere her, men jeg synes, det er for meget.

  Jeg håber ikke, jeg er gået glip af noget.

• Sasha

  13. december 2012, 16:14

  Den undersøgte effekt skyldes det faktum, at tætheden af ​​is faktisk er mindre end densiteten af ​​vand, derfor i indledende fase frysning af de øverste lag forekommer (fra top til bund). Når de øverste lag fryser, interagerer de med karrets vægge (friktionskraft!). I sidste fase af frysning er denne friktionskraft mod væggene større end modkraften fra vores bund. Bunden klemmer derfor ud.

• Ivan	7. november 2014, 06:54

  0lympian, som du ved, når vandet afkøles, vil dets varme lag stige op, og de kolde vil synke til bunden, denne effekt observeres op til 4 grader Celsius ( højeste tæthed vand), og der vil ikke være nogen bevægelse af lag, før vandet afkøles til den fulde dybde til 4 grader. Derefter krystalliserer molekylerne (deres massefylde er mindre end tætheden af ​​vand ved 4 grader), og de stiger op, der dannes is ved toppen af ​​glasset, og i processen med yderligere frysning er det lettere for isen at klem bunden ud af krukken end at overvinde modstanden fra "isproppen" dannet i toppen (i henhold til den mindste modstands vej).
• Alexander, en ufuldstændig tank vil ikke åbne, fordi. på steder med tryk vil isen smelte.

• 11. januar 2015, 07:44

  Mange tak! Jeg forstår, at spørgsmålet kan virke primitivt, niveau skolepensum i fysik, men jeg er humanist, og i skolen var jeg mildest talt ikke "draget" til de eksakte videnskaber. Selvom nogle positioner i fysik og især i geometri tiltrak mig. Jeg gik ud fra, at der var et sted, hvor isen kunne udvide sig, men jeg var ikke sikker - det betyder, at tanken lige rustede ved krydset. Tak igen for dit svar! Tak igen for dit svar, god ferie! Med venlig hilsen. Alexander.
• peta, så vidt jeg forstår, forhindrer fremmedlegemer (brædder, træstammer, flasker) i frysende vand, at der dannes et fast stykke is. Som bare trykker til siderne og ned. I stedet har vi flere stykker, der kan bevæge sig i forhold til hinanden og derfor ikke lægger pres på tankens vægge og bund.
• På sidevægge og ekspanderende is udøver IKKE pres på bunden.

  Manglende "NOT"-gengivelser

• peta lægger et gulv i en tank med vand. Det beskytter det mod overtryk efter ising af de ydre vægge og hætter (topis). Også med flasker (plastik). Det er bedre at lade bassinet være halvt fyldt, så trykket fra den frosne jord og isen i den udligner hinanden.
• Har du ikke tænkt over, at dåsen er af metal og har tendens til at krympe i frost og udvide sig ved positive temperaturer?

• Edward

  26. marts 2016, 07:35

  Hvad med en mælkedåse? Mælk er en fedtemulsion. Har du affedtet indersiden af ​​krukken? Og hvis ikke, så har fedtet skabt et monomolekylært lag på overfladen af ​​vandet i krukken, ikke? Måske har det også haft en effekt? godt, det er kendt, at presset er større i den retning, hvor modstanden mod det er svagere. Derfor, hvis frysningen sker fra top til bund, så presser det resterende ufrosne vand, frysning, hvor massiv is Ikke endnu? Altså - på et relativt plastik bunddæksel, bund?
• hvem skriver hvad, og ikke én svarede på hvorfor den lukkede glaskrukke komplet. Forleden dag kom jeg i skænderi om, at den brister, fordi vandet ikke ændrer volumen, og glasset krymper af kulde, og der er ingen steder at krympe, så krukken brister.. De grinede af mig, men jeg husker præcist hvad fysiklæreren sagde. Eller måske husker du noget? Ret mig..
• og nu er jeg sikker på, at jeg har ret.

• 25. september 2016, 17:14

  Vladimir Nemov, vand ændrer bare volumen: vandtæthed = 1, og isdensitet = 0,9. Det vil sige, når det er frosset, pludseligt spring optaget volumen. Og da banken har en konstant volumen, så brister den. En anden dårlig ting er, at dette er glas - revnen går over hele krukken på én gang. Jeg "ødelagde" på en eller anden måde en tre-liters krukke, hvori en liter vand ved et uheld frøs af kraften - den revnede helt.
• Hvis du er en kyndig person, vil jeg ikke argumentere, men noget spøger, noget er galt ... Ved frysning har glas ikke en tendens til at falde i volumen? Hvad med metal? Det er her svaret ligger! Men tak for din afklaring alligevel.
• Tak skal du have.
• Frostvand presses ud gennem bunddækslet, fordi vandisens potentielle energi ikke øges, så massecentret bliver lavere
• Når det ændrer sig aggregeringstilstand stof og den samtidige optagelse af energi, øges kroppens volumen.
• Spørgsmålet er relevant fra et praksissynspunkt. Der var en sag. En kande lavet af kunststen brast på graven om vinteren. Rådet er oplagt: dæk det til inden frost, så der ikke kommer vand ind i det. Men det er ikke altid muligt. Hvad er løsningen ellers? Læg for eksempel noget indeni.
• alt er meget interessant, da jeg arbejder med emnet at bruge kold energi, udviklede jeg en næsten evighedsbevægelse p.v.d.
• Nicholas! Del din udvikling. Eller giv et link, hvor det diskuteres.
• Sagen er, at isen, der flyder op til toppen af ​​krukken danner en jævn ramme, som gør yderligere tryk på toplåget ensartet, og den nederste del fryser med et ujævnt område, som er lig med bunden af ​​krukken og med et forhold på 70% is og 30% vand, groft sagt, is i dens nederste del bliver i form af en kile, hvilket giver et mindre trykområde, og på grund af hvilket bunden af ​​dåsen er presset igennem. Du kan også tage hensyn til tyngdekraften, isen trykker stadig på bunden selvom der er vand, lidt selvfølgelig, ikke engang mærkbart, men det trykker.
• Der var et spørgsmål - hvilken slags kar skulle laves og af hvad, så det ikke skulle briste, når vandet fryser. Frostvand øger dets volumen med cirka 10 %. Da fartøjet ikke sprængte, betyder det, at vandet ikke øgede sit volumen - dvs. frøs ikke. Nu reference - vandets frysepunkt falder med en stigning i trykket med omkring 1 g. C for hver 130 atm. og når et minimum (-22 gr. C) ved et tryk på 2200 atm. De der. det kan argumenteres for, at et kar, der ikke vil bryde fra frysende vand til en temperatur på -22 gr. C skal tåle 2200 atm. De der. mere end 2 tons pr. se mere end nederst Mariana Trench
• Is dannes fra oven. Da is er et fast stof, er det sværere at presse gennem isens tykkelse + topdæksel med tryk end at presse igennem bunden uden is. Og så stemplets effekt fra top til bund med tryk på vandet.

Udvider eller krymper? Svaret er dette: med vinterens fremkomst begynder vandet sin ekspansionsproces. Hvorfor sker dette? Denne egenskab adskiller vand fra listen over alle andre væsker og gasser, som tværtimod komprimeres, når de afkøles. Hvad er årsagen til denne usædvanlige væskes adfærd?

Fysik 3. klasse: Udvider eller trækker vandet sig sammen, når det fryser?

De fleste stoffer og materialer udvider sig ved opvarmning og krymper ved afkøling. Gasser viser denne effekt mere mærkbart, men forskellige væsker og hårde metaller udviser de samme egenskaber.

En af de mest klare eksempler udvidelse og sammentrækning af gassen er luften i ballonen. Når vi tager ud ballon udendørs i minusvejr, falder bolden straks i størrelse. Hvis vi bringer bolden ind i et opvarmet rum, så stiger det straks. Men hvis vi tager en ballon med i badet, vil den briste.

Vandmolekyler kræver mere plads

Årsagen til, at disse udvidelses- og sammentrækningsprocesser finder sted forskellige stoffer, er molekyler. De, der modtager mere energi (dette sker i et varmt rum), bevæger sig meget hurtigere end molekyler i et koldt rum. Partikler, der har mere energi, kolliderer meget mere aktivt og oftere, de har brug for mere plads til at bevæge sig. For at holde det tryk, som molekylerne udøver, begynder materialet at stige i størrelse. Og det sker ret hurtigt. Så udvider eller trækker vandet sig sammen, når det fryser? Hvorfor sker dette?

Vand overholder ikke disse regler. Hvis vi begynder at afkøle vand til fire grader celsius, så reducerer det dets volumen. Men hvis temperaturen fortsætter med at falde, så begynder vandet pludselig at udvide sig! Der er en sådan egenskab som en anomali i tætheden af ​​vand. Denne egenskab opstår ved en temperatur på fire grader Celsius.

Nu hvor vi har fundet ud af, om vand udvider sig eller trækker sig sammen, når det fryser, lad os finde ud af, hvordan denne anomali opstår i første omgang. Årsagen ligger i de partikler, som den er sammensat af. Vandmolekylet består af to brintatomer og et oxygen. Alle kender formlen for vand siden folkeskole. Atomerne i dette molekyle tiltrækker elektroner på forskellige måder. Brint har et positivt tyngdepunkt, mens ilt tværtimod har et negativt. Når vandmolekyler kolliderer med hinanden, overføres brintatomerne i et molekyle til iltatomet i et helt andet molekyle. Dette fænomen kaldes hydrogenbinding.

Vand har brug for mere plads, når det afkøles

I det øjeblik, hvor processen med dannelse af hydrogenbindinger begynder, begynder der at dukke steder op i vandet, hvor molekylerne er i samme rækkefølge som i iskrystallen. Disse emner kaldes klynger. De er ikke holdbare, som i en fast krystal af vand. Når temperaturen stiger, ødelægges de og ændrer deres placering.

Under processen begynder antallet af klynger i væsken hurtigt at stige. De kræver mere plads til at sprede sig, hvilket er grunden til, at vandet øges i størrelse efter at have nået sin unormale tæthed.

Når termometeret falder under nul, begynder klyngerne at blive til små iskrystaller. De begynder at gå op. Som et resultat af alt dette bliver vand til is. Dette er en meget usædvanlig evne hos vand. Dette fænomen er afgørende for et stort antal processer i naturen. Vi ved det alle, og hvis vi ikke ved det, så husker vi, at tætheden af ​​is er lidt mindre end tætheden af ​​kølig eller koldt vand. Dette tillader is at flyde på overfladen af ​​vandet. Alle reservoirer begynder at fryse fra top til bund, hvilket gør det muligt for akvatiske indbyggere at eksistere i bunden og ikke fryse. Så nu ved vi i detaljer om vandet udvider sig eller trækker sig sammen, når det fryser.

Varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Hvis vi tager to ens glas og hælder varmt vand i det ene og samme mængde koldt vand i det andet, vil vi bemærke, at varmt vand fryser hurtigere end koldt. Det er ikke logisk, vel? Varmt vand skal køle af, før det begynder at fryse, men koldt vand gør det ikke. Hvordan forklarer man dette faktum? Forskere kan den dag i dag ikke forklare denne gåde. Dette fænomen kaldes Mpemba-effekten. Det blev opdaget i 1963 af en videnskabsmand fra Tanzania under et usædvanligt sæt omstændigheder. Eleven ville lave sig is og bemærkede, at varmt vand fryser hurtigere. Han delte dette med sin fysiklærer, som først ikke troede på ham.

Det ser ud til, at det kunne være mere almindelig end is? I den midterste zone af Eurasien, hvor vinteren varer i flere måneder, i nord, hvor vinteren fortsætter mestår, og i de sydlige bjergområder er sne og is velkendte komponenter i landskabet.

I mellemtiden er selve processen med isdannelse usædvanlig. Lad os for eksempel se, hvordan vandvolumenet ændrer sig under overgangen fra en flydende til en fast tilstand, altså når det fryser. Denne ændring sker ikke på samme måde som i andre stoffer, vi kender. Alle, bortset fra bismuth og gallium, krymper, reducerer volumen, når de afkøles. Under størkning reduceres deres volumen betydeligt sammenlignet med den samme masse af smelten.

Når vandet fryser, sker alt omvendt - tætheden af ​​is falder, og volumenet stiger med 10% i forhold til volumenet optaget af den samme vandmasse.

Siden oldtiden har folk kendt til denne egenskab ved is. Uden at vide, hvordan de skulle forklare det, brugte de det alligevel med succes. Mægtige bygninger i det nordlige Europa blev opført af stenmonoliter, der vejede hundredvis af kilo. For at lave sådanne blokke blev der udstanset relativt lavvandede riller i klipperne, eller der blev valgt passende revner. Før vinterkulden begyndte, blev de oversvømmet med vand, og den resulterende is tjente som et sprængstof. Så tålmodigt, år efter år, knuste folk de stærkeste sten, opnåede byggemateriale ved at bruge vandets udvidelse under frysning. Nu kan videnskaben forklare årsagen til dette fænomen. Som det kan ses af fig. 1.8, forløber ændringen i volumen med faldende temperatur på en ejendommelig måde. Til at begynde med opfører vand sig som mange andre væsker: gradvist kondenserende reducerer det dets volumen. Dette observeres op til 4°C (mere præcist op til 3,98°C). Ved denne temperatur ser det ud til at en krise sætter ind. Yderligere afkøling reducerer ikke længere, men øger gradvist volumen. Glatheden afbrydes brat ved 0°C, kurven bliver til en lodret lige linje, og volumen øges brat med næsten 10%. Vand bliver til is.

Det er klart, at ved 3,98°C begynder termisk interferens i dannelsen af ​​associerede forbindelser at svækkes så meget, at det bliver muligt at en eller anden strukturel omlejring af vand til islignende rammer. Molekyler er indbyrdes ordnede, nogle steder dannes en sekskantet struktur karakteristisk for is1.

Disse processer i flydende vand forbereder sig så at sige til en komplet strukturel omstrukturering, og ved 0 ° C sker det: strømmende vand bliver til is - et krystallinsk fast stof. Hvert molekyle får mulighed for at forbinde ved hydrogenbindinger med fire

Jeg er nabo. Derfor danner vand i isfasen en gennembrudt struktur med "kanaler" mellem faste grupper af vandmolekyler.

Sandsynligvis er en anden ejendommelig egenskab ved vand forbundet med den strukturelle omarrangering - et skarpt spring i varmekapaciteten under faseovergangen "vand-is". Vand ved 0°C har en specifik varmekapacitet på 1,009. Den specifikke varmekapacitet af vand, der bliver til is ved samme temperatur, er det halve.

På grund af de særlige forhold ved den strukturelle overgang "vand - is", i intervallet 3,98 ... 0 ° C, fryser naturlige reservoirer med tilstrækkelig dybde normalt ikke til bunden. Med begyndelsen af ​​vinterkulde synker de øverste lag af vand, efter at de er afkølet til omkring + 4 ° C og når en maksimal tæthed, til bunden af ​​reservoiret. Disse lag transporterer ilt til dybet og hjælper ensartet fordeling nærings urenheder. I stedet stiger varmere vandmasser op til overfladen, kondenserer, afkøles ved kontakt med overfladeluft, og efter at have afkølet til +4°C synker de igen dybere. Blandingen fortsætter, indtil cirkulationen er opbrugt, og reservoiret er dækket af et flydende lag is. Is beskytter pålideligt dybderne mod kontinuerlig frysning - trods alt er dens varmeledningsevne meget mindre end vands.

Hvert år bliver en sund livsstil mere og mere populær. Folk holder op med at ryge, begynder at træne, tæller kalorier i fødevarer, de har indtaget i løbet af dagen, kontrollerer overskydende vægt. Der er en række sportsgrene...

Storformatudskrivningsteknologi involverer replikering trykprodukter store parametre på specielle "wide printere" og plottere. Takket være brugen af ​​så kraftfuldt moderne udstyr kan du få udskrifter i forskellige formater A1, A2, A3 og ...

Opvarmning - vigtig proces enhver boligrenovering. trods alt vil holdbarheden af ​​en bestemt væg og facaden som helhed afhænge af den. I dag tilbyder producenter en bred vifte af materialer til isolering - mineralske ...

11. Hvorfor udvider vandet sig, når det fryser

Frysningen af ​​et vandmolekyle betyder, at det taber fra overfladen af ​​dets bestanddele kemiske elementer akkumulerede fotoner af soloprindelse. De fleste af disse fotoner akkumuleres på overfladen af ​​brint, da overfladelagene af brint indeholder en stor procentdel af Yin-fotoner (absorberende æter). Eksponeringen af ​​brint fører til, at vandmolekyler begynder at vende rundt i forhold til hinanden. Det nøgne brint fra nabomolekyler begynder at tiltrække hinanden. I vands flydende tilstand var brint "dækket" af frie partikler. De skærmede Yin-fotonerne i dens sammensætning og reducerede på denne måde manifestationen af ​​disse fotoners tiltrækningsfelter udenfor. Blandt solpartiklerne (udsendt af Solen) dominerer Yang-partikler (emanerende æter). På grund af denne afskærmning er tiltrækningen fra hydrogensiden af ​​vand i flydende tilstand ikke så stærk.

Når vand fryser, og molekylerne "vender" mod hinanden med "brintdele", vender "iltenderne" sig også mod hinanden. I flydende tilstand er molekylerne forbundet sådan - "brint-ilt-brint-ilt" . Og i solidt som dette: "oxygen-ilt-brint-brint-ilt-ilt-brint-brint" .

Mere præcist, i fast tilstand, sker forbindelsen på grund af hydrogenbindinger. Og iltelementerne er simpelthen tvunget til at vende sig mod hinanden.

Da elementerne af ilt ikke indeholder overfladelag Så mange Yin-fotoner som brint, frysningsprocessen – tabet af frie fotoner – påvirker ikke væsentligt elementernes kraftfelt. Som der var et betydeligt frastødningsfelt, så er det fortsat. Derfor, når vandmolekyler vender sig mod hinanden med ilt, har iltelementerne en transformerende effekt på hinanden. Husk på, at transformation er opvarmning, en stigning i temperaturen. Elementer udsender æter mod hinanden (takket være Yang-partikler), og. derved opvarmning (transformering). Æteren, der udsendes af hvert af grundstofferne mod hinanden, forhindrer den i at udsende æter. På grund af denne modsætning sker transformationen af ​​partiklernes kvalitet i sammensætningen af ​​grundstofferne. Og opvarmning er som bekendt altid ledsaget af udvidelse af stof. Det er grunden til, at vandet udvider sig, når det fryser. Men ikke meget. Ikke sådan, det udvider sig, hvis du begynder at koge det.

Frysepunktet er passeret, molekylerne er vendt rundt, og ilten er blevet omdannet (varmet op) i sammensætningen af ​​molekylerne. Men denne opvarmning er punkt, meget svag. Dette er ikke opvarmning, for eksempel på grund af forbrænding af brændstof eller passerer elektrisk strøm, når et stort antal frie partikler med frastødende felter (Yang) akkumuleres.

Hvis afkølingen af ​​vandet fortsætter i fremtiden, vil der ikke ske mere udvidelse.

Vi har således analyseret årsagerne til udvidelsen af ​​vand under afkøling.

Vi anbefaler stærkt, at du læser artiklerne om partikelkvalitetstransformation i del 2 om partikelmekanik. Ellers vil hovedårsagen til udvidelsen af ​​vand og endda stoffer, når de opvarmes, forblive uforståelige for dig.