Daya pengembangan air apabila ia membeku. Ensiklopedia besar minyak dan gas

Air adalah bahan yang paling biasa dan paling misteri di planet kita. Ia mempunyai ciri-ciri mudah yang diketahui sejak zaman purba. Ia adalah terima kasih kepada ciri-ciri ini bahawa ia dipanggil "asas kehidupan." Jadi apakah "keajaiban" sifat-sifat ini? Mari kita fikirkan.

Kecairan. Harta utama semua cecair, termasuk air. Di bawah pengaruh kuasa luar, ia dapat mengambil bentuk mana-mana kapal. Dan ini memastikan ketersediaannya di mana-mana. Air mengalir dalam aqueduct, membentuk tasik, sungai dan laut. Dan, yang paling penting, anda sentiasa boleh membawanya dalam mana-mana pakej yang mudah - dari botol kecil hingga tangki besar.

sifat suhu. Air suam lebih ringan daripada air sejuk dan sentiasa naik. Oleh itu, kita boleh memasak sup dengan memanaskan kuali hanya dari bawah, dan bukan dari semua pihak sekaligus. Disebabkan fenomena ini, yang dipanggil "konveksi", kebanyakan penduduk badan air daratan tinggal lebih dekat dengan permukaan.

Tetapi sifat terma air yang paling penting ialah kapasiti haba yang tinggi - 10 kali lebih besar daripada besi. Ini bermakna sejumlah besar tenaga diperlukan untuk memanaskannya, tetapi jumlah tenaga yang sama dikeluarkan apabila ia sejuk. Sistem pemanasan di rumah kami adalah berdasarkan prinsip ini - dan sistem penyejukan yang digunakan dalam industri.

Selain itu, laut dan lautan memainkan peranan sebagai pengawal suhu bumi, melembutkan turun naik suhu bermusim, menyerap haba pada musim panas dan melepaskannya pada musim sejuk. Dan dengan gabungan kapasiti haba dan perolakan, anda juga boleh memanaskan seluruh benua! Kita bercakap tentang "bateri utama Eropah", arus hangat dari Gulf Stream. Aliran air suam gergasi, bergerak di sepanjang permukaan Atlantik, memberikan suhu yang selesa di pantainya, yang tidak tipikal untuk latitud ini.

membeku. Titik beku air secara bersyarat sama dengan 0 darjah, tetapi sebenarnya parameter ini bergantung pada beberapa faktor: tekanan atmosfera, bekas di mana air diletakkan, dan kehadiran kekotoran di dalamnya.

Air adalah unik kerana, tidak seperti bahan lain, ia mengembang apabila ia membeku. Dengan musim sejuk kami yang keras, ini, mungkin, boleh dipanggil harta negatif. Membeku dan meningkatkan jumlah, air (atau lebih tepatnya, sudah ais) hanya mengoyakkan paip logam.

Jadi, apabila melalui keadaan pepejal, air meningkat dalam jumlah, tetapi menjadi kurang tumpat. Oleh itu, ais sentiasa lebih ringan daripada air, dan terletak di permukaannya. Di samping itu, ia mengalirkan haba dengan buruk: walaupun pada musim sejuk yang paling sejuk, kehidupan terpelihara di dalam takungan planet ini. Lagipun, semakin tebal "kusyen" ais, semakin hangat air di bawahnya. Juga, terima kasih kepada harta ini, sesetengah orang masih membina apa yang dipanggil "glasier" - bilik bawah tanah atau gua yang dipenuhi dengan ais, yang tidak cair walaupun pada musim panas, dan membolehkan makanan disimpan untuk masa yang sangat lama.

Sesetengah saintis juga telah mencadangkan menggunakan ais untuk melawan pemanasan global. Intipati ideanya ialah ini - sebuah kapal khas membawa ke belakang gunung ais yang hanyut di suatu tempat berhampiran Antartika. Dan kemudian menyeretnya ke iklim yang lebih panas, di mana orang ramai mengalami kepanasan. Gunung ais itu mencair, menyejukkan seluruh kawasan pantai. Begitulah "Aliran Teluk sebaliknya", hanya dicipta oleh manusia.

Mendidih. Mari kita beralih dari ais sejuk kepada wap panas. Kita semua tahu bahawa air mendidih pada 100 darjah Celsius. Tetapi ini hanya dalam keadaan komposisi udara biasa dan tekanan atmosfera. Tetapi di puncak Everest, di mana tekanan lebih rendah dan udara jarang, cerek anda akan mendidih pada 68 darjah! Air mendidih membantu membunuh mikroorganisma berbahaya. Selain itu, makanan kukus jauh lebih sihat daripada makanan bergoreng.

Di samping itu, wap air boleh dipanggil enjin sebenar tamadun. Ia belum pun 100 tahun sejak zaman enjin wap, dan ramai orang masih tersilap merujuk kepada lokomotif kereta api (yang kini menggunakan tenaga elektrik) sebagai "lokomotif wap."

By the way, mengenai elektrik. Tanpa wap, ia masih akan menjadi rasa ingin tahu yang jarang dan mahal. Lagipun, prinsip operasi kebanyakan loji kuasa adalah berdasarkan putaran pemutar di bawah tekanan wap panas. Loji kuasa nuklear moden berbeza daripada loji arang batu atau minyak lama hanya dalam prinsip pemanasan air. Malah tenaga suria yang inovatif dan selamat menggunakan wap: cermin besar, seperti kaca pembesar, memfokuskan sinaran matahari pada tangki air, mengubahnya menjadi wap untuk turbin elektrik.

Pembubaran. Satu lagi sifat penting air, tanpanya bukan sahaja sains dan industri, tetapi kehidupan itu sendiri adalah mustahil! Pada pendapat anda, apakah persamaan plasma darah dengan soda kegemaran anda? Jawapannya mudah: soda ialah larutan akueus pelbagai garam, mineral dan gas. Plasma terdiri daripada 90% air, serta protein dan bahan lain. Dan setiap sel organisma hidup menerima bahan yang diperlukan, juga dalam bentuk larutan akueus.

Air adalah yang paling mudah, paling selamat, tetapi bagaimanapun, pelarut semula jadi yang paling boleh dipercayai. Di antara molekul mudah alihnya, hampir semua bahan boleh "merangkak" - daripada cecair kepada logam. Harta yang indah ini telah diperhatikan sejak fajar manusia. Seniman purba melarutkan pewarna semula jadi dalam air untuk melukis di dinding gua. Kemudian tongkat itu diambil alih oleh ahli alkimia zaman pertengahan, melarutkan pelbagai bahan dalam air dengan harapan mendapatkan "batu ahli falsafah" yang mengubah apa-apa bahan menjadi emas. Dan kini harta ini berjaya digunakan oleh ahli kimia moden.

Ketegangan permukaan. Kebanyakan orang, apabila mereka mendengar tentang ketegangan permukaan air, hanya terfikir tentang serangga penyeret air yang meluncur di sepanjang permukaan kolam atau lopak. Dan, sementara itu, tanpa harta air ini adalah mustahil untuk mencuci tangan anda! Ia adalah terima kasih kepadanya bahawa buih sabun terbentuk. Dan juga sukar untuk mengeringkan tangan anda dengan tuala tanpanya. Lagipun, semua bahan penyerap (tidak kira sama ada ia adalah tuala kertas atau kain mikrofiber) mempunyai liang mikroskopik di mana kelembapan diserap kerana ketegangan permukaan. Atas sebab yang sama, air mengalir melalui kapilari terbaik yang menembusi akar tumbuhan. Dan penyediaan campuran bangunan kering juga mungkin disebabkan oleh ketegangan permukaan air yang ditambah.

Molekul air secara aktif tertarik antara satu sama lain, akibatnya, permukaannya pada volum tertentu cenderung kepada minimum. Itulah sebabnya bentuk semula jadi mana-mana cecair adalah sfera. Ini boleh disahkan dengan mudah dengan berada dalam graviti sifar. Walaupun, untuk eksperimen seperti itu tidak perlu terbang ke angkasa, hanya gunakan picagari untuk menyuntik sedikit air ke dalam segelas minyak sayuran dan lihat bagaimana ia berkumpul menjadi bebola.

• >

  Saya mengesyaki bahawa akibat fakta bahawa ais lebih ringan daripada air yang tidak beku, hablur ais pertama terapung, bergabung antara satu sama lain dan pembekuan berlaku lebih cepat di bahagian atas.

  Perlu diingat bahawa, sebaliknya, terdapat perolakan, yang akan bertindak sebaliknya, menaikkan air yang lebih hangat ke atas, dan menghalang pembentukan ais di sana. Walau bagaimanapun, saya nampaknya dengan pembekuan seragam yang perlahan, kesan ini diratakan.

• Bagaimana untuk menyolder balang penuh air?

  Saya setuju. Penyolderan sempurna tidak berfungsi di sini. Jadi, tampal pateri di atas, selagi air tidak mengalir keluar. By the way, di tempat pematerian, wap air benar-benar terbentuk apabila dipanaskan dengan besi pematerian.

  Jelas sekali, isipadu air akan kembali kepada asal. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh apa - terdapat andaian bahawa ia bukan bahagian bawah yang akan ditekan (ia telah menjadi sangat berkubah), tetapi dinding sisi tin.

  Jika balang itu benar-benar hermetik, maka ya, dinding sisi akan ditekan masuk. Tetapi udara masih masuk. Oleh itu, selepas penyahbekuan, ternyata udara muncul dari atas, semasa pembekuan, bahagian bawah diperah lebih banyak lagi, dan seterusnya, sehingga ia dibuang sepenuhnya.

  P.S. Hari ini saya mencairkan balang dan meletakkannya pada beku kedua. Mari lihat apa yang terhasil daripada ini...

• 1. Saya cuba untuk pateri ia tidak berfungsi! Saya hanya boleh membancuh dengan peranti separa automatik (kimpalan elektrik) Saya membeku, mencairkan bahagian bawah saya tidak terlibat Saya fikir kerana udara, saya mengambil balang lain yang dipateri paip dari kamera Saya memeriksanya dengan udara selama 2 atm tiada kebocoran yang saya isi dalam air tiada udara! membeku dicairkan sisi hampir tidak ditarik balik diperiksa selepas sejam terdapat tekanan berlebihan dan nampaknya saya bahawa apabila air dibekukan dan dinyahbekukan, udara terlarut di dalamnya dilepaskan, dan oleh itu sisi tidak ditarik balik
  2, air mengkristal dari atas (sungai pada musim sejuk, tong air) ais adalah lebih ringan daripada air, saya fikir kekonduksian sejuk.
• balang adalah sama seperti anda dari bawah susu, semuanya berlaku dengan cara yang sama seperti voltan anda turun sedikit selepas penyahbekuan, ia dicairkan pada suhu bilik, nampaknya saya patut mempertimbangkan suhu air dalam kes saya ialah 7 darjah, dan suhu bilik 25 darjah juga mungkin menjejaskan. sekarang saya sedang menyemak apa yang akan berlaku jika balang diletakkan di sebelahnya dengan jahitan ke atas dan jahitan ke bawah!
• > 1. Mengapakah air beku memerah keluar penutup bawah, dan boleh dikatakan tidak menjejaskan bahagian atas?
  Saya percaya bahawa proses pembekuan, memandangkan balang itu berada di dalam bekas plastik, tidak berjalan sama rata. Bahagian atas balang mula membeku terlebih dahulu, kerana ia lebih dekat dengan sejuk, manakala bahagian bawah terletak di antara dinding plastik dan telaga. tin adalah udara lebih panas sedikit daripada dari atas. Selanjutnya, aising di dalam bahagian atas tin memberikan kekuatan tambahan, tetapi berubah menjadi ais, air mengembang dan menekan cecair di bahagian bawah telaga. bank.
• > 1. Mengapakah air beku memerah keluar penutup bawah, dan boleh dikatakan tidak menjejaskan bahagian atas?

  1. Ais terbentuk dari atas. ini disebabkan oleh fakta bahawa penyejukan (dan bukan air beku, seperti yang ditulis oleh penulis) naik ke atas kerana fakta bahawa apabila menyejukkan (dari 4 darjah hingga 0), ketumpatan berkurangan.
  2. Menyejukkan (dan bukan membekukan air, seperti yang ditulis oleh penulis), disebabkan oleh peningkatan dalam jumlah, tidak lagi menekan pada penutup, tetapi pada "puck" ais yang mengedarkan daya secara merata ke seluruh kawasan ​​penutup. bahagian "paling lemah" penutup (dari tengah) tertakluk kepada tekanan yang sama seperti bahagian yang paling "kuat" (berhampiran dinding sisi). akibatnya, daya yang dicipta oleh air penyejuk dipadamkan oleh bahagian "kuat" penutup. tiada ais di bahagian bawah, air menekan bahagian "kuat", mereka tidak bengkok, jumlah tekanan melepasi bahagian "lemah", tidak diserap oleh bahagian "kuat" (kerana daya dihantar melalui air ke semua arah). sesuatu seperti itu.

• Tov. Para saintis! Dan bolehkah sesiapa memberitahu saya apakah tekanan air beku dan ais yang terhasil pada dinding kapal?
• Jangan pandai. Ia menolak melalui bahagian bawah, kerana graviti juga berfungsi pada balang ini + fakta bahawa dari bawah ketumpatan tertinggi air semasa pembekuan, oleh itu, tidak ada jisim untuk pengembangan di bahagian atas seperti di bahagian bawah.

  Tekanan boleh dikira dari p1/p2 = ((n air)/(n ais))*T1/T2

  Penutup bawah akan sentiasa diperah, kecuali balang akan membeku dalam keadaan putaran berterusan. Atau jika tiada graviti.

  Untuk mendapatkan suhu ais bagi persamaan di atas, kita mengukur suhu tin, Q1=Q2, Q1=c*m*dT (tin)
  Q2=c2*m2*dT2 + dL*m + c3*m2*dT3
  air menyejuk + air menghablur + ais menyejuk
  dT3 = (c*m*dT-c2*m2*dT2-dL*m)/(c3*m2)

  Ini akan menjadi perubahan suhu ais.
  Gantikannya dengan T=0+273-dT3 - akan ada suhu T2.
  Suhu T1 - air - dengan termometer apabila air memasuki keseimbangan termodinamik dengan balang.

  P2 - tekanan ais, p1=pa+((m*9.8)/S(bawah))

  Nampaknya semua.
  Dapatkan p2, yang akan sama dengan jumlah tekanan yang diperlukan untuk memerah keluar balang anda untuk beberapa jumlah.

  Dalam bentuk yang ringkas, masalah ini kelihatan seperti ini, dan hasilnya tidak tepat sepenuhnya. Untuk ketepatan, adalah perlu untuk menyepadukan di sini, tetapi saya fikir ini terlalu banyak.

  Saya harap saya tidak terlepas apa-apa.

• Sasha

  13 Disember 2012, 04:14 PTG

  Kesan yang sedang dipertimbangkan adalah disebabkan oleh fakta bahawa ketumpatan ais sebenarnya kurang daripada ketumpatan air, oleh itu, pada peringkat awal, lapisan atas membeku (dari atas ke bawah). Apabila lapisan atas membeku, ia berinteraksi dengan dinding kapal (daya geseran!). Pada peringkat akhir pembekuan, daya geseran terhadap dinding ini lebih besar daripada daya balas bahagian bawah kita. Bahagian bawah oleh itu memerah keluar.

• Ivan	7 November 2014, 06:54

  0lympian, seperti yang anda tahu, apabila air sejuk, lapisan hangatnya akan naik, dan yang sejuk akan tenggelam ke bawah, kesan ini diperhatikan sehingga 4 darjah Celsius (ketumpatan tertinggi air) dan lapisan tidak akan bergerak sehingga air menyejuk ke kedalaman penuh sehingga 4 darjah. Selepas itu, molekul mengkristal (ketumpatannya kurang daripada ketumpatan air pada 4 darjah) dan ia naik, ais terbentuk di penutup atas balang, dan dalam proses pembekuan selanjutnya, lebih mudah bagi ais untuk picit keluar penutup bawah balang daripada mengatasi rintangan "palam ais" yang terbentuk di bahagian atas (mengikut laluan rintangan paling sedikit).
• Alexander, tangki yang tidak lengkap tidak akan dibuka, kerana. di tempat tekanan, ais akan cair.

• 11 Januari 2015, 07:44

  Terima kasih banyak - banyak! Saya faham bahawa soalan itu mungkin kelihatan primitif, tahap kurikulum sekolah dalam fizik, tetapi saya seorang humanis, dan di sekolah, secara ringkasnya, saya tidak "tertarik" kepada sains yang tepat. Walaupun, beberapa jawatan dalam fizik dan terutamanya dalam geometri menarik saya. Saya mengandaikan bahawa terdapat tempat untuk ais mengembang, tetapi saya tidak pasti - ini bermakna tangki itu hanya berkarat di persimpangan. Terima kasih sekali lagi untuk balasan anda! Terima kasih sekali lagi atas balasan anda, Selamat Hari Raya! Yang ikhlas. Alexander.
• peta, setakat yang saya faham, benda asing (papan, balak, botol) dalam air beku menghalang ketulan ais pepejal daripada terbentuk. Yang hanya menekan ke tepi dan ke bawah. Sebaliknya, kami mempunyai beberapa bahagian yang boleh bergerak relatif antara satu sama lain dan oleh itu tidak memberi tekanan pada dinding dan bahagian bawah tangki.
• Ais mengembang TIDAK memberikan tekanan pada dinding sisi dan bahagian bawah.

  Paparan "TIDAK" terlepas

• peta meletakkan lantai di dalam tangki dengan air.Ia melindunginya daripada tekanan berlebihan selepas menyaingi dinding luar dan penutup (ais atas). Juga dengan botol (plastik). Adalah lebih baik untuk meninggalkan kolam separuh penuh, supaya tekanan bumi beku dan ais di dalamnya membatalkan satu sama lain.
• Tidakkah anda terfikir tentang fakta bahawa tin adalah logam dan cenderung mengecut dalam fros dan mengembang pada suhu positif?

• Edward

  26 Mac 2016, 07:35

  Bagaimana pula dengan tin susu? Susu adalah emulsi lemak. Adakah anda degrease bahagian dalam balang? Dan jika tidak, maka lemak telah mencipta lapisan monomolekul pada permukaan air dalam balang, bukan? Mungkin ia juga mempunyai kesan? nah, diketahui bahawa tekanan lebih besar ke arah di mana penentangannya lebih lemah. Oleh itu, jika pembekuan berlaku dari atas ke bawah, maka baki air yang tidak beku, yang membeku, menekan di mana belum ada ais besar? Iaitu - pada penutup bawah yang agak plastik, bawah?
• siapa yang menulis apa, dan tidak ada yang menjawab mengapa balang kaca tertutup pecah penuh. Pada hari yang lain saya berdebat bahawa ia pecah kerana air tidak mengubah isipadunya, dan kaca mengecut kerana sejuk, dan tidak ada tempat untuk mengecut, jadi balang itu pecah .. Mereka mentertawakan saya, tetapi saya ingat betul-betul apa yang cikgu fizik cakap. Atau mungkin anda ingat sesuatu? Betulkan saya..
• dan sekarang saya pasti saya betul.

• 25 September 2016, 17:14

  Vladimir Nemov, air hanya menukar isipadu: ketumpatan air = 1, dan ketumpatan ais = 0.9. Iaitu, apabila membekukan, lompatan tajam dalam jumlah yang diduduki diperolehi. Dan oleh kerana bank mempunyai jumlah yang tetap, maka ia pecah. Satu lagi perkara buruk ialah ini adalah kaca - retakan melepasi seluruh balang sekaligus. Saya entah bagaimana "memusnahkan" balang tiga liter di mana satu liter air secara tidak sengaja membeku dari daya - ia retak sepenuhnya.
• Jika anda seorang yang berpengetahuan, saya tidak akan membantah, tetapi ada sesuatu yang menghantui, ada yang tidak kena ... Apabila membeku, kaca tidak cenderung untuk mengurangkan jumlahnya? Bagaimana pula dengan logam? Di sinilah jawapannya! Tetapi terima kasih juga atas penjelasan anda.
• Terima kasih.
• Air beku diperah keluar melalui penutup bawah kerana tenaga potensi ais air tidak meningkat, jadi pusat jisim menjadi lebih rendah
• Dengan perubahan dalam keadaan pengagregatan jirim dan penyerapan tenaga serentak, isipadu jasad bertambah.
• Soalan itu relevan dari sudut amalan. Ada kes. Jag yang diperbuat daripada batu tiruan pecah di atas kubur pada musim sejuk. Nasihatnya jelas: tutup sebelum fros supaya air tidak masuk ke dalamnya. Tetapi ini tidak selalu mungkin. Apa lagi penyelesaiannya? Sebagai contoh, letakkan sesuatu di dalam.
• segala-galanya sangat menarik, kerana saya sedang mengusahakan topik menggunakan tenaga sejuk, saya membangunkan p.v.d gerakan yang hampir kekal.
• Nicholas! Kongsi perkembangan anda. Atau berikan pautan di mana ia dibincangkan.
• Masalahnya ialah ais yang terapung ke bahagian atas balang membentuk bingkai yang sekata, yang menjadikan tekanan lebih lanjut pada penutup atas seragam, dan bahagian bawah membeku dengan kawasan yang tidak rata, yang sama dengan bahagian bawah balang dan dengan nisbah 70% ais dan 30% air, secara kasarnya, ais di bahagian bawahnya menjadi dalam bentuk baji, yang memberikan kawasan tekanan yang lebih kecil dan kerana itu bahagian bawah tin adalah ditekan melalui. Anda juga boleh mengambil kira daya graviti, ais masih menekan di bahagian bawah walaupun terdapat air, sedikit sahaja, tidak kelihatan, tetapi ia menekan.
• Terdapat soalan - jenis kapal apa yang perlu dibuat dan dari apa, supaya ia tidak pecah apabila air membeku. Air beku meningkatkan jumlahnya kira-kira 10%. Oleh kerana kapal tidak pecah, ini bermakna air tidak meningkatkan jumlahnya - i.e. tidak membeku. Rujukan sekarang - takat beku air berkurangan dengan peningkatan tekanan kira-kira 1 g. C untuk setiap 130 atm. dan mencapai minimum (-22 gr. C) pada tekanan 2200 atm. Itu. boleh dikatakan bahawa kapal yang tidak akan pecah dari air beku ke suhu -22 gr. C mesti menahan 2200 atm. Itu. lebih daripada 2 tan setiap persegi. lihat Lebih daripada di bahagian bawah Palung Mariana
• Ais terbentuk dari atas. Oleh kerana ais adalah bahan pepejal, ia adalah lebih sukar untuk menolak melalui ketebalan ais + penutup atas dengan tekanan daripada menolak melalui bahagian bawah tanpa ais.Dan kemudian kesan omboh dari atas ke bawah dengan tekanan ke atas air.

Mengembang atau mengecut? Jawapannya ialah: dengan kedatangan musim sejuk, air memulakan proses pengembangannya. Kenapa ini terjadi? Sifat ini membezakan air daripada senarai semua cecair dan gas lain, yang, sebaliknya, dimampatkan apabila disejukkan. Apakah sebab bagi kelakuan cecair luar biasa ini?

Fizik Gred 3: Adakah air mengembang atau mengecut apabila ia membeku?

Kebanyakan bahan dan bahan mengembang apabila dipanaskan dan mengecut apabila disejukkan. Gas menunjukkan kesan ini dengan lebih ketara, tetapi pelbagai cecair dan logam pepejal mempamerkan sifat yang sama.

Salah satu contoh pengembangan dan pengecutan gas yang paling menarik ialah udara dalam belon. Apabila kita membawa belon ke luar dalam cuaca tolak, belon itu serta-merta mengecil saiznya. Jika kita membawa bola ke dalam bilik yang dipanaskan, maka ia segera meningkat. Tetapi jika kita membawa belon ke dalam bilik mandi, ia akan pecah.

Molekul air memerlukan lebih banyak ruang

Sebab proses pengembangan dan pengecutan pelbagai bahan ini berlaku adalah molekul. Mereka yang menerima lebih banyak tenaga (ini berlaku di dalam bilik yang hangat) bergerak lebih cepat daripada molekul di dalam bilik sejuk. Zarah yang mempunyai lebih banyak tenaga berlanggar dengan lebih aktif dan lebih kerap, ia memerlukan lebih banyak ruang untuk bergerak. Untuk membendung tekanan yang dikenakan oleh molekul, bahan mula membesar dalam saiz. Dan ia berlaku agak cepat. Jadi, adakah air mengembang atau mengecut apabila ia membeku? Kenapa ini terjadi?

Air tidak mematuhi peraturan ini. Jika kita mula menyejukkan air hingga empat darjah Celsius, maka ia mengurangkan jumlahnya. Tetapi jika suhu terus turun, maka air tiba-tiba mula mengembang! Terdapat sifat seperti anomali dalam ketumpatan air. Sifat ini berlaku pada suhu empat darjah Celsius.

Sekarang setelah kita mengetahui sama ada air mengembang atau mengecut apabila ia membeku, mari kita ketahui bagaimana anomali ini berlaku di tempat pertama. Sebabnya terletak pada zarah yang tersusun. Molekul air terdiri daripada dua atom hidrogen dan satu oksigen. Semua orang tahu formula air sejak sekolah rendah. Atom dalam molekul ini menarik elektron dengan cara yang berbeza. Hidrogen mempunyai pusat graviti positif, manakala oksigen, sebaliknya, mempunyai pusat negatif. Apabila molekul air berlanggar antara satu sama lain, atom hidrogen bagi satu molekul dipindahkan ke atom oksigen molekul yang sama sekali berbeza. Fenomena ini dipanggil ikatan hidrogen.

Air memerlukan lebih banyak ruang semasa ia sejuk

Pada saat proses pembentukan ikatan hidrogen bermula, tempat mula muncul di dalam air di mana molekul berada dalam susunan yang sama seperti dalam kristal ais. Kosong ini dipanggil kelompok. Mereka tidak tahan lama, seperti dalam kristal pepejal air. Apabila suhu meningkat, mereka dimusnahkan dan menukar lokasi mereka.

Semasa proses, bilangan kelompok dalam cecair mula meningkat dengan cepat. Mereka memerlukan lebih banyak ruang untuk menyebar, itulah sebabnya air meningkat dalam saiz selepas mencapai ketumpatan yang tidak normal.

Apabila termometer jatuh di bawah sifar, gugusan mula bertukar menjadi hablur ais yang kecil. Mereka mula naik. Akibat semua ini, air bertukar menjadi ais. Ini adalah keupayaan air yang sangat luar biasa. Fenomena ini diperlukan untuk sejumlah besar proses dalam alam semula jadi. Kita semua tahu, dan jika kita tidak tahu, maka kita ingat bahawa ketumpatan ais kurang sedikit daripada ketumpatan air sejuk atau sejuk. Ini membolehkan ais terapung di permukaan air. Semua takungan mula membeku dari atas ke bawah, yang membolehkan penghuni akuatik wujud di bahagian bawah dan tidak membeku. Jadi, sekarang kita tahu secara terperinci sama ada air mengembang atau mengecut apabila ia membeku.

Air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Jika kita mengambil dua gelas yang sama dan menuangkan air panas ke dalam satu dan jumlah air sejuk yang sama ke dalam yang lain, kita akan melihat bahawa air panas membeku lebih cepat daripada air sejuk. Tak logik kan? Air panas perlu menyejukkan sebelum mula membeku, tetapi air sejuk tidak. Bagaimana untuk menjelaskan fakta ini? Para saintis sehingga hari ini tidak dapat menjelaskan teka-teki ini. Fenomena ini dipanggil Kesan Mpemba. Ia ditemui pada tahun 1963 oleh seorang saintis dari Tanzania dalam keadaan yang luar biasa. Pelajar itu ingin membuat aiskrim sendiri dan menyedari bahawa air panas membeku lebih cepat. Dia berkongsi perkara ini dengan guru fiziknya, yang pada mulanya tidak mempercayainya.

Nampaknya, apa yang lebih biasa daripada ais? Di zon tengah Eurasia, di mana musim sejuk berlangsung selama beberapa bulan, di utara, di mana musim sejuk berlangsung hampir sepanjang tahun, dan di kawasan pergunungan selatan, salji dan ais adalah komponen landskap biasa.

Sementara itu, proses pembentukan ais adalah luar biasa. Mari kita lihat, sebagai contoh, bagaimana isipadu air berubah semasa peralihan daripada cecair kepada keadaan pepejal, iaitu, apabila ia membeku. Perubahan ini tidak berlaku dengan cara yang sama seperti dalam bahan lain yang kita ketahui. Kesemuanya, kecuali bismut dan galium, mengecut, mengurangkan kelantangan apabila ia sejuk. Semasa pemejalan, isipadunya berkurangan dengan ketara berbanding dengan jisim cair yang sama.

Apabila air membeku, semuanya berlaku sebaliknya - ketumpatan ais berkurangan, dan isipadu meningkat sebanyak 10% berbanding dengan isipadu yang diduduki oleh jisim air yang sama.

Sejak zaman purba, orang telah mengetahui sifat ais ini. Tidak tahu bagaimana untuk menjelaskannya, mereka, bagaimanapun, berjaya menggunakannya. Bangunan-bangunan besar di utara Eropah telah didirikan daripada monolit batu seberat ratusan kilogram. Untuk membuat blok sedemikian, alur yang agak cetek ditebuk di dalam batu atau retakan yang sesuai dipilih. Sebelum bermulanya musim sejuk, mereka dibanjiri dengan air, dan ais yang terhasil berfungsi sebagai bahan letupan. Jadi dengan sabar, tahun demi tahun, orang menghancurkan batu terkuat, memperoleh bahan binaan, menggunakan pengembangan air semasa pembekuan. Sekarang sains boleh menjelaskan sebab fenomena ini. Seperti yang dapat dilihat dari rajah. 1.8, perubahan dalam isipadu dengan penurunan suhu berlaku dengan cara yang pelik. Pada mulanya, air berkelakuan seperti banyak cecair lain: secara beransur-ansur terpeluwap, ia mengurangkan jumlahnya. Ini diperhatikan sehingga 4°C (lebih tepat, sehingga 3.98°C). Pada suhu ini, krisis nampaknya berlaku. Penyejukan selanjutnya tidak lagi berkurangan, tetapi secara beransur-ansur meningkatkan kelantangan. Kelancaran terganggu secara tiba-tiba pada 0°C, lengkung bertukar menjadi garis lurus menegak, dan isipadu meningkat secara mendadak hampir 10%. Air bertukar menjadi ais.

Jelas sekali, pada suhu 3.98°C, gangguan terma dalam pembentukan sekutu mula menjadi lemah sehingga ia menjadi mungkin kepada beberapa penyusunan semula struktur air ke dalam rangka kerja seperti ais. Molekul saling tersusun, di sesetengah tempat ciri struktur heksagon ais terbentuk1.

Proses-proses ini dalam air cecair, seolah-olah, bersedia untuk penstrukturan semula struktur yang lengkap, dan pada 0 ° C ia berlaku: air yang mengalir menjadi ais - pepejal kristal. Setiap molekul mendapat peluang untuk menyambung melalui ikatan hidrogen dengan empat

Saya berjiran. Oleh itu, dalam fasa ais, air membentuk struktur terbuka dengan "saluran" antara kumpulan tetap molekul air.

Mungkin, satu lagi sifat pelik air disambungkan dengan penyusunan semula struktur - lonjakan mendadak dalam kapasiti haba semasa peralihan fasa "air-ais". Air pada 0°C mempunyai muatan haba tentu 1.009. Muatan haba tentu air bertukar menjadi ais pada suhu yang sama adalah separuh daripada itu.

Oleh kerana keunikan peralihan struktur "air - ais", dalam julat 3.98 ... 0 ° C, takungan semula jadi dengan kedalaman yang mencukupi biasanya tidak membeku ke bawah. Dengan permulaan sejuk musim sejuk, lapisan atas air, setelah disejukkan hingga kira-kira + 4 ° C dan mencapai ketumpatan maksimum, tenggelam ke bahagian bawah takungan. Lapisan ini membawa oksigen ke kedalaman dan membantu mengagihkan kekotoran nutrien secara sama rata. Di tempatnya, jisim air yang lebih panas naik ke permukaan, mengembun, menyejukkan apabila bersentuhan dengan udara permukaan, dan, setelah disejukkan hingga +4°C, seterusnya tenggelam lebih dalam. Pengadunan berterusan sehingga peredaran habis dan takungan ditutup dengan lapisan ais terapung. Ais dengan pasti melindungi kedalaman daripada pembekuan berterusan - lagipun, kekonduksian termanya jauh lebih rendah daripada air.

Setiap tahun, gaya hidup sihat semakin popular. Orang ramai berhenti merokok, mula bersenam, mengira kalori dalam makanan yang mereka makan pada siang hari, dan mengawal berat badan berlebihan. Terdapat beberapa jenis sukan…

Teknologi percetakan format besar membayangkan replikasi produk bercetak dengan parameter besar pada "pencetak lebar" khas dan plotter. Terima kasih kepada penggunaan peralatan moden yang berkuasa itu, anda boleh mendapatkan cetakan pelbagai format A1, A2, A3 dan ...

Penebat adalah bahagian penting dalam mana-mana pengubahsuaian rumah. Lagipun, ketahanan dinding tertentu dan fasad secara keseluruhan akan bergantung padanya. Hari ini, pengeluar menawarkan pelbagai jenis bahan untuk penebat - mineral ...

11. Mengapakah air mengembang apabila ia membeku

Pembekuan molekul air bermakna ia kehilangan foton terkumpul asal suria daripada permukaan unsur kimia yang membentuknya. Kebanyakan foton ini terkumpul di permukaan hidrogen, kerana lapisan permukaan hidrogen mengandungi peratusan besar foton Yin (eter menyerap). Pendedahan hidrogen membawa kepada fakta bahawa molekul air mula berputar secara relatif antara satu sama lain. Hidrogen kosong molekul jiran mula menarik antara satu sama lain. Dalam keadaan cecair air, hidrogen telah "dilindungi" oleh zarah bebas. Mereka melindungi foton Yin dalam komposisinya, dan dengan cara ini mengurangkan manifestasi Medan Tarikan foton ini di luar. Di antara zarah suria (dipancarkan oleh Matahari), zarah Yang (eter yang memancar) mendominasi. Kerana perisai ini, tarikan dari bahagian hidrogen air dalam keadaan cecair tidak begitu kuat.

Apabila air membeku dan molekul "berpusing" ke arah satu sama lain dengan "bahagian hidrogen", "hujung oksigen" juga bertukar ke arah satu sama lain. Dalam keadaan cecair, molekul disambungkan seperti ini - "hidrogen-oksigen-hidrogen-oksigen" . Dan dalam pepejal seperti ini: "oksigen-oksigen-hidrogen-hidrogen-oksigen-oksigen-hidrogen-hidrogen" .

Lebih tepat lagi, dalam keadaan pepejal, sambungan berlaku disebabkan oleh ikatan hidrogen. Dan unsur-unsur oksigen hanya dipaksa untuk beralih ke arah satu sama lain.

Memandangkan unsur oksigen tidak mengandungi foton Yin sebanyak hidrogen dalam lapisan permukaannya, proses pembekuan - kehilangan foton bebas - tidak menjejaskan ciri Medan Daya unsur-unsur dengan ketara. Memandangkan terdapat Medan Tolakan yang ketara, jadi ia kekal. Oleh itu, apabila molekul air bertukar kepada satu sama lain dengan oksigen, unsur-unsur oksigen mempunyai kesan perubahan antara satu sama lain. Ingat bahawa transformasi adalah pemanasan, peningkatan suhu. Unsur memancarkan eter ke arah satu sama lain (terima kasih kepada zarah Yang), dan. dengan itu memanaskan (mengubah). Eter yang dipancarkan oleh setiap unsur ke arah yang lain menghalangnya daripada memancarkan eter. Kerana penentangan ini, transformasi kualiti zarah dalam komposisi unsur berlaku. Dan pemanasan, seperti yang anda ketahui, sentiasa disertai dengan pengembangan jirim. Inilah sebabnya mengapa air mengembang apabila ia membeku. Tetapi tidak banyak. Bukan cara ia akan mengembang jika anda mula merebusnya.

Takat beku telah berlalu, molekul telah berpusing, dan oksigen telah berubah (dipanaskan) dalam komposisi molekul. Tetapi pemanasan ini adalah titik, sangat lemah. Ini bukan pemanasan, contohnya, disebabkan oleh pembakaran bahan api atau laluan arus elektrik, apabila sejumlah besar zarah bebas dengan Medan Tolakan (Yang) terkumpul.

Pada masa hadapan, jika penyejukan air berterusan, tiada lagi pengembangan akan berlaku.

Oleh itu, kami telah menganalisis sebab-sebab pengembangan air semasa penyejukan.

Kami amat mengesyorkan anda membaca artikel tentang transformasi kualiti zarah dalam Bahagian 2 mengenai mekanik zarah. Jika tidak, sebab utama pengembangan air, dan juga bahan apabila dipanaskan, akan tetap tidak dapat anda fahami.