Kraften av ekspansjon av vann når det fryser. Flott oppslagsverk om olje og gass

Vann er det mest utbredte og mest mystiske stoffet på planeten vår. Hun har enkle egenskaper, kjent siden antikken. Det er takket være disse funksjonene at det kalles "grunnlaget for livet." Så hva er "vidunderligheten" til disse egenskapene? La oss finne ut av det.

Fluiditet. Hovedegenskapen til alle væsker, inkludert vann. Under påvirkning av ytre krefter er det i stand til å ta form av ethvert fartøy. Og dette sikrer universell tilgjengelighet. Vann renner i vannrør og danner innsjøer, elver og hav. Og viktigst av alt, du kan alltid ta den med deg i hvilken som helst praktisk emballasje - fra en liten flaske til en stor tank.

Temperaturegenskaper. Varmt vann er lettere enn kaldt vann og stiger alltid. Derfor kan vi lage suppe ved å varme opp pannen bare fra bunnen, og ikke fra alle sider på en gang. Takket være dette fenomenet, kalt "konveksjon", bor de fleste av innbyggerne i jordens vannforekomster nærmere overflaten.

Men den viktigste temperaturegenskapen til vann er dens høye varmekapasitet - 10 ganger mer enn jern. Det betyr at oppvarming av den krever mye energi, men når den avkjøles frigjøres samme mengde energi. Varmesystemene i våre boliger – og kjølesystemene som brukes i industrien – er basert på dette prinsippet.

I tillegg spiller hav og hav rollen som jordens termoregulator, som myker opp sesongmessige temperaturendringer, absorberer varme om sommeren og frigjør den om vinteren. Og med kombinasjonen av varmekapasitet og konveksjon kan du til og med varme opp et helt kontinent! Det handler om om «hovedbatteriet i Europa», den varme Golfstrømmen. Gigantiske strømmer av varmt vann, som beveger seg langs overflaten av Atlanterhavet, gir en behagelig temperatur på kysten, noe som ikke er typisk for disse breddegradene.

Fryser. Vannets frysepunkt er konvensjonelt lik 0 grader, men faktisk avhenger denne parameteren av en rekke faktorer: atmosfærisk trykk, beholderen som vannet er plassert i, og tilstedeværelsen av urenheter i den.

Vann er unikt ved at det, i motsetning til andre stoffer, utvider seg når det fryser. Med tanke på våre harde vintre kan dette kanskje kalles negativ eiendom. Fryser og øker i volum, vann (eller rettere sagt, is) river ganske enkelt metallrør.

Så når det blir en fast tilstand, øker vann i volum, men blir mindre tett. Derfor er is alltid lettere enn vann og ligger på overflaten. I tillegg leder den dårlig varme: selv i den kaldeste vinteren forblir liv i planetens reservoarer. Tross alt, jo tykkere is-"puten", jo varmere blir vannet under den. Takket være denne eiendommen bygger noen folk fortsatt såkalte "breer" - kjellere eller huler foret med is, som ikke smelter selv om sommeren, og lar mat lagres i veldig lang tid.

Noen forskere har til og med foreslått å bruke is til å bekjempe global oppvarming. Essensen av ideen er dette: et spesielt skip tar på slep et isfjell som driver et sted nær Antarktis. Og så drar han ham til varme strøk der folk lider av varmen. Isfjellet smelter, og gir kjølighet til hele kystregionen. Dette er den omvendte Golfstrømmen, kun skapt av mennesker.

Koking. Fra kulden la oss krysse isen til varm damp. Alle vet at vann koker ved en temperatur på 100 grader Celsius. Men dette er bare under forhold normal sammensetning luft og atmosfærisk trykk. Men på toppen av Everest, hvor trykket er lavere og luften er tynnere, vil vannkokeren din allerede koke ved 68 grader! Kokende vann får folk til å dø i det skadelige mikroorganismer. Dampet mat er også mye sunnere enn stekt mat.

I tillegg kan vanndamp kalles sivilisasjonens virkelige motor. Ikke engang hundre år har gått siden epoken med dampmaskiner, og mange mennesker omtaler fortsatt feilaktig til jernbanelokomotiver (som nå primært opererer på elektrisitet) som "damplokomotiver."

Forresten, om elektrisitet. Uten damp ville det fortsatt forbli en sjelden og kostbar kuriositet. Tross alt er driftsprinsippet til de fleste kraftverk basert på rotorrotasjon under trykket av varm damp. Moderne atomkraftverk skiller seg fra gamle kull- eller oljeanlegg bare i prinsippet om oppvarming av vann. Selv innovativ og sikker solenergi bruker damp: enorme speil, som et forstørrelsesglass, fokuserer solstråler på et reservoar med vann, og gjør det om til damp for elektriske turbiner.

Oppløsning. En annen viktigste eiendom vann, uten hvilket ikke bare vitenskap og industri, men også livet i seg selv ville være umulig! Hva tror du blodplasma har til felles med favorittbrusen din? Svaret er enkelt: brus er vannløsning ulike salter, mineraler og gasser. Plasma består av 90 % vann, samt proteiner og andre stoffer. Og hver celle i en levende organisme mottar stoffene den trenger, også i form av en vandig løsning.

Vann er det enkleste, sikreste, men likevel det mest pålitelige naturlige løsningsmidlet. Nesten alle stoffer kan "klemmes" mellom de mobile molekylene - fra væsker til metaller. Dette fantastisk eiendom har blitt lagt merke til siden menneskehetens morgen. Gamle kunstnere løste opp naturlige fargestoffer i vann for å male på hulevegger. Deretter tok middelalderske alkymister opp stafettpinnen og løste opp en rekke stoffer i vann i håp om å få en "vises stein" som ville gjøre ethvert materiale til gull. Og nå er denne eiendommen vellykket brukt av moderne kjemikere.

Overflatespenning. De fleste, når de hører om overflatespenningen til vann, husker bare vannstrider-insekter som glir over overflaten av en dam eller sølepytt. I mellomtiden, uten denne egenskapen til vann er det umulig å vaske hendene! Det er takket være dette at såpeskum dannes. Og det er også vanskelig å tørke hendene med et håndkle uten. Tross alt har alle absorberende materialer (uansett papirserviett eller mikrofiberklut) mikroskopiske porer som fuktighet absorberes i på grunn av overflatespenning. Av samme grunn strømmer vann gjennom de tynneste kapillærene som trenger inn i plantens røtter. Og tilberedning av tørre konstruksjonsblandinger er også mulig på grunn av overflatespenningen til det tilsatte vannet.

Vannmolekyler tiltrekkes aktivt av hverandre, som et resultat av at overflaten for et gitt volum har en tendens til et minimum. Det er hvorfor naturlig form enhver væske er en ball. Dette kan enkelt sjekkes ved å være i null tyngdekraft. Selv om det ikke er nødvendig å fly ut i verdensrommet for et slikt eksperiment, bruk bare en sprøyte for å injisere litt vann i et glass med vegetabilsk olje og se hvordan det kommer sammen til baller.

• >

  Jeg mistenker at fordi is er lettere enn ufrosset vann, flyter de første iskrystallene til overflaten, kombineres med hverandre, og frysing skjer raskere i den øvre delen.

  Det er verdt å merke seg at på den annen side er det konveksjon, som vil virke nøyaktig det motsatte, og øke mer varmt vann oppover, og forhindrer isdannelse der. Imidlertid ser det ut til at denne effekten jevnes ut med langsom, jevn frysing.

• Hvordan forsegle en FULL krukke med vann?

  Bli enige. Perfekt forsegling fungerer ikke her. Så, stikk loddetinn på toppen, så lenge vannet ikke renner ut. Forresten dannes det faktisk vanndamp på loddestedet når det varmes opp med et loddebolt.

  Det er klart at volumet av vann vil gå tilbake til sin opprinnelige verdi. Men på grunn av hva - det er en antagelse om at det ikke er bunnen som skal presses inn (den har blitt veldig buet), men sideveggen på boksen.

  Hvis glasset var helt forseglet, ja, sideveggen ville blitt presset inn. Men det kommer fortsatt luft inn. Derfor, etter avriming, viser det seg at luft vises på toppen, under frysing presses bunnen enda mer ut, og så videre, til den kaster opp helt.

  P.S. I dag har jeg tint glasset og lagt det på andre fryser. La oss se hva som kommer ut av dette...

• 1. Jeg prøvde å lodde den, det fungerte ikke! Jeg kunne bare brygge den halvautomatisk (elektrisk sveising), frøs, tint bunnen trakk seg ikke tilbake, jeg trodde det var på grunn av luften, tok en annen krukke, loddet røret fra kammeret, sjekket med luft for 2 atm, nei lekkasjer, fylt med vann, ingen luft! frosset, tint, sidene nesten ikke trukket tilbake, sjekket etter en time, overtrykk dukket opp, og det ser ut til at når vann fryser og tiner, frigjøres luft som er oppløst i det, og det er grunnen til at sidene ikke trekker seg tilbake
  2, vann krystalliserer ovenfra (en elv om vinteren, en tønne med vann), is er lettere enn vann, jeg tror det også er kuldeledende.
• Boksen er den samme som din fra melk, alt skjedde på samme måte som din, etter tining falt spenningen litt. Jeg tine den i romtemperatur. Jeg synes det er verdt å ta hensyn til temperaturen på vannet. I mitt tilfelle det er 7 grader, og romtemperatur, 25 grader, har nok også en effekt. Nå sjekker jeg hva som vil skje hvis glassene legges på siden med sømmen til toppen og sømmen til bunnen!
• > 1. Hvorfor presses frysevann ut av bunndekselet og har praktisk talt ingen effekt på toppen?
  Jeg tror at fryseprosessen, gitt at glasset var i en plastbeholder, ikke gikk jevnt. Det begynte å fryse først øverste del bokser fordi det var nærmere kulden, var den nedre delen plassert der mellom veggene i plasten og jernbanen. Luften i boksene var litt varmere enn ovenfra. Videre ga ising inne i den øvre delen av boksen ekstra styrke, men ved å bli til is utvidet vannet seg og satte press på væsken i den nedre delen av boksen. banker.
• > 1. Hvorfor presses frysevann ut av bunndekselet og har praktisk talt ingen effekt på toppen?

  1. isformer på toppen. dette skyldes at kjølevann (og ikke frysevann, som forfatteren skriver) stiger til topps på grunn av at ved avkjøling (fra 4 grader til 0) synker tettheten.
  2. kjøling (og ikke frysevann, som forfatteren skriver), på grunn av volumøkningen, trykker ikke lenger på lokket, men på is-"pucken", som fordeler kraften jevnt over hele området til lokk. den svakeste delen av lokket (fra midten) utsettes for samme trykk som de sterkeste delene (nær sideveggene). Som et resultat blir kraften som skapes av kjølevannet slukket av den "sterke" delen av lokket. i den nedre delen er det ingen is, vannet presser på de "sterke" delene, de bøyer seg ikke, det totale trykket overføres til de "svake" delene uten å bli absorbert av de "sterke" delene (fordi kraft overføres gjennom vann i alle retninger). noe sånt.

• Kamerat Forskere! Kan noen fortelle meg hvilket trykk det iskalde vannet og den resulterende isen utøver på veggene til fartøyet?
• Ikke vær smart. Den presset seg gjennom bunnen, fordi tyngdekraften også fungerer på denne krukken + det faktum at bunnen har høyest vanntetthet når den fryser, så toppen hadde rett og slett ikke så mye masse for utvidelse som den var i bunnen.

  Trykket kan beregnes ved å bruke p1/p2 = ((n vann)/(n is))*T1/T2

  Bunnlokket vil alltid presses ut, med mindre glasset fryser under konstant rotasjon. Eller i fravær av tyngdekraften.

  For å få istemperaturen for ligningen ovenfor måler vi temperaturen på glasset, Q1=Q2, Q1=c*m*dT (krukke)
  Q2=c2*m2*dT2 + dL*m + c3*m2*dT3
  vann avkjøles + vann krystalliserer + is avkjøles
  dT3 = (c*m*dT-c2*m2*dT2-dL*m)/(c3*m2)

  Dette vil være en endring i temperaturen på isen.
  Bytt den inn i T=0+273-dT3 - temperaturen vil være T2.
  Temperatur T1 - vann - med termometer når vannet kommer inn i termodynamisk likevekt med krukken.

  P2 - istrykk, p1=pa+((m*9,8)/S(bunn))

  Det ser ut til å være alt.
  Få p2, som vil være lik mengden trykk som kreves for å presse ut boksen din for en viss mengde.

  I en forenklet form ser dette problemet slik ut, og resultatet er ikke helt nøyaktig. For nøyaktigheten vil det være nødvendig å integrere her, men jeg synes dette er overkill.

  Jeg håper jeg ikke gikk glipp av noe.

• Sasha

  13. desember 2012, 16:14

  Effekten som vurderes oppstår på grunn av det faktum at tettheten av is faktisk er mindre enn tettheten til vann, derfor det første stadiet frysing av de øvre lagene forekommer (fra topp til bunn). Når topplagene fryser, samhandler de med karets vegger (friksjonskraft!). I sluttfasen av frysing er denne friksjonskraften mot veggene større enn motkraften til bunnen vår. Det er derfor bunnen klemmer ut.

• Ivan	7. november 2014, 06:54

  0lympian, som du vet, når vannet avkjøles, vil dets varme lag stige oppover, og kalde lag vil synke til bunnen, denne effekten observeres opp til 4 grader Celsius ( høyeste tetthet vann) og det vil ikke være noen bevegelse av lag før vannet avkjøles til hele sin dybde til 4 grader. Etter dette skjer krystallisering av molekylene (densiteten deres er mindre enn tettheten til vann ved 4 grader) og de stiger oppover, det dannes is på topplokket på glasset, og i prosessen med ytterligere frysing er det lettere for is å presse ut bunnlokket på glasset enn å overvinne motstanden til "isproppen" som er dannet på toppen (ved minst motstand).
• Alexander, han vil ikke åpne en ufullstendig tank, fordi... På steder med trykk vil isen smelte.

• 11. januar 2015, 07:44

  Tusen takk! Jeg forstår at spørsmålet kan virke primitivt, nivå skolepensum i fysikk, men jeg er humanist, og på skolen, for å si det mildt, ble jeg ikke trukket til de eksakte vitenskapene. Selv om noen posisjoner i fysikk og spesielt i geometri tiltrakk meg. Jeg antok at det var plass for isen til å utvide seg, men jeg var ikke sikker - det betyr at tanken rett og slett var rustet i skjøten. Takk igjen for svaret! Takk igjen for svar, god ferie! Vennlig hilsen. Alexander.
• peta, så vidt jeg forstår, forhindrer fremmedlegemer (brett, tømmerstokker, flasker) i iskaldt vann dannelsen av et solid isstykke. Som bare trykker til sidene og ned. I stedet har vi flere stykker som kan bevege seg i forhold til hverandre og derfor ikke legger press på veggene og bunnen av tanken.
• På sidevegger og den ekspanderende isen utøver IKKE press på bunnen.

  Tapte "IKKE" gjengivelser

• peta, plasser et gulv i en tank med vann for å beskytte det mot å slippe ut overtrykk etter ising av ytterveggene og hetten (toppisen). Samme med flasker (plast). Det er bedre å la bassenget være halvfullt slik at trykket fra den frosne bakken og isen i den opphever hverandre.
• Har du tenkt på at boksen er av metall og har en tendens til å krympe i kaldt vær og utvide seg ved temperaturer over null?

• Edward

  26. mars 2016, 07:35

  Hva med en melkeboks? Og melk er en fettemulsjon. Har du avfettet innsiden av glasset? Og hvis ikke, så skapte fettet et monomolekylært lag på overflaten av vannet i glasset, ikke sant? Kanskje dette også hadde innvirkning? Vel, det er kjent at trykket er større i retningen hvor motstanden mot det er svakere. Derfor, hvis det oppstår fiksing fra topp til bunn, vil det gjenværende ufrosne vannet, frysende, trykke der massiv is Ikke ennå? Altså på det relativt plastiske bunndekselet, bunnen?
• hvem skriver hva, og ingen svarte hvorfor den lukkede sprekker glasskrukke fullstendig. Her om dagen bestemte jeg meg for å argumentere for at det sprekker fordi vannet ikke endrer volumet, og glasset krymper av kulde, og det er ingen steder å krympe, så glasset sprekker.. De lo av meg, men jeg husker nøyaktig hva sa fysikklæreren. Eller kanskje jeg har glemt noe? Rett meg..
• og nå er jeg sikker på at jeg har rett.

• 25. september 2016, 17:14

  Vladimir Nemov, vann endrer bare volum: tetthet av vann = 1, og tetthet av is = 0,9. Det vil si at når det fryser viser det seg plutselig hopp okkupert volum. Og siden boksen har et konstant volum, sprekker den. En annen dårlig ting er at dette er glass - sprekken går over hele glasset på en gang. Jeg "rotet" en gang en tre-liters krukke der jeg ved et uhell frøs en liter vann - den sprakk helt.
• Hvis du er en kunnskapsrik person, vil jeg ikke argumentere, men noe hjemsøker meg, noe er galt... Når glass fryser, har det ikke en tendens til å avta i volum? Hva med metall? Det er nok her svaret er gjemt! Men takk for oppklaringen.
• Takk skal du ha.
• Frysevann presses ut gjennom bunnlokket fordi den potensielle energien til vannisen ikke øker, så massesenteret blir lavere
• Når det endres aggregeringstilstand stoffer og samtidig absorpsjon av energi, øker volumet av kropper.
• Spørsmålet er relevant fra et praktisk synspunkt. Det var en sak. En kanne laget av kunststein sprakk ved graven om vinteren. Rådet er åpenbart: dekk til før frost for å unngå at vann kommer inn i det. Men dette er ikke alltid mulig. Hvilken annen løsning finnes? Legg for eksempel noe inni.
• Alt er veldig interessant fordi jeg jobber med temaet bruk av kald energi og har utviklet en nesten evig drift.
• Nikolai! Del utviklingen din. Eller gi meg en link der det diskuteres.
• Saken er at isen som flyter til toppen av glasset danner en jevn ramme, som gjør ytterligere trykk på topplokket jevnt, og den nedre delen fryser med et ujevnt område lik bunnen av glasset og med et forhold på 70 % is og 30 % vann, grovt sett blir isen i bunnen av delene i form av en kile, som gir et mindre trykkareal og på grunn av dette presses bunnen av boksen gjennom. Du kan også ta hensyn til tyngdekraften, isen trykker fortsatt på bunnen selv om det er vann, litt selvfølgelig, ikke engang merkbart, men det trykker.
• Det var et spørsmål - hva slags fartøy skulle lages og av hva for at det ikke skal sprekke når vannet fryser. Når vannet fryser, øker volumet med omtrent 10 %. Siden fartøyet ikke sprakk, betyr det at vannet ikke økte volumet - dvs. ikke frosset. Nå til informasjon - frysepunktet til vann synker når trykket øker med ca 1 grad. C for hver 130 atm. og når et minimum (-22 grader C) ved et trykk på 2200 atm. De. det kan hevdes at et kar som ikke vil sprekke når vannet fryser til en temperatur på -22 grader. C skal tåle 2200 atm. De. mer enn 2 tonn per kvm. se mer enn nederst Mariana Trench
• Det dannes is på toppen. Siden is er et fast stoff, er det vanskeligere å presse gjennom tykkelsen på isen + toppdekke med trykk enn å presse gjennom bunnen uten is. Og så effekten av et stempel fra topp til bunn med trykk på vannet.

Ekspanderer eller trekker det seg sammen? Svaret er: med vinterens ankomst begynner vannet sin ekspansjonsprosess. Hvorfor skjer dette? Denne egenskapen skiller vann fra alle andre væsker og gasser, som tvert imot komprimeres når de avkjøles. Hva er årsaken til denne oppførselen til denne uvanlige væsken?

Fysikk 3. klasse: utvider eller trekker vannet seg sammen når det fryser?

De fleste stoffer og materialer øker i volum ved oppvarming og avtar i volum ved avkjøling. Gasser viser denne effekten mer merkbart, men ulike væsker og harde metaller viser de samme egenskapene.

En av de mest lyse eksempler Den ekspanderende og trekkende gassen er luften i ballongen. Når vi holder ut ballong ute i minusgrader, minker ballen umiddelbart i størrelse. Hvis vi tar med en ball inn i et oppvarmet rom, øker den umiddelbart. Men hvis vi tar med ballongen inn i badehuset, vil den sprekke.

Vannmolekyler krever mer plass

Årsaken til at disse prosessene med ekspansjon og sammentrekning oppstår er ulike stoffer, er molekyler. De som mottar mer energi (dette skjer i et varmt rom) beveger seg mye raskere enn molekyler i et kaldt rom. Partikler som har mer energi kolliderer mye mer aktivt og oftere; de ​​trenger mer plass til å bevege seg. For å begrense trykket som molekylene utøver, begynner materialet å øke i størrelse. Dessuten skjer dette ganske raskt. Så utvider eller trekker vannet seg sammen når det fryser? Hvorfor skjer dette?

Vann følger ikke disse reglene. Hvis vi begynner å avkjøle vann til fire grader Celsius, reduserer det volumet. Men hvis temperaturen fortsetter å synke, så begynner vannet plutselig å utvide seg! Det er en slik egenskap som en anomali i vanntetthet. Denne egenskapen oppstår ved en temperatur på fire grader Celsius.

Nå som vi har fastslått om vannet utvider seg eller trekker seg sammen når det fryser, la oss finne ut hvordan denne anomalien oppstår i utgangspunktet. Årsaken ligger i partiklene den er sammensatt av. Vannmolekylet er laget av to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Alle kjenner formelen til vann siden primærklasser. Atomene i dette molekylet tiltrekker seg elektroner på forskjellige måter. Hydrogen skaper et positivt tyngdepunkt, mens oksygen tvert imot skaper et negativt tyngdepunkt. Når vannmolekyler kolliderer med hverandre, overføres hydrogenatomene til ett molekyl til oksygenatomet til et helt annet molekyl. Dette fenomenet kalles hydrogenbinding.

Vann trenger mer plass når det avkjøles

I det øyeblikket prosessen med å danne hydrogenbindinger begynner, begynner det å dukke opp steder i vannet hvor molekylene er i samme rekkefølge som i en iskrystall. Disse emnene kalles klynger. De er ikke holdbare, som i en solid vannkrystall. Når temperaturen stiger, kollapser de og endrer plassering.

Under prosessen begynner antallet klynger i væsken å øke raskt. De krever mer plass for å spre seg, som et resultat av at vannet øker i størrelse etter å ha nådd sin unormale tetthet.

Når termometeret faller under null, begynner klasene å bli til bittesmå iskrystaller. De begynner å reise seg. Som et resultat av alt dette blir vann til is. Dette er en veldig uvanlig evne til vann. Dette fenomenet er nødvendig for svært stor kvantitet prosesser i naturen. Vi vet alle, og hvis vi ikke vet, så husker vi at tettheten av is er litt mindre enn tettheten til kaldt vann eller kaldt vann. Takket være dette flyter is på overflaten av vannet. Alle vannmasser begynner å fryse fra topp til bunn, noe som gjør at de akvatiske innbyggerne på bunnen kan eksistere rolig og ikke fryse. Så nå vet vi i detalj om vannet utvider seg eller trekker seg sammen når det fryser.

Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Hvis vi tar to like glass og heller varmt vann i en og samme mengde kaldt vann i det andre, vil vi legge merke til at varmt vann fryser raskere enn kaldt. Dette er ikke logisk, er du enig? Varmt vann må kjøles ned før det begynner å fryse, men kaldt vann trenger ikke. Hvordan forklare dette faktum? Forskere til i dag kan ikke forklare dette mysteriet. Dette fenomenet kalles "Mpemba-effekten". Det ble oppdaget i 1963 av en vitenskapsmann fra Tanzania under et uvanlig sett av omstendigheter. En elev ville lage seg is og la merke til at varmt vann fryser raskere. Han delte dette med fysiklæreren sin, som først ikke trodde på ham.

Det ser ut til at det kan være det mer vanlig enn is? I det sentrale Eurasia, hvor vinteren varer i flere måneder, i nord, hvor vinteren fortsetter mestår, og selv i de sørlige fjellområdene er snø og is vanlige komponenter i landskapet.

I mellomtiden er prosessen med isdannelse i seg selv uvanlig. La oss for eksempel se på hvordan volumet av vann endres under overgangen fra flytende til fast tilstand, det vil si når det fryser. Denne endringen skjer på en helt annen måte enn andre stoffer vi kjenner til. Alle, unntatt vismut og gallium, trekker seg sammen og reduserer volumet mens de avkjøles. Under størkning avtar volumet deres betydelig sammenlignet med samme masse av smelten.

Når vann fryser, skjer det motsatte - tettheten til isen reduseres, og volumet øker med 10 % sammenlignet med volumet som er okkupert av samme vannmasse.

Folk har kjent denne egenskapen til is i lang tid. Ikke i stand til å forklare det, brukte de det likevel med hell. Mektige bygninger i Nord-Europa ble reist av steinmonolitter som veide hundrevis av kilo. For å lage slike blokker ble det stanset relativt grunne riller i berget eller valgt egnede sprekker. Før vinterkulden begynte, ble de fylt med vann, og den resulterende isen fungerte som et eksplosiv. Så tålmodig, år etter år, knuste folk de sterkeste steinene og skaffet byggemateriale ved å utvide vann når det frøs. Nå kan vitenskapen forklare årsaken til dette fenomenet. Som det fremgår av fig. 1.8, skjer volumendringen med synkende temperatur på en særegen måte. Til å begynne med oppfører vann seg som mange andre væsker: etter hvert som det blir tettere, reduserer det volumet. Dette observeres ned til 4°C (nærmere bestemt opp til 3,98°C). Ved denne temperaturen er det som om en krise nærmer seg. Ytterligere avkjøling reduserer ikke lenger, men øker volumet gradvis. Glattheten avbrytes brått ved 0°C, kurven går over i en bratt rett linje, og volumet øker brått med nesten 10 %. Vann blir til is.

Tydeligvis, ved 3,98°, begynner termisk interferens i dannelsen av tilknyttede forbindelser å svekkes så mye at muligheten for en strukturell omorganisering av vann til islignende rammer vises. Molekylene er innbyrdes ordnet, og noen steder dannes det en sekskantet struktur som er karakteristisk for is1.

Disse prosessene i flytende vann forbereder så å si en fullstendig strukturell omstrukturering, og ved 0 °C skjer det: rennende vann blir til is - et krystallinsk fast stoff. Hvert molekyl får muligheten til å koble seg gjennom hydrogenbindinger med fire

Jeg er naboer. Derfor danner vann i isfasen en åpen struktur med "kanaler" mellom faste grupper av vannmolekyler.

Sannsynligvis er en annen særegen egenskap ved vann assosiert med den strukturelle omstruktureringen - et kraftig hopp i varmekapasiteten under faseovergangen "vann-is". Vann ved 0°C har en spesifikk varmekapasitet på 1,009. Den spesifikke varmekapasiteten til vann som blir til is ved samme temperatur er halvparten så høy.

På grunn av det særegne ved den strukturelle overgangen "vann - is", i området 3,98...0 °C, fryser naturlige reservoarer med tilstrekkelig dybde vanligvis ikke til bunnen. Når vinterkulden begynner, synker de øvre vannlagene, etter å ha avkjølt til omtrent +4°C og når maksimal tetthet, til bunnen av reservoaret. Disse lagene frakter oksygen ned i dypet og hjelper til uniform distribusjon nærings urenheter. I stedet for stiger varmere vannmasser til overflaten, blir tettere, avkjøles ved kontakt med overflateluft, og etter å ha avkjølt til +4°C synker de igjen dypere. Omrøringen fortsetter til sirkulasjonen er oppbrukt og reservoaret er dekket med et flytende islag. Is beskytter dybdene pålitelig mot fullstendig frysing - tross alt er dens varmeledningsevne mye mindre enn vann.

Hvert år blir en sunn livsstil mer og mer populær. Folk slutter å røyke, begynner å drive med sport, teller kalorier i maten de konsumerte per dag, kontrollerer overvekt. Det finnes en rekke idretter...

Bredformatutskriftsteknologi involverer replikering utskriftsprodukter store parametere på spesielle "wide printere" og plottere. Takket være bruken av så kraftig moderne utstyr er det mulig å få utskrifter i forskjellige formater A1, A2, A3 og...

Oppvarming – viktig prosess enhver renovering av hjemmet. Tross alt vil holdbarheten til en bestemt vegg og fasaden som helhet avhenge av den. I dag tilbyr produsenter et bredt utvalg av materialer for isolasjon - mineral ...

11. Hvorfor vann utvider seg når det fryser

Frysing av et vannmolekyl betyr at det mister sine bestanddeler fra overflaten. kjemiske elementer akkumulerte fotoner av solar opprinnelse. De fleste av disse fotonene akkumuleres på overflaten av hydrogen, siden overflatelagene av hydrogen inneholder en stor prosentandel av Yin-fotoner (absorberer eteren). Eksponeringen av hydrogen fører til at vannmolekyler begynner å utfolde seg i forhold til hverandre. Det nakne hydrogenet til nabomolekylene begynner å tiltrekke seg hverandre. I flytende tilstand av vann ble hydrogen "dekket" av frie partikler. De screenet Yin-fotonene i dens sammensetning, og reduserte på denne måten den ytre manifestasjonen av attraksjonsfeltene til disse fotonene. Blant solpartiklene (utgitt av solen), dominerer Yang-partikler (utgitt av eteren). På grunn av denne skjermingen er tiltrekningen fra hydrogen i flytende vann ikke like sterk.

Når vann fryser og molekylene «vender» seg mot hverandre med sine «hydrogendeler», vender også «oksygenendene» mot hverandre. I flytende tilstand er molekylene koblet slik: "hydrogen-oksygen-hydrogen-oksygen" . Og i solid er det slik: "oksygen-oksygen-hydrogen-hydrogen-oksygen-oksygen-hydrogen-hydrogen" .

Mer presist, i fast tilstand, oppstår forbindelsen på grunn av hydrogenbindinger. Og oksygenelementene blir rett og slett tvunget til å snu seg mot hverandre.

Siden grunnstoffene ikke inneholder oksygen overflatelag Det er like mange Yin-fotoner som det er hydrogen, da påvirker ikke fryseprosessen - tapet av frie fotoner - egenskapene til kraftfeltet til elementene nevneverdig. Akkurat som Repulsion Field var betydelig i størrelsesorden, er det fortsatt slik. Derfor, når vannmolekyler vendes mot hverandre av oksygen, har oksygenelementene en transformativ effekt på hverandre. La oss huske at transformasjon er oppvarming, en økning i temperaturen. Grunnstoffene avgir eter mot hverandre (takket være Yang-partikler), og. dermed oppvarming (transformering). Eteren som sendes ut av hvert element mot det andre hindrer det i å avgi eter. På grunn av denne motvirkningen skjer det en transformasjon i kvaliteten på partikler i sammensetningen av elementer. Og oppvarming, som kjent, er alltid ledsaget av utvidelse av materie. Det er derfor vannet utvider seg når det fryser. Men ikke mye. Ikke slik det vil utvide seg hvis du begynner å koke det.

Frysepunktet er passert, molekylene har snudd, og oksygenet har blitt transformert (oppvarmet) inne i molekylene. Men denne oppvarmingen er spot-on og veldig svak. Dette er ikke oppvarming, for eksempel på grunn av forbrenning av drivstoff eller passering elektrisk strøm, når et stort antall frie partikler med Repulsion Fields (Yang) samler seg.

I fremtiden, hvis avkjølingen av vannet fortsetter, vil det ikke skje mer ekspansjon.

Dermed har vi analysert årsakene til utvidelse av vann under kjøling.

Vi anbefaler deg på det sterkeste å lese artiklene om transformasjon av partikkelkvalitet - i del 2, dedikert til partikkelmekanikk. Ellers vil hovedårsaken til utvidelsen av vann og stoffer ved oppvarming forbli uklar for deg.