principal › Rețete vegetariene › De ce apa îngheață de sus? Cum se formează gheața

De ce apa îngheață de sus? Cum se formează gheața

Imaginea ideală a intenționalității gheții schimbă foarte mult grosimea stratului de zăpadă disponibil pe el

Pentru pescari, drumuri de iarnă, pe gheață, a diferitelor rezervoare de tip, trebuie doar să cunoască și să înțeleagă ce condiții evoluția de acoperire cu gheață determină siguranța sau imposibilitatea de a găsi ea. În acest caz, principala caracteristică a gheții este puterea sa, care este o cantitate variabilă care depinde puternic de tipul și structura gheții, de temperatura și grosimea acesteia.

Uneori, începutul iernii este însoțit de dezghețuri frecvente cu precipitații sub formă de ploaie sau zăpadă umedă. Apoi, capacul de gheață intenționează pas cu pas în golurile înghețate dintre ciclone. Astfel, grosimea sa crește pe măsură ce fundul - apa de suprafață, datorită cristalizării rezervorului, și de sus - din cauza congelare zăpadă-apă „terci“, a avut loc peste gheață în timpul unei furtuni. O astfel de gheață se înmoaie, cu mai multe straturi. Trebuie avut în vedere că este de aproximativ două ori mai slab (rezistă de două ori încărcătura statică) de gheață, transparentă ca sticla. Prin urmare, este sigur să ieșiți pe un strat de gheață albicioasă și opacă atunci când atinge o grosime mai mare de 10 cm și chiar și în condițiile unei temperaturi negative a aerului. Acest lucru este important de știut pentru motivul că pescarii tind în general la locații cu gheață similară, deoarece aici, într-un mediu diminuat, acumulează, de obicei, pești și o dă în locuri mult mai bune.

După cum sa menționat deja, cea mai clară și cea mai clară gheață este cea mai puternică. Este un monolit cristalin format din înghețarea unui strat superior supercoolic de apă. Cu toate acestea, pentru a pescui de pe o astfel de gheață are sens doar pe o profunzime mare, în cazul în care ajunge puțină lumină și peștele nu este timid. Prin urmare, va fi sigur atunci când grosimea este atinsă nu mai puțin de 5 centimetri - numai în acest caz, gheața rezistă în mod rezonabil unei singure persoane, dar grupurile nu pot fi asamblate pe ea.

Rezistența capacului de gheață crește liniar cu creșterea grosimii și cu scăderea temperaturii. Dar aici trebuie să ne imaginăm că temperatura și grosimea gheții variază: în partea de sus este atmosferic, iar mai jos - corespunde punctului de îngheț al apei, care este de aproximativ zero grade. Si din moment ce coeficientul de temperatură de dilatare liniară de gheață imens (de exemplu, de cinci ori mai mult decât cea de fier), și multe, probabil, văzută ca nave puternice sparte cu apă înghețată, devine clar faptul că procese similare sunt inevitabile și gheață pe iaz: prin Pe măsură ce grosimea stratului crește, straturile având temperaturi diferite suferă o încărcătură de expansiune atât în direcția transversală, cât și în cea longitudinală. De aceea, în cazul unei încălziri puternice sau al unei răciri reci, gheața de pe rezervoare se izbucnește cu un accident asurzitor și crăpături lungi rulează peste ea. În plus, în marea apele lacurilor, fisuri, pe de o parte, duce la formarea de movile de gheață, iar pe de altă parte (de compensare) - larg apă deschisă, care poate satisface cu ușurință, mai ales după ninsoare adăpostirea apă deschisă.

S-ar putea crede că crăpăturile de pe suprafața gheții sunt formate întâmplător, haotic. Cu toate acestea, nu totul este atât de simplu, dacă vă amintiți mecanismul de formare a gheții la începutul iernii, atunci când gheața nu este încă uniformă în grosime, stres localizate în benzi înguste de îmbinare de acoperire gros și subțire de gheață, care este în cazul în care adancituri brusc în adâncuri. Pescarii experimentați știu că tampoanele de fund, unde peștii stau adesea, ar trebui să fie căutate de crăpături vechi și largi, de obicei, care paralel cu patul principal. În același timp, partea adâncă a rezervorului va fi determinată de o fractură în apropierea băncii de obicei abrupte și invers.

Pentru a ne imagina ce gheață se poate aștepta la un rezervor la începutul iernii, trebuie să știm că creșterea acestuia pe parcursul zilei depinde puternic de temperatura aerului și de grosimea deja disponibilă. Arata cam asa: daca gheata a fost deja de aproximativ 10 centimetri, atunci in urmatoarele 24 de ore se va adauga 4 cm la un inghet minus 5; 6 cm - când înghețul este 10; 8 cm la minus 15; 9 cm - la minus 20. Dar dacă grosimea inițială a gheții este, să zicem, 20-30 cm, câștigul zilnic la aceleași temperaturi de aproximativ 3-4 ori mai scad - sau mai degrabă imposibil, deoarece afectează calitatea apei.

Desigur, imaginea ideală a intenționalității gheții schimbă foarte mult grosimea stratului de zăpadă care există pe ea, care joacă rolul unei blănuri. Este cunoscut faptul că conductivitatea termică (holodoprovodnost) de zăpadă de până la 30 de ori mai mică decât cea a gheții (o mulțime de asemenea, depinde de densitatea de zăpadă), astfel încât ninsoarea, în funcție de intensitatea lor, este necesar să se facă modificări corespunzătoare la calcule.

Este important să înțelegeți prin forma primei gheață fragile, cum reacționează la încărcătură. Pescarii cu experiență spun că gheața tânără nu va înșela, nu te va dezamăgi, dar va raporta pericolul în timp cu o crăpătură puternică și un fel de fisuri. Sarcina aplicată pe gheața subțire (pescarul pe gheață) determină deformarea sa sub formă de bol. Cu o sarcină mică, deformarea este elastică, iar vasul se extinde simetric în jurul perimetrului. Dacă încărcătura este mai mare decât limita elastică, va începe deformarea plastică a gheții și vasul devine mai rapid pentru a crește în profunzime decât în lățime - acesta este începutul distrugerii gheții. În termeni cantitativi, acest lucru va arăta astfel. Pentru cele mai durabile gheață transparentă deformarea centrală a acestuia la o adâncime de 5 cm nu va cauza fisuri; o deformare de 9 cm duce la creșteri crescute; o deviere de 12 cm provoacă fisuri de la capăt la capăt; la 15 cm gheața eșuează.

Sub acțiunea unei sarcini, fisurile din gheață apar ca fiind radial din punctul de aplicare și concentrice în jurul acestui punct. Crăpăturile radiale avertizează numai asupra rezistenței insuficiente a gheții, care necesită o prudență extremă asupra acesteia. Dar dacă un fracturi radiale adăugate fisuri concentrice, scârțâind însoțită de un sunet caracteristic, trebuie să alunece pas pentru a părăsi imediat zona de pericol, mai ales în situația critică este mai bine să se întindă pe gheață pentru a crește distribuția greutății pe suprafața, și se târască înapoi. Trebuie să știți și alte reguli de conduită gheață subțire:

Nu mergeți pe ea într-un singur fișier, altfel crăpăturile radiale de pe traseu vor deveni rapid concentrice;

Nu mergeți singur la pescuit;

Verificați fiecare pas pe gheață cu pietricele ascuțite, dar nu-l bateți cu gheață în fața dvs. - este mai bine din lateral;

Nu vă apropiați de ceilalți pescari mai aproape de 3 metri;

Nu vă apropiați de locurile unde înghețurile, algele, bulele de aer au înghețat în gheață;

Nu umblați lângă o fisură proaspătă sau de-a lungul unei secțiuni de gheață separată de masa principală de mai multe fisuri;

Pleacă rapid locul periculos, dacă din gaura făcută începe să bată apa cu o fântână;

Este obligatoriu să existe mijloace de asigurare și salvare (un cablu cu încărcătură la capăt, un pol lung, o placă largă);

Nu combinați pescuitul cu consumul de alcool.

Primul semn al iernii este că gheața plutește pe suprafața iazurilor și a lacurilor. Acest lucru poate părea banal și nu foarte importante, dar în cazul în care apa se comportă în mod similar, aproape toate celelalte lichide, nimeni nu ar fi putut să patineze pe iaz, deoarece gheața s-ar fi scufundat în partea de jos, imediat după formarea sa. Pentru a face lucrurile si mai rele, Pământul, în acest caz, se pare că, ar fi un deșert lipsit de viață, deoarece cea mai mare parte a apei ar sta sub formă de gheață, la fundul oceanelor, lacuri și râuri.

Majoritatea lichidelor sunt comprimate în timpul răcirii, scăderea volumului și creșterea densității acestora. De exemplu, o ceară solidă de lumânare cade pe fundul unui castron cu o ceară topită mai fierbinte. Apa contractează, de asemenea, numai până când ajunge la 4 ° C (39 ° F). Sub această temperatură, apa începe să se extindă și densitatea acesteia scade. Prin urmare, gheața este mai ușoară decât apa în apropierea punctului de congelare și, ca urmare, plutește.

Cum apa îngheață

Apa din iaz, răcită la 4 ° C (39 ° F), devine mai densă și se scufundă în fund. Apa caldă și, prin urmare, mai ușoară se ridică la suprafață, se răcește și, de asemenea, coboară.
Când ultima porțiune de apă răcită la 4 ° C (39 ° F), convecție, sub influența apei reci, care cade în jos, și se ridică mai mare a apei terminată. În acest caz, toată apa are aceeași temperatură. Densitatea apei este, de asemenea, aceeași.
Când apa din stratul de suprafață se răcește sub 4 ° C (39 ° F), se extinde și devine mai puțin densă. Deoarece apa la 3 ° C (37 ° F) este mai ușoară decât la 4 ° C (39 ° F), apa mai rece rămâne în partea de sus.
Stratul de suprafață al apei continuă să se răcească cu o scădere suplimentară a densității. În cele din urmă, la 0 ° C (32 ° F), stratul de suprafață al apei se transformă în gheață.

Extinderea temperaturii și densitatea apei

La temperaturi de peste 4 ° C (39 ° F), apa este comprimată la răcire, atingând cea mai mare densitate la 4 ° C. Cu toate acestea, dacă răcirea continuă și temperatura scade sub 4 ° C, apa începe să se extindă și densitatea acesteia scade. Cantitate, densitatea este egală cu masa unui volum unitar de materie și este de obicei măsurată în g / cm3.

Ceara și înghețarea gheții în diferite moduri

Pe suprafața de cuburi de gheață formate umflatura (figura din stânga), pentru că apa îngheață în centrul cubului și acesta din urmă se extinde ca congelare, poate merge doar în sus. În schimb, se formează o depresiune în partea superioară a cubului de ceară, deoarece ceara (modelul mediu) este comprimată după solidificare. Fluidele care se contractă uniform în timpul înghețării (imaginea din dreapta) formează o suprafață concavă.

Timpul anului și temperatura apei în lac

În timpul verii, apa este mai caldă la suprafață decât în adâncimi. În timpul iernii, lacul poate fi acoperit cu gheață, iar apa din adâncimi va deveni mai caldă decât pe suprafață.

Plimbări de iarnă, inclusiv utilizarea de rachete de zăpadă, snowmobil, pescuit gheață (cu masina sau nu), schi, patinaj și joacă pe gheață pot fi periculoase dacă nu se poate determina daca gheata suficient de puternic pentru a susține încărcare. Există mai multe moduri de a evalua potențialul de fiabilitate al capacului de gheață - puteți observa culoarea gheții și explora grosimea sa, precum și atenția la factori externi, cum ar fi temperatura, condițiile locale și caracteristicile. Cu toate acestea, este imposibil să se excludă complet riscul în timpul evenimentelor sportive. Dacă aveți îndoieli, nu ieșiți pe gheață; și chiar mai mult nu face acest lucru nu pentru sezon, prea devreme sau prea târziu.

pași

Rețineți că gheața nu este niciodată în siguranță. Condițiile meteorologice și factorii necunoscuți sau necunoscuți pot transforma brusc o gheață aparent fiabilă într-una moartă. Luați toate precauțiile posibile pentru a preveni accidentele și asigurați-vă că activitățile de salvare pot fi luate imediat dacă ceva nu merge bine.

Elaborați un plan de salvare de urgență. Spune prietenilor tăi unde te duci. În cazul în care în timp ce studia sau se bucură de condiții de gheață, va fi ceva neașteptat, ar fi trebuit dezvoltat un algoritm de acțiuni, care vă va permite să ajungi la un loc sigur, în cazul în care vă puteți obține ajutor imediat.

Sfat pentru începători: în funcție de sezon, ar trebui să fiți foarte îmbrăcați în căldură. Nu neglija mijloacele de evacuare pe apă, cel puțin o jachetă de salvare, mai ales dacă verificați forța de gheață sau călătoriți pe o mașină de zăpadă. Țineți un topor cu gheață, care vă poate ajuta să ieșiți dacă intrăți în pelin. Nu te duce singur, ia-ți unul sau doi prieteni cu tine. Spune-i prietenilor să știe unde ești tu și prietenii tăi și când te aștepți să te întorci acasă. Nu este cazul când cineva poate fi neglijent și poate acționa în mod spontan.
Păstrați un set de îmbrăcăminte caldă și uscată într-o pungă impermeabilă. Datorită acestui fapt, puteți reduce riscul de hipotermie, schimbând imediat hainele umede. Alte componente utile ale setului de salvare includ o pătură, încălzitoare și picioare pentru mâini, șosete groase, capace de lână de rezervă, lumanari și chibrituri. Pregătiți toate aceste lucruri în cazul angajării prin orice tip de sport de iarnă, de exemplu patinajul. Pentru mai multe detalii, consultați secțiunea "Lucrurile pe care le veți avea nevoie".

Înțelegeți că puterea gheții este determinată de un număr de factori, și nu de oricine. Fiabilitatea sa poate fi evaluată prin evaluarea totalității următorilor indicatori:
- Aspectul gheții - culoarea, structura și caracteristicile acestuia
- Grosimea gheții - pentru anumite tipuri de activități se determină grosimea recomandată, care poate fi citită mai jos
- Temperatura maximă pentru un anumit timp și în timpul zilei
- Capac de zăpadă
- Adâncimea apei sub gheață
- Dimensiunea iazului
- Compoziția chimică a apei este săracă sau proaspătă
- Schimbări meteorologice în această localitate
- Lungimea capacului de gheață
Alegeți locurile în care gheața este testată în mod regulat de către serviciile relevante. Asemenea servicii pot exista în stațiuni, cluburi, parcuri naționale sau în cadrul unor organisme guvernamentale. Ele trebuie să măsoare cel puțin zilnic. Cereți angajaților acestor servicii rezultatele auditului, astfel încât să vă protejați. Ele folosesc de obicei instrumente de măsurare de înaltă calitate și au acces la cercetare și știu foarte multe despre gheață și sunt bine pregătite pentru situații neobișnuite. Veți scăpa de testele riscante de acoperire cu gheață pentru o putere și vă veți simți mai încrezători. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că măsurile de precauție pot fi uitate.

Vorbiți cu localnicii. Dacă sunteți vizitator, nu ar trebui să arătați aroganță. Mergeți la un magazin alimentar, la un magazin de pescuit sau la un magazin de echipamente sportive și începeți o conversație, priviți la secția de poliție sau la pompieri și întrebați despre locurile periculoase și sigure din cartier. Lăsați-i să vă ajute mai bine acum decât vă vor ajuta mai târziu de probleme.

Uită-te la gheață. Priviți cu atenție dacă există crăpături, defecte, suprafețe suspecte sau suprafețe inegale pe aceasta și determinați culoarea (a). Vă puteți baza doar pe propria viziune . Acest aspect rapid vă va ajuta să decideți dacă veți continua cercetarea.
- Dacă aveți oricare dintre următoarele simptome, ar trebui să renunțați la orice altă încercare de a intra în gheață:
  - Apă care încălzește marginea de gheață sau aproape de ea
  - Bateți sub tastele de gheață din iazuri și lacuri cu apă de izvor.
  - Prezența sursei sau a intrării într-un rezervor acoperit cu gheață
  - Fisuri, fisuri sau polinii
  - Gheață, care se pare că sa topit și apoi a înghețat din nou
  - Suprafețe inegale pe care nu le-ați observat înainte - de exemplu, crețuri de gheață umflate cauzate de curenți sau vânturi
- Amintiți-vă acest cântec: "Gros și albastru, dovedit și fiabil, subțire și fragil - calea este prea riscantă".
Trebuie să înțelegeți semnificația acestei sau acelei culori de gheață. Dar, deși acest indicator este foarte util, nu trebuie să vă bazați exclusiv pe culori. De exemplu, gheața de orice culoare expusă la apă curgătoare de dedesubt va fi mai fragilă decât gheața care nu are acest efect. De obicei, în funcție de spectrul culorilor de gheață, puteți trage următoarele concluzii:
- De la gri deschis la negru, gheața topită, care uneori se formează, chiar dacă temperatura aerului este mai mică de 0 ° C (32 ° F). Nesigur: datorită densității insuficiente nu poate rezista încărcăturii - stați departe.
- Din zăpadă albă până la mată, opacă, umedă cu apă, se îngheață pe suprafața gheții, formând un alt strat subțire de gheață de sus. O astfel de gheață este prea poroasă, în interior pot fi buzunare de aer, deci este adesea fragilă.
- De la albastru la transparent - gheață cu densitate mare, foarte puternică, cea mai sigură, dacă, desigur, este destul de groasă. Nu riscați dacă grosimea sa este mai mică de 10 cm.
- Gheața gălăgioasă și slăbită, numită și "putred" - nu atât din cauza culorii sale, cât și din cauza structurii sale. Acesta este topit de gheață. El este înșelător de înșelător - poate că se topește în mijloc sau în jos, deși partea superioară pare groasă. Cel mai adesea se întâmplă în primăvară și poate avea o tentă maronie datorită pigmenților din plante, a murdăriei și a altor materiale naturale care se ridică la suprafață în timpul dezghetului. Nu pasiti si pasiti.
Verificați grosimea gheții. Dacă ați finalizat deja inspecția și credeți că totul este în ordine, trebuie să vă asigurați acest lucru examinând grosimea gheții.
- Faceți cercetări în prezența a cel puțin unui tovarăș (sistemul de asistență reciprocă). Poți purta un costum de salvare sau alt dispozitiv de salvare și folosește frânghii, astfel încât prietenul tău să te poată scoate dacă e nevoie.
- Ieșiți pe gheață numai dacă marginea de gheață este suficient de puternică. Dacă este liber sau crăpat, pentru siguranța dvs. nu merită să continuați, deoarece marginea gheții de coastă este cea mai fragilă.
- Pentru a măsura grosimea gheții, așezați o mică brădară cu o brățară mică sau folosiți o forță de mână.
- Aflați grosimea sigură a gheții. Există criterii recomandate, care trebuie să vă amintiți despre orice acțiune pe care o faceți pe gheață. (Țineți minte că respectarea acestora recomandat, dar în sine nu vă garantează siguranța.) Gheața devine "sigură" la o grosime de 10 până la 10 cm. Nici măcar nu vă gândiți să mergeți la gheață cu o grosime de 3 cm (7,5 cm) sau mai puțin. Cu toate acestea, chiar și cu o grosime de 9 - 10 cm (22,5 - 25 cm), gheața poate ascunde amenințări ascunse, cum ar fi un curent rapid, care subminează neobosit gheața de jos. În acest caz, chiar și grosimea gheții poate sparge în orice moment.
- În condiții normale, regulile pentru o grosime sigură a gheții sunt după cum urmează:
  - 3 centimetri (7 cm) (gheață tânără) - "PĂSTRĂȚI CÂȘTIGAT
  - 4 inci (10 cm) - potrivit pentru pescuitul cu gheață, schi și drumeții (poate rezista la greutatea de aproximativ 80 de kilograme)
  - 5 inci (12 cm) - potrivit pentru snowmobile și snowmobile individuale (rezistență la greutate de aproximativ 320 kg)
  - 8 - 12 inci (20 - 30 cm) - rezistă unei singure mașini sau unui grup de oameni (aproximativ 1500 - 2000 de lire sterline (600-800 kg))
  - 12 - 15 cm (30 - 38 cm) - poate rezista greutatea unui camion ușor sau a unei camionete
- Aceste norme sunt în general acceptate.
Rețineți că grosimea gheții nu este aceeași peste tot, chiar și în același iaz. Fiabilitatea capacului de gheață este determinată nu numai de culoare și grosime, ci și de o serie de alți indicatori. Luați în considerare și:
- Natura iazului: este un iaz, un lac sau un râu și există un curent apreciabil sub gheață? Rezervorul are un afluent sau o sursă? Acest lucru poate fi un motiv de îngrijorare.
- Este compoziția apei sărate sau proaspete? Gheața de mare este, de obicei, mai puțin puternică și, la aceeași grosime, nu poate rezista la aceeași greutate ca gheața de apă dulce. Pentru informații mai detaliate cu privire la criteriile exacte, consultați legăturile externe de mai jos.
- Temperatura maximă și timpul anului: temperatura se schimbă constant. Luați în considerare microclimatul din această zonă. Gheața de iarnă este mult mai puternică decât primăvara, aceasta din urmă este rapid diluată și subțiere sub soare.
- Dimensiunea și adâncimea rezervorului: înghețarea pe rezervoarele mari durează mult mai mult decât pe cele mici.
- Prezența stratului de zăpadă: zăpada este un izolator termic natural; Sub zapada, gheața este de obicei mai subțire și mai puțin durabilă.
- Dimensiunea încărcăturii: cât de mult vă expuneți gheața? Ar trebui să reziste doar dvs. sau vehiculului dvs.? Corpul uman și mașina de zăpadă cu același corp au parametri foarte diferiți de distribuție a greutății.
Dacă aveți vreo îndoială, găsiți o alternativă. Fanii de patinaj pot folosi întotdeauna un patinoar sau o parte controlată a lacului; schiorii și șoferii mașinilor de zăpadă pot fi sfătuiți să urmeze drumurile pe uscat; pietonii evită și mai bine partea de gheață. În orice caz, toți trebuie să aibă un set de salvare cu ei, indiferent unde vor merge și cât timp vor fi pe drum.

Sfaturi și trucuri

Amintiți-vă că drumurile de gheață și punctele de trecere nu fac mai puternică gheața. Ar trebui să schimbați regulat rutele.
În cazul în care aveți nevoie de a traversa iazul pe gheață, cel mai bun mod de a face acest lucru este să coborâți pe toate patru și să vă mișcați, plasându-vă brațele și picioarele pe larg. Încercați să vă mișcați ca o șopârlă, distribuind uniform greutatea corpului. A lua o placă lungă sau un pol cu tine este o idee grozavă. Dacă gheața începe să apară - și uneori obțineți un al doilea avertisment - puneți polul pe gheață și folosiți-l pentru a vă răspândi greutatea pe o suprafață mai mare.
Când călătoriți, luați responsabilitatea cu responsabilitate altor persoane. Dacă sunteți un lider (într-o școală sau într-o tabără sportivă etc.), asigurați-vă că secțiile dvs. nu părăsesc teritoriul pe care l-ați specificat și le returnați imediat. Asigurați-vă că sunt instalate suficiente semne de avertizare pentru ca patinatorii, etc., să nu poată face o greșeală iremediabilă și să depășească zona sigură. De asemenea, este necesar ca o persoană cu un kit de salvare, pregătită pentru prim ajutor, să fie prezentă în apropiere.
Câinii de pe gheață sunt puțin mai siguri, deoarece câinii pot simți formarea de fisuri. Totuși, să nu luați nimic riscant și să fiți la fel de pregătiți pentru accidente, ca și în cazul altor sporturi de iarnă.
Dacă trebuie să călătoriți pe gheață subțire (literal), asigurați-vă că apa este puțin adâncă (de la 60 până la 90 cm). Dacă nu reușiți, veți fi umeziți și îngheți, dar veți putea ajunge pe plajă, în ciuda senzațiilor neplăcute. Desigur, pentru copii acest lucru este inacceptabil.
Traversarea gheții necorespunzătoare împreună este mai sigură pe diferitele părți ale canoeului împins de-a lungul gheții. Nu uita de vâslele. Ar putea avea nevoie de tine la razvodjah.

Editați avertismentele

Acest articol se aplică locuitorilor din țările cu climă rece, cum ar fi Canada, nordul Statelor Unite și Rusia. Dacă țara sau regiunea dumneavoastră nu au condiții normale de iarnă, vă rugăm să rețineți că gheața este nesigur în orice moment al anului și nu cred că chiar să facă nimic din cele de mai sus, fără sfatul profesioniștilor, cele mai bune organele locale de stat autorizate să facă astfel de recomandări.
Nu consumați alcool în timpul sportului de iarnă - așteptați până când vă întoarceți în locuință sau în cabană. Alcoolul poate provoca erori atunci când conduce un snowmobil, crește timpul de reacție și agravează capacitatea de a acționa rapid în caz de urgență. Alcoolul nu ajută la lupta împotriva frigului; de fapt, crește transferul de căldură și poate duce la hipotermie.
Nu lăsați niciodată gheața decât dacă a fost verificată de profesioniști și găsită în siguranță. Dar chiar și cu această condiție, conducătorii auto nu reușesc uneori sub gheață. Dacă trebuie să conduceți, să fie avertizat - nu conduceți, coborâți geamurile (includ cuptor la putere mare, în cazul în care vă provoacă disconfort) și dezlega centurile de siguranță.
- Asigurați-vă că știți cum să ieșiți din mașina scufundată și că ați discutat despre activitățile de salvare cu toți pasagerii.
- Conduceți lent peste gheață, în special apropiindu-se de țărm. De ce? Greutatea mașinii, fie că este o mașină de zăpadă, o mașină sau un camion, apasă pe gheață de sus. Pe măsură ce avansezi, acest lucru cauzează o mică, dar sensibilă undă care se întinde pe gheața din fața ta. Acest val poate fi reflectat de la mal la abordarea ta. În funcție de greutate și viteză, această circumstanță poate provoca o pauză de gheață.
- Nu țineți copiii în călătorii pe drumurile de gheață, cu excepția cazului în care pur și simplu nu aveți altă ocazie de a oferi asistența de urgență necesară. Nu veți avea timp să vă gândiți la ele atunci când ieșiți dintr-o mașină scufundată.
Conducătorii snowmobilelor nu ar trebui să meargă la viteză mare - dacă nu văd că în față, cel mai probabil vor cădea în pelin, pentru că nu se pot opri în timp. În plus, pe o gheață alunecoasă, apariția bruscă a unui pelin poate fi ușor evitată de o apariție bruscă a pelinului. Este mult mai probabil să coborâți în derivă, ca urmare a călătoriei în apă. Mai bine stați pe plajă.
Nu jucați niciodată, nu jucați și nu mergeți pe gheață, pe jos, pe schiuri sau pe o mașină de zăpadă, noaptea. Nu veți putea vedea nimic dacă există un accident și, cel mai probabil, nu veți primi ajutor.
Nu credeți că o răcire bruscă puternică face ca gheața să fie mai sigură. În realitate, în acest caz, gheața devine fragilă și fragilă mai devreme decât în timpul unei dezghețări scurte. Întotdeauna verificați.
Faptul că gheața din zona pe care o cauți pare sigură, nu înseamnă că undeva într-o altă parte a aceluiași rezervor va fi așa. Dacă aveți de gând să mergeți dincolo de zona pe care ați cercetat-o, trebuie să efectuați din nou un audit sau să determinați limitele zonei de securitate.
Când conduceți pe o pistă de schi sau pe un șosea de snowmobile, nu utilizați fluxuri acoperite cu gheață, râuri, iazuri sau lacuri ca comenzi rapide decât dacă sunt recunoscute de autoritățile locale și nu sunt inspectate zilnic. Oamenii încearcă adesea să taie calea la sfârșitul zilei, când sportivii sunt obosiți și vor să se întoarcă acasă curând și se vor întuneca; în principal în acest moment există accidente, pur și simplu pentru că sunteți obosiți. În plus, efectul căldurii în timpul zilei afectează sfârșitul zilei, când gheața devine cea mai puțin durabilă.

În timpul existenței blogului Free Lepers, o mulțime de articole au fost scrise pe tema gheții. Cu toate acestea, așa cum se spune, mâinile nu au ajuns să scrie un articol despre Led propriu-zis, deși a fost logic și corect să ne începem blogul cu acest articol și nu îl putem ignora. Ei bine, aici, am ajuns în sfârșit la subiectul tuturor articolelor de pe site website și ne corectăm greșeala.

gheață - cu siguranță un material unic. În ciuda faptului că este bine cunoscut tuturor, de fapt, el nu este la fel de simplu cum pare. Ce este gheața, cum se formează, ce fel de gheață există - vă vom spune toate acestea în Enciclopedia noastră. Deoarece există multe informații despre gheață, am decis să nu includem totul într-un singur articol, ci să-l împărțim în note separate, păstrând ordinea prezentării, cum ar fi paragrafele din carte. Sperăm că veți fi interesați.

Deci, dragi cititori, întâlniți, Ice!

Dacă vi se întreabă ce este gheața, atunci puteți răspunde cu ușurință că este apă înghețată, altfel spus, apa este într-o stare agregată solidă. Altă, într-o oarecare măsură, starea opusă de apă - gazoasă sau abur.

Prin natura sa, apa este una dintre cele mai uimitoare substanțe de pe planeta noastră, doar pentru că o putem observa cu ușurință în toate cele trei manifestări, pentru formarea cărora nu avem nevoie de condiții speciale. În plus, după cum știți, apa curată nu are nici o culoare, nici un miros, nici un gust.

Un alt fapt este demn de remarcat. Este asociat cu nota zero notorie pe scara de temperatură de Celsius. Adesea oamenii se întreabă ce se întâmplă la grade zero: topirea gheții sau înghețarea apei? Răspunsul este: ambele. Cum funcționează? Iar trucul este că în natură nu există o limită clară a temperaturii la grade zero. Această valoare va fi fie cu un semn plus, fie cu un semn minus. Zero este un fel de zonă neutră în care pot exista gheață și apă în formă lichidă.

Apropo, ... Omul de știință suedez al secolului al XVIII-lea, Anders Celsius, care și-a propus sistemul de măsurare a temperaturii, a marcat scorul zero pe scară ca punct de fierbere al apei și marca de 100 de grade ca punct de îngheț. Mai târziu scara a fost întoarsă cu susul în jos, o versiune de Celsius însuși, cealaltă de compatriotul Celsius, de către naturalistul Karl Linnaeus, iar în această formă este folosită în prezent.

Un alt factor important în tranziția apei de la o stare la alta este presiunea atmosferică. Presiunea atmosferică normală, care este indicată de unitățile obișnuite pentru noi, este de 760 mm Hg sau o atmosferă (atm). Și aici, din nou, ne confruntăm cu faptul că apa are proprietăți neobișnuite. Din ciclul școlar al fizicii, ne amintim că creșterea presiunii asupra unei substanțe conduce la faptul că atomii ei încep să apese puternic unul împotriva celuilalt, adică substanța devine mai densă. Acest proces poate fi clar înțeles, dacă, de exemplu, pentru a sculpta un bulgăre de zăpadă - cu cât strângeți mai mult zăpada, ciocanul va fi mai greu. Cu apă, situația pare diferită. Pe măsură ce presiunea asupra apei crește, temperatura ei de congelare va scădea, la fel cum va cădea temperatura de topire a gheții, adică apa va rămâne în stare lichidă. În zonele muntoase, de exemplu, presiunea aerului este mai mică, deoarece aerul aici este rar (mai puțin dens) și, prin urmare, apa se transformă în gheață la temperatură plus și se fierbe deja la 80 ° C și chiar la 70 ° C.

E interesant! Figura 3 este o diagramă de fază a apei - un grafic al stărilor agregate în funcție de temperatură și presiune. După cum se poate observa din diagrama, pentru anumite valori termodinamice: 0,01 ° C și 0,006 atm, și absența altor substanțe, apa pură poate exista simultan în echilibru în toate cele trei faze - gheață, lichid, vapori. Schimbarea temperaturii sau presiunii într-o direcție sau alta va duce la pierderea uneia dintre stări.

Procesele de înghețare a apei și de topire a gheții depind de nivelul de salinitate. Am scris deja despre acest lucru în articolul nostru. Cu cât este mai mare această valoare, cu atât este mai mică punctul de îngheț. De exemplu, apa de mare este o soluție de săruri, al căror conținut este mai mare decât în apă dulce și, prin urmare, apa de mare îngheață la o temperatură sub zero. Gradul de salinitate este măsurat în ppm (‰), iar valoarea medie pentru apa de mare este de 35 ‰ sau de 3,5%, iar punctul de îngheț este de aproximativ minus 2 ° C.

Atunci când se formează gheață de mare, sărurile sunt eliberate din apă. Ele sunt absente în structura cristalelor de gheață și formează mai multe soluții saline, punctul de îngheț al căruia scade chiar mai puțin. Aceste concentrate sunt prinse în interiorul masivelor de gheață, dar în cazul în care apa de mare îngheață prea lent, sărurile vor fi deplasate treptat, iar gheața va deveni mai insipidă. Trebuie de asemenea adăugat că intruziunile unor astfel de soluții depind de proprietățile fizice ale gheții de mare, pe care le vom discuta mai departe în Enciclopedia noastră de Gheață. Cu privire la fenomenul uimitor asociat cu înghețarea apei de mare, citiți în articolul nostru.

De ce nu scufundă gheața în apă?

Acum ne întoarcem din nou la fenomenul de gheață și apă. Fenomenul următor, obișnuit și, în același timp, neobișnuit este nemulțumirea gheții. De ce nu scufundă gheața în apă? Punctul este în diferența de densitate. Pe imaginea 4 diagramele condiționale ale poziției moleculelor de apă (H-O-H) relativ unele față de altele în diferite stări: gheață, lichid, vapori. Moleculele din faza gazelor (vapori) sunt în mișcare liberă - distanța dintre acestea este mare (mai mult decât dimensiunea moleculei însăși), iar forța de atracție nu este suficientă pentru a le apropia.

În faza lichidă, legătura dintre particule este densă, dar nu aceeași pentru întreaga substanță. Moleculele de apă lichidă nu stau în picioare, dar datorită atracției reciproce puternice, mișcarea lor este limitată. În ceea ce privește gheața, aici particulele sunt deja aliniate într-o structură ordonată, la o distanță egală cu mărimea unei molecule. Nu se poate spune că ele devin complet statice - moleculele își continuă mișcarea sau, din punct de vedere științific, oscilează în jurul poziției de echilibru. În cazul unui lichid, în plus față de astfel de vibrații, moleculele fac mișcări ascuțite de la o stare de echilibru la alta; aceasta determină fluiditatea apei.

Întrucât într-o structură de apă solidă moleculele sunt localizate una de alta mai departe decât în lichid, structura de gheață devine mai rar, respectiv. În procesul de congelare, volumul său crește cu 9%, ceea ce indică la rândul său că densitatea gheții este mai mică decât densitatea apei lichide. La o temperatură de 0 ° C, densitatea gheții și a apei este de 0,916 g / cm3 și, respectiv, 0,998 g / cm3. De aceea gheața este mai ușoară decât apa.

Vrei - crezi, vrei - verifică. Asigurați-vă că apa se extinde în volum când se îngheață, o puteți trăi acasă. Așteptați zile înghețate. Luați flaconul, pentru siguranța plasticului, umpleți-l cu apă, închideți capacul și puneți-l pe balcon. Apa va îngheța și flaconul va exploda.

De regulă, densitatea substanțelor crește cu răcirea lor și scade cu încălzirea lor. Pentru a face mai ușor să vă amintiți acest lucru și de a evita confuzia, imaginați-vă că sunt în picioare în afara în vreme rece și înghețarea - vrând-nevrând, începe să piti, apăsați-ți mâinile la corp, înfășurat strâns, și anume cum să contract. În căldura, dimpotrivă, doriți să vă deschideți, să vă scoateți hainele, să vă așezați mâinile pentru a crește suprafața corpului pentru răcire. Deci, substanțele nu sunt de asemenea ușor.

Apa (inclusiv gheața), după cum înțelegeți, se comportă diferit, sau mai degrabă, nu exact. Răcirea la un anumit punct, apa este comprimată, ca toate substanțele "normale". Acest moment special este o notă de 4 ° C, ținând cont de presiunea atmosferică normală, desigur. La această temperatură, apa are cea mai mare densitate - 1 g / cm³ (cu alte cuvinte, 1 litru de apă cântărește 1 kg). La marcajul zero, apare anomalia descrisă cu o schimbare a densității. Ei bine, după ce apa sa transformat în gheață, acest proces se normalizează din nou - răcirea ulterioară a gheții mărește indicele densității.

În acest sens, vom înțelege modul în care gheața este formată prin exemplul corpurilor de apă naturale și a cursurilor de apă. În sezonul rece, există o mișcare convectivă în apele râurilor și lacurilor - apa mai aproape de suprafață se răcește mai mult, devine mai densă și se stabilește la o adâncime, împingând apă caldă. Treptat, toată apa, amestecată, capătă aceeași temperatură de 4 ° C. Coborârea în continuare a temperaturii apei duce la faptul că apa rece nu cade, ci, dimpotrivă, se ridică la suprafață. Densitatea apei sub 4 ° C este mai mică.

Dezvoltarea ulterioară a evenimentelor devine deja de înțeles. Stratul de suprafață al apei, răcit la 0 ° C, transformă gheața, care treptat începe să crească în profunzime. Rata de formare și grosimea stratului de gheață depinde de diverși factori: temperatura aerului, forța vântului, debitul de apă, grosimea stratului de zăpadă și impactul uman. Într-un mic raport de fotografie, puteți vedea cât de gheață se poate forma pe lacuri și râuri.

Surprinzător, diferența de densitate a apei la suprafață și la adâncime este destul de mică, dar acest lucru este suficient pentru a preveni căderea apei de gheață mai adâncă. Acest mecanism natural de reglare termică este cu adevărat unic, deoarece datorită lui, viața sub apă continuă în condiții dure. În cazul în care apa nu este de așa natură încât râurile și lacurile vor îngheța la fund, și foaia de gheață, fiind un slab conductor de căldură (și, prin urmare, un bun izolator termic) protejează împotriva faunei subacvatice rece și floră. Gheața se consolidează până la o grosime care permite ca apa să nu se mai răcească și să nu înghețe.

Cum se formează gheața.

Să ne uităm la procesul de formare a gheții chiar mai aproape. Pentru a începe cristalizarea apei, nu este suficientă doar temperatura scăzută. Când apa atinge valoarea temperaturii dorite, unele molecule incep sa se asocieze unul cu celălalt în grupul de cristal, dar astfel de grupuri instabile - acestea sunt distruse din cauza mișcării termice a particulelor în interiorul substanței. Înainte de aranjarea într-o rețea de cristal ordonată, moleculele de apă trebuie să fie fixate la ceva și să se adune în număr mare. Astfel de baze pentru cristalizare sunt diferite impurități care se află în apă, bule de aer sau cristale de gheață deja existente (puteți citi, de asemenea, despre acest lucru în articolul nostru). Dacă nu există centre de cristalizare în apă, acesta poate fi supracoolat și să rămână în stare lichidă la o temperatură foarte scăzută.

Apropo, ... Cuvântul "cristal" provine din greaca antică și înseamnă "Ice"

Și acum trebuie să mă scufund în chimie pentru o perioadă scurtă de timp și să înțeleg structura apei și gheții la nivel molecular.
Proprietățile neobișnuite pe care apa le are în toate cele trei manifestări se explică prin structura sa moleculară. Un pic mai mare, pe imaginea 4 Se prezintă o reprezentare schematică a unei molecule de apă (H2O). După cum puteți vedea, atomii de hidrogen sunt localizați pe ambele părți ale atomului de oxigen, formând o legătură covalentă cu acesta. Într-o moleculă liberă (apă în stare de vapori), unghiul dintre axele legăturilor covalente este 104,45 ° deoarece atomii de hidrogen, având aceeași încărcătură pozitivă, se resping reciproc. Odată cu modificarea stării agregate, acest unghi se schimbă. În condiții lichide, va fi mai larg - 106 °, iar pentru gheață valoarea este chiar mai mare - 109,5 °.

Structura moleculei determină ea însăși întreaga structură a apei în stare solidă și lichidă (Figura 6). Atomul de oxigen, fiind un fel de centru al moleculei de apă, cu excepția legăturii covalente cu doi atomi de hidrogen, are încă două perechi singulare de electroni pentru legăturile cu atomii de hidrogen ai altor molecule; aceste două perechi, de asemenea, experiență repulsie reciprocă. Toate acestea sunt situate în moleculă astfel încât direcțiile încărcărilor lor electrice să formeze o bază tridimensională sub forma unui tetraedru. Se pare că fiecare moleculă de apă se poate înconjura cu alte patru molecule. Aceste legături între ele se numesc legături de hidrogen. La rândul său, un astfel de tetraedru este segmentul de bază pentru construcția întregii rețele de cristal (Figurile 7, 8). Gheața obișnuită pentru noi are o structură formată din celule hexagonale, așa că se numește hexagonală (pentru mai multe despre aceasta vom discuta în următorul articol).

Când gheața este încălzită până la punctul de topire, forțele sunt mai puțin puternice decât legăturile covalente, hidrogenul slăbește și solidul intră într-o stare lichidă. Cu toate acestea, rețeaua cristalină nu se prăbușește complet - apa topită conține așa-numitele clustere, compuși moleculari pe termen scurt de diferite forme care trec unul în celălalt (Figura 9). În același timp, moleculele individuale umple un spațiu gol în grila de cristal a gheții, deci creșterea densității apei în 4 ° C, așa cum am spus deja.

Încălzirea suplimentară a apei lichide conduce la o structură redusă, în timp ce gruparea (asocierea) și dezagregarea (disocierea) particulelor continuă, împreună cu mișcarea moleculelor individuale.

Aici este un astfel de mecanism interesant este trecerea de apă de la lichid la gheață, și înapoi!

Ei bine, prieteni, tu și cu mine ne-am ocupat de proprietățile de bază ale gheții, cele folosite pentru a vedea cu ochiul liber. În următoarele articole vom analiza caracteristicile rămase ale gheții, fenomenele care apar cu gheață și apă și încercăm să deschidem și voalul altor secrete din lumea gheții.

Vom fi bucuroși să vă vedem pe site-ul nostru! Până data viitoare!