Какое свойство льда защищает воду в реке от промерзания
Huron Boow · 1 октября 2018
2,3 K
научный журналист, редактор Indicator.Ru, соорганизатор летней биологической школы… · indicator.ru
В мелких прудах при очень сильном морозе, бывает, промерзает. Но обычно – нет. Дело в том, что молекулы H2O в составе льда расположены упорядоченно, в кристаллической решётке, и зазоры между ними больше, чем между молекулами жидкой воды (вода в целом устроена так, что самая высокая её плотность достигается при температуре около +3,7 по Цельсию). А чем меньше молекул/вещества на определённый объём, тем меньше плотность. В итоге лёд обладает меньшей плотностью, чем вода, поэтому он легче и не тонет. Водоём промерзает на некоторую глубину, но дальше мороз «не достаёт». Подо льдом обычно остаётся небольшая прослойка воздуха (а воздух плохо проводит тепло – когда бабушки кутают малышей в сто одёжек, как капусту, между слоями одежды тоже остаются прослойки воздуха). Да и сами лёд со снегом тоже обладает некоторыми теплоизолирующими свойствами – не зря птицы вроде куропаток зимой ночуют в снегу, а эскимосы строят ледяные иглу.
Если бы лёд намерзал и затем тонул, то на поверхности озера или реки образовывались и тонули бы всё новые слои, и в конце концов водоёмы бы промерзали до дна. Местным обитателям пришлось бы приспособить жизненный цикл к смене сезонов – стать эфемерными (летом плавай, зимой закапывайся в ил/откладывай морозостойкую икру и помирай), либо научиться переживать заморозку и оттаивание.
В реках, кстати, есть дополнительное препятствие – течение. Из-за него вода, возможно, быстрее испаряется, получаются брызги, образуются сосульки на ветках и снежная бахрома. Но сама стремнина замерзать не будет – да ещё и лёд станет подтачивать. Насколько я понимаю, это происходит потому, что чем быстрее течёт вода, тем сложнее ей перенять температуру окружающей среды. Из-за того же эффекта летом в быстрой речке вода будет холоднее, чем в затоне или стоячем болотце, так как из-за течения вода не будет успевать хорошенько прогреться.
Как отогреть замерзшую в трубе воду?
Немножко программист, немножко флорист.
Для начала надо открыть водопроводный кран, чтобы размороженная вода могла куда-то течь. Дальше можно воспользоваться одним из методов:
если замерзший участок небольшой, попробуйте обмотать его ветошью, а снаружи полить горячей водой. Единственное, те части трубопровода, которые греть не надо, лучше укрыть материалом с низкой теплопроводностью, чтобы кусочки льда не скапливались в трубопроводе.
откройте все вентили и аккуратно нагревайте трубу строительным феном. Правда, такой способ может не подойти для пластиковых труб, ведь температура воздуха в фене бывает очень высока.
можно воспользоваться сварочным аппаратом: клеммы прикрепите к краям замерзшего участка. Сначала выставьте мощность аппарата на минимум, потом включайте на 30-40 секунд, постепенно повышая мощность. Правда, этот способ не подойдет для ПВХ труб.
Вообще, дожидаться полного размораживания трубы не обязательно. Достаточно, чтобы из крана потекла струйка воды. Если оставить кран открытым, то вода разморозит оставшийся лед в трубах.
Прочитать ещё 1 ответ
Почему лёд плавает в воде?
ALBA synchrotron, postdoc
За счёт водородных связей молекулы воды в структуре льда образуют очень рыхлую решетку с большими пустотами, примерно так:
Первое, что происходит при плавлении, это заполнение пустот ставшими подвижными молекулами воды. В результате средняя плотность жидкой воды становится больше, чем у твёрдой.
Прочитать ещё 1 ответ
Сколько должен лить дождь, чтобы затопило всю Землю, как это было описано в мифах о Великом потопе?
Бывший школьник, недопсихолог, далеко не генетик и не нейрофизиолог, но…
То есть, чтобы затопить Землю за 40 дней, ежесекундно на поверхность планеты должно было выливаться 23 литра воды. Это при условии, что она бы не уходила в почву. Конечно же, это невозможно, ведь такая штука, как круговорот воды в природе, разрушает теорию всемирного потопа. Такому количеству воды просто неоткуда взяться на планете.
А вообще, почитайте мой ответ здесь, там про потоп в целом.
Прочитать ещё 5 ответов
Выживет ли человек, если прыгнет с высоты 11 километров в открытый океан, но войдет в воду идеально?
Совершенно не важно, с 11 км или с одного, Ваша скорость значимо увеличивается в течении 500-800 метров — затем плавно достигает предела. В этом случае сопротивление среды будет уравновешенно силой тяжести. В разряженной среде, более 8-10 км она может достигать 250-300 км/ч, далее скорость начнёт снижаться, по мере того как атмосфера будет становиться более плотной. Чтобы максимально снизить скорость в полёте следует постараться принять горизонтальное положение — грудь вперёд ноги согнуты в коленях назад — в зависимости от кроя и количества одежды на Вас — она может снизиться до 150-110 км/ч. — всё ещё опасные величины для столкновения с водной преградой..
Однако,приняв положение (в поледний момент) при котором Ваше сечение «входа» в воду будет минимальным — например головой вниз со сцеплинами над ней руками с прямыми пальцами — можно попытаться снизить риск смерти… Например, в известном виде спорта — клифф-дайвинге, скорость падения 100 кмч — является возможной при входе в воду для опытных спортсменов.
Самый опасный момент — столкновение с водной гдадью — и большая перегрузка при снижении скорости. Если, например, использовать приспособление типа конусовидного обтекателя, то предполагаю, можно резко повысить шансы на благополучное приводнение.
Прочитать ещё 3 ответа
Hlopchik 7 лет назад Дело в том, что при температуре +4 полотность воды самамя наибольшая. Это значит что она опускается на дно. Таким образом на дне оказывается самая плотная вода, для заморозки которой требуется значительно больше времени и внешних условий. система выбрала этот ответ лучшим МИРАБЭЙ 6 лет назад Почему большие реки зимой не промерзают до дна? Во-первых лед который находится на поверхности реки (он легкий, поэтому не тонет) защищает ее от мороза и промерзания. Вода в любых реках начинает промерзать сверху вниз. То есть если река очень мелкая она промерзнет до дна. Если же глубокая, то до дна она не промерзнет еще и благодаря сильному течению. Интересный вопрос, как-то раньше не думал о том, как на него ответить. Хотя понятное дело ответ многим понятен. Во-первых вода промерзает от поверхности к дну. А слой льда защищает воду под ним от холода. Во-вторых еще и течение не дает образоваться большому слою льда. А вообще-то я нашел ответ в одной викторине и процитирую его здесь полностью. Кстати теплом воды и объясняется то, что Северный полюс теплее Южного. На Северном полюсе лед и под ним вода, а на Южном огромный слой льда и материк. Peresvetik 3 года назад Этот вопрос был в викторине на днях, он касается нашего окружающего мира. Учеными этот факт доказан уже давно, он имеется в нашей природе. Вода не будет никогда промерзать до самого дна водоема. Лед всегда будет застывать только на поверхности в любом водоеме , потому что он гораздо легче плотности воды воды, он не сможет полностью погрузиться на дно водоема. Когда идет снег , то он покрывает слой льда и благодаря этому будет создаваться защитный слой, который не допустит холода до воды. Также у водоема(реки) есть внутреннее течение и процесс данный является постоянным, этот фактор тоже играет главную роль. Марина Вологда 3 года назад Этот вопрос задавался в викторине по Окружающему миру. Действительно, такой факт в природе существует. А связан он с тем, что при замерзании воды в реке, лед застывает на поверхности, из-за того, что он легче воды и погрузиться на дно не может. А после замерзания на поверхность льда падает снежок и постепенно этот слой льда и снега достигает такого уровня, что не пропускает холод к воде, чем предохраняет воду от промерзания. Ну и не стоит забывать про такой фактор, как течение реки. Оно сохраняется даже подо льдом. Савояр 3 года назад Наверное, самый правильный ответ на этот вопрос нам дадут рыбаки, которые денно и ношно сидят у промерзших лунок в поисках сакраментальной добычи. А вопрос — то из учебника физики только то навсего — наиболее плотность воды при температуре минус четыре градуса на самом дне водоема и на этом все заканчивается. Хорошего вам клёва, рыбаки! Рыбки большой и маленькой! TiaRee 7 лет назад Потому что морозы не сильные. В сильные морозы реки промерзают до дна, кроме плёсов (за счёт этого в реке сохраняется рыба), а в совсем сильные морозы и плёсы замерзают (обычно раньше, чем это происходит, рыба задыхается от недостатка кислорода). Самые крупные реки до дна не промерзают, так как слишком большой объём водотока — весна начинается раньше. Пашенька 3 года назад Вот в озере вода сточая, поэтому и вода там промерзнет до самого дна. А река обычно имеет течение, которое не дает никаких возможностей для промерзания для самого дна — слои меняются и «схватиться» течение не дает. Плюс лед — он тоже как бы дверь для мороза, а чем глубже, тем теплее, букащки вот земле зимую, зарывшись поглубже — и живы-здоровы весной. MIR FOREVER 6 лет назад Почему река в сильные морозы не промерзает до дна? Не глубокие или же как их еще называют мелкие реки и ручейки зимой могут промерзнуть до самого дна. Глубокая река не промерзает до дна, потому что ее защищает от морозов слой льда на поверхности и сильное течение. Maksimilian 7 лет назад Смотря какие речки. Если это не очень глубокий ручеек, он промерзает до дна. А в глубоких речках есть течения, которые мешают замерзать. Кроме того, появление льда на поверхности речки препятствует замерзанию воды в глубинах. Знаете ответ? |
Всем привет! Мы, как всегда, очень рады видеть вас на нашем канале! Предлагаем вашему вниманию очередную увлекательно-познавательную статью о поистине уникальном веществе, не имеющем аналогов – воде. Подписаться на наш канал, и тогда вам будет проще отслеживать появление новых интересных публикаций.
Лёд – это твёрдое состояние воды
Вода окружает нас повсюду: в природе, быту, на производстве. Словом, никому не нужно объяснять, что это такое. Однако попробуйте задать вопрос любому человеку: «Что такое вода?». Наверняка все ваши респонденты ответят на него одинаково: «Жидкость».
Фото с сайта https://yandex.ru/images
На самом же деле жидкость – это лишь одно из трёх агрегатных состояний, в которых может пребывать это поистине удивительное вещество. В данной статье объектом нашего обсуждения станет лёд – твёрдая вода или твёрдое состояние воды.
Последняя превращается в лёд при температуре 0оС. Впрочем, температура кристаллизации морской воды несколько ниже. Понятно, что солёность разных морей-океанов не одинакова, а потому, говоря о температуре кристаллизации морской воды, принято пользоваться средним показателем, равным – 1,9оС.
Значимость льда
Вряд ли кому-то нужно доказывать важность воды не только в жизни людей, но и планеты в целом. Но обычно в данном контексте речь практически всегда идёт о воде, пребывающей в жидком состоянии. Между тем, значение льда в этом плане тоже очень велико.
Фото с сайта https://yandex.ru/images
- Основной запас пресной.
- Вода на нашей планете сохраняется именно в твёрдом состоянии.
- Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода, поэтому он находится на поверхности природных водоёмов, выполняя функцию «плавучего экрана». Он защищает реки, озёра, пруды от полного промерзания, тем самым сохраняя жизнь их обитателям.
- Большую роль играет лёд и в жизни людей. Так, к примеру, его используют при охлаждении и хранении пищевых продуктов, а также с его помощью сохраняют биологические и медицинские препараты.
Ну и, конечно, лёд, расположенный на Южном и Северном полюсах, оказывает колоссальное воздействие на климат Земли. Неслучайно учёные во всём мире крайне озабочены таянием арктических и антарктических льдов, предрекая, если оно не остановится, катастрофы глобального масштаба.
Впрочем, все мы не раз наблюдали, какие беды может причинять вода в твёрдом состоянии (лёд, снег, град). Сколько проблем приносит гололедица! Каждую зиму она «отправляет» в больницы тысячи травмированных людей. А обледенение проводов, которое приводит к их обрыву, в результате чего объекты разного назначения остаются без электроснабжения!
Свойства льда
По своей кристаллической структуре природный лёд весьма напоминает алмаз, поскольку каждая молекула воды окружены четырьмя другими, которые расположены на одинаковых расстояниях в вершинах правильного тетраэдра.
Пожалуй, самым необычным свойством твёрдой воды является поразительное многообразие её внешних проявлений. Имея одну и ту же кристаллическую структуру, она может иметь разную форму.
Согласитесь, что прозрачные градины и сосульки, пушистые снежинки и иней, айсберги и материковые ледники мало похожи друг на друга. Но при этом во всех перечисленных примерах речь идёт о твердой воде, обладающей одинаковыми свойствами.
- Вода меняет жидкое состояние на твёрдое, то есть превращается в лёд, при температуре 0оС.
- При замерзании вода увеличивается в объёме, тогда как другие вещества ведут себя кардинально иначе, сжимаясь при снижении температуры. Это важно знать, иначе можно остаться в новогоднюю ночь без шампанского, выставив его для быстрого охлаждения, к примеру, на неотапливаемую лоджию в морозную погоду. Даже не сомневайтесь, вода, содержащаяся в вине, замёрзнет, расширится в объёме и непременно разорвёт бутылку. Оно вам надо?
- А дальше вода опять ведёт себя нелогично: превратившись в лёд, она вдруг вспоминает, что является «порядочным» веществом! Это проявляется тем, что при дальнейшем понижении температуры лёд начинает сжиматься, в результате чего нередко образуются трещины.
- Достаточно часто дети задают вопрос: «Почему лёд не тонет в воде?». Как на него отвечать? Ну, во-первых, лёд имеет меньшую плотность. А, во-вторых, в нём всегда находится много пузырьков воздуха, которые тоже, в свою очередь, повышают плавучесть льда.
А ещё при замерзании вода выделяет некоторое количество растворённых в ней газов и солей. Считается, что полученный лёд вообще не содержит посторонних примесей, а при переходе его в жидкое состояние якобы получается вода по всем свойствам сопоставимая с природной талой водой.
Вряд ли это так, а потому не стоит тратить время на сомнительные эксперименты по самостоятельной очистке воды. Нужно просто как можно скорее заказать фильтр под мойку нашего производства. Тогда у вас всегда будет питьевая вода, которая является таковой не по статусу, а по сути!
Ждём ваших комментариев и лайков, за которые заранее благодарны!
Вода — самое таинственное и при этом самое важное для поддержания жизни на планете вещество. У нее нет ни запаха, ни цвета, однако существование какой-либо жизни в том виде, в котором мы ее знаем, без воды попросту бы свелось к нулю. Одним из уникальных качеств воды является ее способность сохранять подводную жизнь благодаря интересной природной аномалии, при которой лед покрывает собой массы воды, не давая ей полностью замерзнуть. Согласно обычным физическим законам, все должно происходить в точности до наоборот и вещество, находящееся долгое время в твердой форме, должно быть на дне, а не на поверхности. Так почему же вода нарушает основные законы физики?
Возможно, жизнь на планете появилась благодаря природной аномалии
Почему лед не тонет?
Считается, что уникальная способность льда не уходить под воду обусловлена появлением в нем особенной кристаллической решетки, которая часто обогащена мельчайшими пузырьками воздуха. Ледяной покров, постепенно расползаясь от берегов водоема к самому его центру, надежно защищает всех обитателей от сильных морозов, сохраняя положительную температуру под ледяным куполом.
Читайте также: Европа: наш лучший шанс найти другую жизнь?
Теоретически, любой, даже самый большой водоем, может промерзнуть до самого дня при соблюдении определенных природных и температурных условий. В обычное же время даже небольшой пруд с максимальной глубиной около трех метров не способен промерзнуть до самого дна по причине, что при достижении водой критической отметки в +4 градуса по Цельсию, в пруде/озере/реке и других аналогичных водоемах начинается интенсивный процесс перемещения слоев разной температуры. Наиболее холодные водные слои постепенно поднимаются вверх, в то время как теплые начинают опускаться вниз. С понижением средней температуры, на поверхности водоема постепенно образуется лед, который останавливает процесс перемещения слоев воды разной температуры и не дает подледному миру полностью замерзнуть.
Могут ли живые организмы выжить во льду?
Несмотря на то, что для человеческого организма долгое нахождение в условиях низких температур чревато гибелью, для некоторых амфибий не страшны даже очень длительные морозы. Так, лягушки и тритоны обладают уникальной способностью вмерзать прямо во лед без каких-либо последствий для своего здоровья. Обычные прудовые лягушки в холодное время года впадают в анабиоз и самостоятельно размораживаются только с первыми лучами теплого солнца. Такую природную сверхспособность амфибии получили в результате длительной эволюции, которая подарила их организмам особый природный антифриз. Наличие антифриза в теле лягушки позволяет предотвратить образование мельчайших кристалликов льда, которые и являются основной причиной гибели живых клеток.
Некоторые лягушки могут зимовать прямо во льду
Может ли замерзнуть океан?
Как уже говорилось выше, при соблюдении современных климатических условий, даже самый неглубокий пруд не способен полностью промерзнуть. Однако давайте попробуем себе представить, что в результате некоего природного катаклизма на Земле промерзли до дна все океаны. Может ли такое произойти в действительности?
Брайникл или подводная “сосулька смерти” способна моментально уничтожить все живое в ее окрестности
Известно, что температура замерзания соленой воды зависит от уровня ее солености. Так, при среднем количестве содержания морской соли в воде, обычной температурой, при которой океан начинает покрываться тонкой коркой льда, становятся примерно -2…-4 градуса по Цельсию. Несмотря на то, что наша планета в разные эпохи переживала множество больших и малых ледниковых периодов, океаны нашей планеты никогда не промерзали до самого дна. Теплые океанические течения даже в самые холодные годы Земли помогали поддерживать морскую воду в жидком состоянии. Иными словами, возможность того, что однажды океаны планеты полностью замерзнут, сводится к абсолютному нулю.
Кстати говоря, знаете ли вы, что на Плутоне имеется свой подледный океан жидкой воды? Если уж такой далекий объект смог сохранить свои водные ресурсы в жидком состоянии, то нашей планете в этом плане не о чем переживать. В любом случае, давайте попробуем пофантазировать в нашем Telegram-чате, что могло бы произойти с человечеством в случае, если бы океаны нашей планеты каким-то образом все же полностью замерзли.