Ūdens ir viela, ko var novērot trīs agregācijas stāvokļos. Tomēr šī raksta ietvaros mēs paļaujamies uz tā pirmo stāvokli.
Ūdens sasalst, veidojot cietā ledus kristālus. Ledus var veidot daudzus kilometrus virsmas, pārklājot upes, ezerus un citas ūdenstilpes. Turklāt tas ir vieglāks par šķidru ūdeni un vienmēr atrodas virsū. Ūdens sasalst zemākas temperatūras dēļ.
Vielu apvienošanās temperatūra un stāvoklis
Jo augstāka temperatūra, jo tālāk jebkuru vielu molekulas tiek atdalītas viena no otras. To attālums viens no otra noved pie vielas mīkstināšanas, kas vispirms kļūst šķidra, pēc tam pilnīgi gāzveida. Šo procesu var uzskatīt par dzelzi, kas kūst tīģelī un iegūst šķidru formu. Strauji paaugstinoties temperatūrai, tā var arī kļūt gāzveida, tas ir, iztvaikot, taču tam temperatūrai jābūt tiešām augstai.
Ūdens parastā istabas temperatūrā ir šķidrums. Kad temperatūra paaugstināsies, tā kļūs tvaika, un, pazeminoties, tā kļūs par ledu. Galu galā temperatūras pazemināšanai ir apgriezta ietekme uz molekulām - tās saiet kopā. Un, kad viņi tuvojas, viela kļūst cietāka, blīvāka. To pašu efektu var panākt, mehāniski nospiežot jebkuru vielu - tas kļūs grūtāks, atkal molekulu saplūšanas dēļ.
Kas notiek, kad temperatūra pazeminās?
Ja zemu temperatūru ietekmē ūdeni, molekulas apvienojas, veidojot sešstūra formas. Protams, tās ir sniegpārslas, kas ir ūdens kristāli.Ūdens dzesēšana un tā kristalizācija faktiski ir sinonīmi, kas apraksta to pašu procesu. Ūdens sāk kristalizēties 0 grādu temperatūrā - tieši tas ir brīdis, kas tiek ņemts par nulles atzīmi pēc Celsija skalas. Ja ņemsim vērā Amerikas Fahrenheita skalu, tad šeit ūdens sacietēšana notiks 32 grādos.
Bet, lai izveidotu ūdens kristālus, jums ir nepieciešama bāze, daži piemaisījumi vai suspensijas, pateicoties kurām šis process sākas. Un, ja ūdens ir absolūti tīrs, šeit tiek novērota nedaudz atšķirīga parādība - dažreiz tas sasalst tikai pie -40 grādiem, un pie nulles un citām ne pārāk zemām atzīmēm tas paliek šķidrs. Tomēr tas nesasalst tikai mierīgā stāvoklī. Ja to krata pie mīnus atzīmēm, tas nekavējoties pārvērtīsies ledus.
Interesanti fakti
Ar ūdeni ir saistīti daudzi paradoksi. Un papildus jau aprakstītajai niansei jāņem vērā, ka ledus aizņem vairāk tilpuma nekā šķidrs ūdens, tas ir, sasalstot, šī viela izplešas, bet citi, gluži pretēji, zemākā temperatūrā aizņem mazāk tilpuma. Ar ūdens izplešanos ledus veidošanās laikā saistīta mucu, cauruļu un citu priekšmetu plīsumi, kas ziemai piepildīti ar ūdeni.
Sasalšanas brīdī molekulas atrodas nedaudz tālu viena no otras, kas dod šādu efektu. Un tieši šis faktors kopā ar sasalušiem gaisa burbuļiem padara ledu peldošu. Ja viņš noslīka vai izveidojās no apakšas, neviena dzīva būtne dīķos nevarēja ziemot. Bet, veidojoties uz virsmas un paliekot tur, ledus, gluži pretēji, saglabā ūdens siltumu un ziemā veic aizsargfunkciju, dodot dzīvniekiem, augiem un zivīm iespēju ziemot un izdzīvot.
Ir arī citas interesantas parādības. Tādējādi prakse ir parādījusi, ka karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts, un šī parādība ar pārsteigumu tika novērota pat senatnē. Pašlaik ir vairākas hipotēzes, kas izskaidro šo paradoksu, taču galīgā atbilde nav atrasta.
Ūdens ir noslēpumains elements, un jo vairāk cilvēku iegremdējas tā pētījumā, jo neizskaidrojamākas mīklas tas rada. Šobrīd ir noteikts, ka tai ir atmiņa, tā var būt mirusi vai dzīva. Tas ir universāls šķīdinātājs, un tam ir arī daudzas citas unikālas īpašības. Neskatoties uz pārpilnību un izplatību uz mūsu planētas, tā joprojām saglabā daudzas mīklas, un vairumam no tām zinātniekiem ir tikai jāsamierinās. Galu galā strīdēties ar faktiem ir grūti.