Почему вода не замерзает под: «Почему вода в водоемах не замерзает под толстым слоем льда?» – Яндекс.Кью

Почему вода не замерзает под слоем льда?

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.

Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?

Изучать воду можно бесконечно. Эта бесцветная субстанция занимает лидирующее место в жизни человека. Вода может принимать различные формы. Быть в газообразном, жидком и твердом виде. Она обладает удивительными способностями, которые не всем понятны.

Почему вода не замерзает под толстым слоем льда? Получается, что она сверху находится в твердом состоянии, а снизу в жидком. Как такое может быть?

Физические свойства воды

Исходя из физических свойств воды, известно, что температура ее максимальной плотности составляет +4º С. Чтобы перейти в твердое состояние, ее температура должна достигнуть нуля. В образующемся при этом льду гибнет все живое.

Более низкие температуры ускоряют процесс перехода воды из жидкого состояния в твердое. Природой продумано все до мельчайших подробностей. Благодаря свойству воды сохранять температуру +4º С при максимальной плотности, обитатели водоемов выживают в зимних условиях. Именно этим объясняется, почему вода не замерзает под толстым слоем льда.

Причины не замерзания воды

Перед началом самого холодного сезона происходит вертикальное перемещение слоев. Осенью температура воды еще высока и не опустилась до 4º С. В процессе ее постепенного снижения теплые и более легкие слои воды поднимаются к поверхности, а холодные опускаются к дну. Такое перемещение длится до тех пор, пока вся вода не достигнет температуры +4º С. При этом верхний слой будет холоднее и легче нижних.

Постепенно его температура будет понижаться, а поверхность воды замерзать. Сначала на водоеме образуется ледяная корка. Постепенно, с понижением температуры, толщина корки будет увеличиваться. Когда на поверхность льда выпадет снег, это послужит дополнительной защитой водоема от полного замерзания. Ведь он обладает теплоизоляционными свойствами.

Какой бы холодной ни была зима, на дне водоема обязательно будет вода. Ее температура не опустится ниже +4 градуса. Благодаря этому в озерах и других водоемах сохраняется жизнь. Не обладай вода максимальной плотностью при таких условиях, под действием отрицательных температур она бы вся превратилась в лед. Тогда бы все обитатели водоемов погибли. Таким образом, природа заботится о сохранении жизни.

Теперь зная ответ на вопрос «почему вода не замерзает под толстым слоем льда?», вы можете рассказать это знакомым. Наверно наиболее интересно это будет рыбакам. Ведь благодаря этой особенности они могут ловить рыбу зимой.

Почему вода не замерзает под толстым слоем льда? Причины, фото и видео

Автор Анималов В.С. На чтение 4 мин Опубликовано 28.02.2019 Обновлено 26.05.2020

Вода часто ведет себя совершенно необычно, совсем не так, как подавляющее большинство других веществ. Интересная аномалия наблюдается с ней при замерзании – лед оказывается сверху, закрывая собой массы незамерзшей воды. По всем законам физики вещество в твердом агрегатном состоянии должно быть тяжелее жидкого аналога, а следовательно, лед должен был бы быть на дне.

Но все же он плавает сверху, а вода под ним остается не просто жидкой, но и пригодной для зимовки живых существ. Если бы все было иначе, и лед копился бы на дне, сохранение жизни в воде было бы невозможным. Ведь тогда водоемы промерзали бы полностью каждую зиму. Что обеспечивает защиту водоемам, и почему вода остается не промерзшей?

Почему лед не тонет?

Кристаллическая структура льда. Серыми пунктирными линиями показаны водородные связи.

Плавучесть льда обеспечивается тем, что при замерзании его плотность становится меньше, чем у окружающей воды. Он обретает кристаллическую решетку, а еще нередко обогащается пузырьками воздуха, которые дают ему дополнительный запас плавучести. Формируется покров от кромки водоемов, постепенно устремляясь к центру. Изначальная толщина и прочность льда невелики, однако таковые могут быстро увеличиваться в морозы.

Интересный факт: самый прочный лед, по которому можно смело ходить, имеет голубоватый или зеленоватый оттенок. Если лед белый, он в два раза менее прочный, а если серый, ступать на него не стоит вообще. Если бросить в воду кусок льда, то сначала он пойдет ко дну. Однако в дальнейшем он немного подтает, вода вокруг него сгустится, и он всплывет.

Почему замерзает только верх водоема?

Температура воды подо льдом

В теории, любой водоем может замерзнуть, до самого дна превратившись в лед. На практике же и небольшое озеро с максимальной глубиной метра в 3 не промерзает до дна даже в суровую российскую зиму, не говоря уже о прочих водоемах. Происходит это именно из-за льда, способного обеспечить существенную защиту от переохлаждения воды. Чтобы разобраться в нюансах, необходимо рассмотреть, как происходит сам процесс охлаждения воды.

При достижении водными массами отметки в +4 градуса начинается интенсивный процесс перемещения слоев в водоеме. Холодные слои начинают подниматься вверх, ведь их плотность с учетом специфики воды оказывается наиболее низкой. Теплые массы накапливаются на дне водоема. В верхних холодных слоях начинается процесс образования льда, который постепенно охватывает и перекрывает собой всю поверхность. После этого остывание воды практически прекращается.

Вода подо льдом уже не может перемешиваться ветром, все слои остаются в сохранности – особенно в стоячих или медленно текущих водах. Низкая теплопроводность льда создает своеобразную подушку, защищающую от дальнейшего выстуживания водоема. Впрочем, теплопроводность воды тоже невысока.

Водные массы остаются буквально законсервированными под ледяным панцирем до теплого периода, и все подводные обитатели могут без проблем перезимовать. Единственным сложным для них моментом является дефицит кислорода, ведь лед отделяет водную поверхность от воздуха и препятствует ее насыщению данным жизненно важным веществом. Именно поэтому рыбы в зимнее время порой прибиваются к пробуренным лункам или другим отверстиям во льду – им просто душно.

Интересный факт: благодаря уникальным свойствам льда и воды озера существуют даже в Антарктиде. Так, одно из них, Восток, находится под ледяным слоем толщиной в 4 км. На данный момент не выяснено, обитают ли в нем какие-либо живые существа.

Некоторые виды живности зимуют прямо во льду родных озер – таковы лягушки, тритоны, к примеру. Особенности физиологии позволяют им без риска для жизни замораживать тельца, и в дальнейшем, после оттаивания весной, они могут снова жить как прежде. Природные антифризы в клетках исключают образование острого кристаллика льда в каждой из них при замораживании, а ведь именно этот кристаллик разрушает живую клетку, приводя к ее гибели и невозможности оттаивания в прежнем виде. Амфибиям мороз и замерзание во льду не страшны.

Таким образом, лед, образовавшийся по верхней кромке водоема, защищает его от дальнейшего вымораживания за счет своей низкой теплопроводности. Теоретически промерзнуть до дна могут даже океаны, однако температуры для этого должны быть очень низкими. На практике же полностью вымерзают только лужи и очень мелкие водоемы, а кроме того, неглубокие пруды и озера могут полностью промерзать при очень суровых зимах. В обычных условиях под слоем льда всегда сохраняется вода с небольшим плюсовым показателем температуры.

Почему вода не замерзает под толстым слоем льда – интересное видео

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Почему вода не замерзает под слоем льда?

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?

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.

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.

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.

Почему вода не замерзает под толстым слоем льда?

Действительно, под толстым льдом вода не замерзает, в отличие от других жидких веществ. В воде живут все речные, озерные и морские жители. Мы наверняка никогда не узнаем, интересно ли им это. Но зато это интересно нам! Чтобы говорить о «толстых льдах», сначала нужно выяснить, как образуются тонкие. Мои Советы разобрались!

Почему вода не замерзает под слоем льда, а лед над водой замерзает?

Если поинтересоваться этим вопросом у физика, то он вряд ли вам так вот сходу скажет, так же, как и в случае с вопросом, почему зимой темно. Он начнет с поры, когда только приходят серьезные морозы. Две ключевые температуры существует во всем процессе:

• 0º С – температура замерзания;
• + 4º С – температура наибольшей плотности воды.

Выясняя, почему вода не замерзает под толстым слоем льда, мы непременно столкнемся с этими цифрами. Когда температура начинает опускаться, вода, отдавая тепло воздуху, становится плотнее, тяжелее и опускается на дно. Потом охлаждается более теплая вода. И так происходит, пока две основополагающих температуры не «встретятся» между собою.

Сбережение температуры

Важно не только то, почему вода не замерзает под слоем льда, но и почему лед не тает, если под ним вода теплее. Есть две основных причины:

1. На дне — вода, дошедшая до 4º С. Она настолько плотная, что уже не способна подняться наверх. Ближе ко льду вода достигает 0º С, но чтобы замерзать, ей нужна температура ниже нуля. А чтобы растопить лед – выше нуля. Это объясняет, почему вода не замерзает под толстым слоем льда, не делает этот слой тоньше.
2. Лед не может быть еще холоднее, чем уже есть. Поэтому если температура опускается, он становиться «одеялом» для воды. Покров может стать немного толще, но промерзания до дна не происходит.

Более подробную информацию предоставляет видео из YouTube:

Если вы нашли ответ на вопрос, почему вода не замерзает под толстым слоем льда, то поделитесь статьей и оцените ее чуть ниже! А также читайте другие интересные статьи на портале Мои Советы, к примеру, 12 способов использовать вазелин кроме того, о котором все знают и думают в первую очередь!

Автор: Тамара Ильичева

Понравилась статья?
Поделись ею с друзьями в социальных сетях в один клик!

Липидные мембраны не дали воде замерзнуть при -263 градусах Цельсия

Трехмерная модель новой липидной мезофазы

ETH Zurich

Ученые создали систему, имитирующую положение воды в тесном окружении мембран внутри живых клеток. Оказалось, что запертая в таких условиях вода не замерзает при температуре жидкого гелия. Эксперимент удалось провести благодаря получению искусственных биомиметических полимеров, которые образуют сеть очень тонких каналов и сами не кристаллизуются при
столь низких температурах, сообщают авторы в журнале Nature Nanotechnology.

Свойства веществ на
поверхности и в толще могут различаться. Это известно как в случае
специфических материалов, таких как топологические изоляторы, так и для распространенных веществ, таких как вода. В частности, ученые уже
выяснили, что стесненные условия, такие как тонкие каналы, могут подавлять кристаллизацию воды, так как для образования льда молекулам необходимо
выстроиться в шестиугольные структуры. Примером подобной ситуации являются
молекулы воды внутри углеродных нанотрубок.

Изменение свойств воды при локализации на наномасштабе может играть ключевую роль в ряде физических, геологических, химических и биологических процессов. В частности, известно, что некоторые организмы способны выживать при отрицательных
температурах. Считается, что этот феномен может частично объясняться пониженной температурой кристаллизации в стесненных внутриклеточных пространствах. В этом контексте важно исследование воды в условиях, приближенных к ситуации внутри живых клеток, где множество органелл окружены липидными мембранами. Для этого необходимо получить искусственную систему мембран с узкими пространствами между ними.

Ливия Сальвати Манни (Livia Salvati Manni) и ее коллеги из Швейцарской высшей технической
школы Цюриха предложили способ синтеза подходящих органических соединений — модифицированных
моноацилглицеролов. Авторы работы исследовали свойства их смеси с водой при экстремально
низких температурах. Необходимым требованием к синтетическим липидам в таком
случае является наличие устойчивой мезофазы, то есть состояния вещества с
промежуточными свойствами между твердыми телом и жидкостью.

В присутствии воды полученные липиды самоорганизовывались с образованием мембран подобно
естественным жирам, так как противоположные концы их молекул обладают разными
свойствами: с одной стороны они гидрофильны и стремятся прийти в контакт с
водой, а с другой гидрофобны и избегают его. В результате формировалась однородная
сеть пересекающихся каналов диаметром меньше нанометра.

Необычные свойства данной
структуры начинали проявляться при заполнении водой и охлаждении, потому что
сечения каналов было недостаточно для формирования льда, а сами липиды также не
кристаллизовались. Авторы охлаждали систему жидким гелием до температуры в 10
кельвинов (-263 градуса Цельсия) и не обнаружили появления льда. Вместо этого
вода переходила в необычное стеклоподобное состояние, что было подтверждено как
измерениями, так и численным моделированием поведения молекул в таких условиях.

Авторы отмечают, что
полученные результаты расширяют наше понимание взаимодействия двух основных
компонентов жизни (воды и липидов) в экстремальных температурах и условиях
локализации молекулярного масштаба. Авторы предполагают множество потенциальных
применений полученных систем. В частности, в таких структурах можно запирать
биомолекулы для исследования их поведения в ситуации подобной тесным
внутренностям клеток. В таком случае можно не опасаться появления кристаллов
льда, которые часто повреждают молекулы и не позволяют их детально исследовать.

Несмотря на пристальное изучение в течение долгого времени, до сих пор удается найти новые необычные фазы даже чистой воды. В частности, недавно ученые нашли стабильный лед низкой плотности, а также выделили три разновидности процесса замерзания. Поведению воды в стесненных условиях также посвящено немало работ. Например, исследователи выяснили, что выдавливание масла из пор может происходить четырьмя способами.

Тимур Кешелава

Почему в сильные морозы на льду рек появляется вода

Причин появления воды на льду рек, даже в морозы, несколько. Прочность льда зависит от его структуры и вида, толщины, температуры. Лёд может намерзать поэтапно, в морозные периоды между оттепелями, сопровождаемыми снегопадами или дождями.

Намерзание толщины льда идёт снизу и сверху, когда замерзает выпавший и растаявший снег или дождевая вода. Получившийся мутный в несколько слоёв лёд в 2 раза уступает по прочности прозрачному, поэтому безопасная толщина такого льда, выдерживающая вес человека — около 10 см, в то время как у прозрачного — 5 см.

Чем толще лёд, тем он прочней. Чем холодней на улице, тем быстрей намерзает лёд, но температура толщи льда неравномерна: снизу около 0°, а сверху – уличая.

Известно, что температурный коэффициент линейного расширения льда в пять раз больше, чем у железа и при льдообразовании возникают огромные силы, способные разорвать даже сталь. Поэтому от подобной неравномерности температур в более резко расширяющейся ледяной толще при сильных морозах лёд трескается, иногда с оглушительным грохотом. От поперечных и продольных нагрузок в разных направлениях распространяются трещины, через которые на поверхность льда и поступает вода.

Рисунок трещин на льду не случаен. Например, трещины появляются по границе стыковки толстого и тонкого льда между мелководьем и глубиной. В глубоких местах воды больше и охлаждается она дольше, следовательно, лёд образуется позже, чем на мелководье. Но таких омутов в реках, как правило, немного и поэтому подо льдом температура воды практически одинакова и близка к 0°С. Ведь из-за течения в реке идёт постоянное перемешивание объёма воды, для охлаждения которого требуется дополнительное время, поэтому речной ледостав наступает позже, чем на озёрах и прудах со стоячей водой. А вот потом наоборот, нарастание льда в реках происходит быстрее озёрного.

Остальные факторы появления воды надо льдом не столь существенны, однозначны и повсеместны. Например, снег своей массой давит на лёд и приводит к образованию трещин. Или толща льда с прогибом 15 см своим весом независимо от температуры окружающего воздуха способна провалить лёд. Прогиб льда в 9 см под собственной тяжестью приводит к образованию многочисленных трещин, а при 12 см прогибе возникают сквозные трещины. При значительном снежном покрове холод к поверхности льда уже не проникает, и вода начинает подтачивать лёд снизу. Над завалами, перекатами, устьями ручьёв и родниками, сбросами бытовых стоков и местами сужения русла с более сильным течением.

Планируя поход к водоемам, берите с собой средства самоспасения и полностью заряженный мобильный телефон, чтобы в экстренной ситуации вызвать спасателей.

По информации центра ГИМС Главного управления МЧС России по Калужской области

Размещено 18 февраля 2021 в 00:00
Количество показов: 866

Почему вода не замерзает подо льдом?

Больше места = менее плотно, поэтому лед менее плотный, чем вода . Таким образом, хотя воздух замораживает холод, вода еще не замораживает . вода на самом верху озера находится в прямом контакте с холодным воздухом , поэтому сначала замерзает . И поскольку лед менее плотный, чем вода , пласт из льда не тонет.

Щелкните, чтобы увидеть полный ответ.

В связи с этим, почему проточная вода не замерзает?

Крупные реки не замерзают «насквозь», потому что, в то время как вода течет , ее потенциальная энергия постоянно преобразуется в тепловую энергию, которая сопротивляется замерзанию на молекулярном уровне и последующей кристаллизации. Для проточной воды с по заморозки температура должна быть исключительно низкой.

Еще можно спросить, а почему вода замерзает у поверхности? Пояснение: Чтобы вода с по заморозила , она должна достичь температуры 0oC. Это происходит на поверхности озера, поэтому замерзает . Однако вода , будучи особой молекулой, расширяется, когда она замерзает , а не сжимается, а это означает, что лед на вершине озера менее плотный, чем вода под ним.

И знаете, почему не замерзает морская вода?

Высокая концентрация соли в океанской воде понижает точку замерзания с 32 ° F (0 ° C) до 28 ° F (-2 ° C).В результате, температура окружающей среды должна достичь более низкой точки, чтобы заморозить океан , чем заморозить пресноводных озера.

Почему дно озера не замерзает суровой зимой, даже когда поверхность замерзает?

Повышение температуры ниже озера не создает благоприятных условий для замерзания озера . Кроме того, поскольку лед менее плотен по сравнению с водой, поэтому лед всегда плавает по воде и не оседает на дне или по этой причине озеро не начинает замерзать с нижняя .

Вода, которая никогда не замерзает — ScienceDaily

Изготовление кубиков льда — это простой процесс: вы берете пластиковый лоток для кубиков льда, как в большинстве домашних хозяйств, наполняете его водой и кладете в морозильную камеру. Вскоре вода кристаллизуется и превращается в лед.

Если бы вы проанализировали структуру кристаллов льда, вы бы увидели, что молекулы воды расположены в виде регулярных трехмерных решетчатых структур. В воде, напротив, молекулы неорганизованы, поэтому вода течет.

Стеклянная вода

Под руководством профессоров Раффаэле Меззенги и Эхуда Ландау группа физиков и химиков из ETH Zurich и Цюрихского университета определила необычный способ предотвращения образования кристаллов льда водой, так что даже при экстремальных минусовых температурах вода сохраняет аморфную форму. характеристики жидкости.

На первом этапе исследователи разработали и синтезировали новый класс липидов (молекул жира), чтобы создать новую форму «мягкого» биологического вещества, известную как липидная мезофаза.В этом материале липиды спонтанно самоорганизуются и объединяются с образованием мембран, ведя себя так же, как молекулы природного жира. Эти мембраны затем принимают однородное расположение, образуя сеть соединенных каналов, диаметр которых составляет менее одного нанометра. Температура и содержание воды, а также новая структура разработанных липидных молекул определяют структуру липидной мезофазы.

Нет места для кристаллов воды

Что такого особенного в этой структуре, так это то, что — в отличие от лотка для кубиков льда — в узких каналах нет места для воды, чтобы образовывать кристаллы льда, поэтому она остается неупорядоченной даже при экстремальных отрицательных температурах.Липиды тоже не замерзают.

Используя жидкий гелий, исследователи смогли охладить липидную мезофазу, состоящую из химически модифицированного моноацилглицерина, до температуры минус 263 градусов по Цельсию, что всего на 10 градусов выше температуры абсолютного нуля, при этом кристаллы льда все еще не образовывались. При этой температуре вода становилась «стекловидной», что исследователи смогли продемонстрировать и подтвердить с помощью моделирования. Их исследование необычного поведения воды в липидной мезофазе было недавно опубликовано в журнале Nature Nanotechnology .

«Ключевым фактором является соотношение липидов к воде», — объясняет профессор Раффаэле Меззенга из лаборатории пищевых продуктов и мягких материалов ETH Zurich. Соответственно, именно содержание воды в смеси определяет температуры, при которых изменяется геометрия мезофазы. Если, например, смесь содержит 12 процентов воды по объему, структура мезофазы при температуре около минус 15 градусов Цельсия перейдет из кубического лабиринта в пластинчатую структуру.

Антифриз против бактерий натуральный

«Что делает разработку этих липидов настолько сложной, так это их синтез и очистка», — говорит Эхуд Ландау, профессор химии в Цюрихском университете.Он объясняет это тем, что молекулы липидов состоят из двух частей; один гидрофобный (отталкивает воду) и один гидрофильный (притягивает воду). «Это делает их чрезвычайно трудными для работы», — говорит он.

Мягкий биоматериал, образованный из липидных мембран и воды, имеет сложную структуру, которая сводит к минимуму контакт воды с гидрофобными частями и максимизирует ее взаимодействие с гидрофильными частями.

Исследователи смоделировали новый класс липидов на мембранах определенных бактерий.Эти бактерии также производят особый класс самособирающихся липидов, которые могут естественным образом удерживать воду внутри себя, что позволяет микроорганизмам выживать в очень холодных условиях.

«Новизна наших липидов заключается во введении сильно напряженных трехчленных колец в определенные положения внутри гидрофобных частей молекул», — говорит Ландау. «Они обеспечивают необходимую кривизну для образования таких крошечных водных каналов и предотвращают кристаллизацию липидов».

Мягкая материя для исследований

Эти новые липидные мезофазы будут служить в первую очередь инструментом для других исследователей.Их можно использовать для неразрушающей изоляции, сохранения и изучения больших биомолекул в среде, имитирующей мембраны, например, с помощью криогенной электронной микроскопии. Биологи все чаще обращаются к этому методу для определения структуры и функций больших биомолекул, таких как белки или большие молекулярные комплексы.

«В процессе нормального замораживания, когда образуются кристаллы льда, они обычно повреждают и разрушают мембраны и важные большие биомолекулы, что не позволяет нам определить их структуру и функцию, когда они взаимодействуют с липидными мембранами», — говорит Мезенга.

Но не с новой мезофазой, которая является неразрушающей и сохраняет такие молекулы в их исходном состоянии и в присутствии другого ключевого строительного элемента жизни, то есть липидов. «Наши исследования прокладывают путь для будущих проектов по определению того, как белки могут сохраняться в своей первоначальной форме и взаимодействовать с липидными мембранами при очень низких температурах», — говорит профессор ETH.

Замерзшая земля и линия замерзания: как и почему замерзает

Насколько глубоко промерзает земля зимой?

Изморозь возникает, когда земля содержит воду, и температура земли опускается ниже 0 ° C (32 ° F).Более половины всей земли в Северном полушарии замерзает и оттаивает каждый год и называется сезонно мерзлой землей. Четверть суши в Северном полушарии имеет подземный слой, который остается замороженным в течение всего года. Если земля остается мерзлой не менее 2 лет подряд, это называется вечной мерзлотой.

Что вызывает заморозки грунта?

Когда земля замерзает, вода между камнями, почвой и галькой и даже внутри камней замерзает и становится пористым льдом.Итак, официально земля замерзает, когда вода в ней становится льдом.

Глубина замерзания

Глубина замерзания (или линия замерзания) — это самая глубокая точка, до которой замерзнут грунтовые воды. Глубина промерзания варьируется в зависимости от линии промерзания в каждом месте и может иметь большое влияние на многие методы строительства. Например, любые бригады, которые копают для доступа к инженерным коммуникациям или готовят землю для заливки бетона, должны знать о своей местной глубине промерзания.

При замерзании грунтовых вод их объем увеличивается на 9%.По этой причине конструкции, чувствительные к давлению, такие как водопроводные и канализационные трубопроводы, должны быть заглублены ниже глубины промерзания, чтобы избежать разрывов. Когда вода превращается в лед, она может расширяться с огромной силой и вызывать вздутие земли. В районах с холодным зимним сезоном заморозки могут повредить дороги. Например, вода, превращающаяся в лед под дорогами, иногда создает морозное пучение. Расширяющийся лед толкает дорогу вверх и создает бугорок, который позже, после оттепели, образует выбоины и углубления на проезжей части.

Линия замерзания меняется в зависимости от того, сколько времени воздух остается холодным. Чем дольше будет холодный период, тем глубже промерзнет земля. Но глубина мерзлого грунта ограничена, потому что Земля внутри теплая.

Что влияет на линию замерзания?

Большая часть тепла на Земле исходит от Солнца (рис. 1). Земля сохраняет много солнечного тепла, а остальное отражает в воздух. Снег и лед светлые и отражают больше тепла. Океанская вода и голая земля отражают меньше тепла, а не поглощают его.Этот перенос тепла между землей и воздухом называется потоком поверхностной энергии.

Рис. 1. На этой диаграмме показано, как атмосфера Земли и земля отражает и поглощает энергию Солнца.

– Авторы и права: Центр данных НАСА по атмосферным наукам

Тепло также исходит изнутри Земли. Ядро Земли очень горячее, и его тепло движется к поверхности. Тепло от вулканов, рек, озер и других источников также может распространяться через землю.Это тепло сохраняет некоторые участки незамерзшими, даже если температура поверхности низкая.

В общем, более глубокая вечная мерзлота очень старая. Один исследователь обнаружил, что самой глубокой части вечной мерзлоты под Прудо-Бей на Аляске более 500 000 лет.

Температурный градиент

Когда температура земли опускается ниже 0 ° C (32 ° F), она замерзает; однако температура земли может отличаться от температуры воздуха над ней. Этот температурный градиент означает, что слои глубоко в земле могут быть холоднее или теплее, чем слои у поверхности.

Верхний слой грунта может реагировать на условия на поверхности, но нижние слои могут меняться не так быстро. В теплый летний день поверхность земли поглощает тепло и становится горячее воздуха. Но температура в нескольких футах под землей может быть намного ниже, чем в воздухе. Зимой все наоборот; поверхность земли охлаждается, но слой глубоко под землей может оставаться теплее, чем поверхность. Верхний слой земли не позволяет теплу перемещаться между холодным воздухом и более глубокими слоями земли, изолируя себя.

Как местный ландшафт влияет на морозную почву?

На мороз на грунт влияют не только колебания температуры, сезонные изменения и местоположение. Снег, почва, растения и другие аспекты местного ландшафта также влияют на мерзлую землю.

Снег

Толстый слой снега действует как одеяло, поэтому тепло не уходит от земли. Под толстым слоем снега промерзнет только тонкий слой земли.

Тип почвы

Некоторые почвы промерзают легче, чем другие.Светлые почвы промерзают быстрее и остаются промерзшими дольше, чем темные. Светлые почвы и камни отражают солнечный свет, благодаря чему почва остается прохладной. Рыхлые почвы, такие как песок, имеют больше места для воды, и лед легче образуется. Плотные почвы с мелкими частицами не имеют столько места для воды. Глина, например, замерзает не так легко, как песок.

Торф

Торф образуется, когда мертвые растения не полностью разлагаются. Земля под торфом обычно холоднее, чем земля, не покрытая слоем торфа.Зимой торф замерзает и позволяет теплу уходить из земли. Поскольку тепло уходит, образуется больше мерзлого грунта и вечной мерзлоты.

Растения

Летом растения сохраняют почву под собой более прохладной, потому что они блокируют попадание солнечного света на землю. Вечнозеленые деревья особенно охлаждают почву. Вечнозеленые деревья зимой не теряют листву. Это означает, что деревья не позволяют солнечному свету согревать землю. Кроме того, их ветки блокируют попадание снега на землю под ними.Голая земля легче теряет тепло. Под вечнозелеными деревьями часто образуется вечная мерзлота.

Склоны

Склоны холмов и горные склоны могут повлиять на мерзлую землю и вечную мерзлоту. Если склон получает больше солнечного света из-за того, как он обращен, земля будет теплее и вероятность промерзания снизится. В Северном полушарии склоны, обращенные на юг, к Солнцу, получают больше солнечного света, чем тенистые склоны, обращенные на север. Обратное верно в Южном полушарии.

Крутые склоны могут быть покрыты мерзлым грунтом.Крутизна склона влияет на количество солнечного света. На крутые склоны не так много прямых солнечных лучей, поэтому они более холодные. Крутые склоны плохо удерживают снежный покров, поэтому голый грунт теряет больше тепла. Направление ветра также влияет на образование мерзлого грунта. Если склон обращен навстречу ветру, земля будет терять больше тепла. Кроме того, ветер унесет снег, сделав землю еще холоднее.

Озера и реки

Озера и реки являются источниками тепла в холодных местах.Вода теплее окружающего воздуха и зимой может поддерживать теплоту почвы под ней. Озера и реки могли не иметь под собой мерзлую землю. Или у них может быть более толстый активный слой по сравнению с близлежащей землей.

Решения по замораживанию грунта Powerblanket

«Ваши одеяла просто великолепны. Благодаря Powerblankets мы смогли быстро разморозить землю и завершить свою работу. Фактически, мы оцениваем экономию 10 часов на каждом сайте, что уже составляет экономию в 5000 долларов США.Если подсчитать это для наших тысяч сайтов, то экономия огромна! Мы рады тому, что Powerblanket сэкономили нам время и деньги, и надеемся на будущую экономию ».

— Ким Херман, менеджер по операциям OSP / COEI, Precision Utilities Group

Линия замерзания — это реальность, с которой приходится сталкиваться многим промышленным компаниям. Высокая удельная мощность в продуктах для оттаивания грунта Powerblanket помогает решить проблему оттаивания грунта в суровых климатических условиях. Используйте наземный обогреватель Powerblanket, чтобы сэкономить время, деньги и стресс.

Мы все кричим на мороженое

Обзор

Вода замерзает при 32 ° F (0 ° C). Добавление соли в воду снижает температуру замерзания. Насколько низка точка замерзания, зависит от количества соли в воде. Студенты будут делать домашнее мороженое, но «время замораживания» будет варьироваться с использованием разного количества соли для понижения точки замерзания воды.

Процедура

1. Для каждой пары учеников смешайте молоко, сахар и ванильно-шоколадный сироп в пакет размером с бутерброд и закройте его.
2. Попросите учащихся встряхнуть / сдавить свои мешочки в течение одной минуты, чтобы тщательно перемешать содержимое.
3. Поместите пакет в большой пластиковый пакет с застежкой-молнией, размером с морозильную камеру, и наполните его наполовину колотым льдом.
4. С шагом в 2 унции, до 10 унций, поместите разное количество каменной соли в каждый большой мешок. Включите пару или двух студентов без добавления соли.
5. Пусть каждая пара прикинет, сколько времени потребуется, чтобы их смесь застыла.
6. Пусть все ученики начинают одновременно, пусть они перемешивают и взбивают свои мешочки в быстром темпе, пока содержимое не затвердеет.
7. Запишите свое время.
8. Когда закончите, выбросьте большой пакет и съешьте мороженое.

Обсуждение

Мешки с наибольшим количеством соли должны сначала «заморозиться», а мешки, содержащие все меньше соли, должны занять больше времени. Чем больше содержание соли, тем ниже точка замерзания воды, и, следовательно, более холодный раствор соленой воды / льда быстрее образует мороженое.

Распространенное заблуждение — соль заставляет лед таять быстрее. Соль не имеет ничего общего с тем, насколько быстро лед тает — она ​​просто определяет, при какой температуре он растает (или замерзнет). В таблице (справа) представлены средние точки замерзания воды для различных водоемов в зависимости от их солености.

Самая низкая точка замерзания солевого раствора -6.0 ° F (-21,1 ° C). При этой температуре соль начинает кристаллизоваться из раствора вместе со льдом, пока раствор полностью не замерзнет. Ниже -6,0 ° F (-21,1 ° C) замороженный раствор представляет собой смесь отдельных кристаллов соленой воды и кристаллов пресноводного льда, а не однородную смесь кристаллов соленой воды.

Мешочки без соли не замерзнут. Практически все, что растворяется в воде (или молоке), снижает температуру замерзания; например сахар. Соль используют на дорогах, потому что она недорогая.Добавление сахара в молоко снизило точку замерзания до уровня ниже, чем у простого льда (32 ° F), и, следовательно, не замерзнет.

Строим страну, готовую к погодным условиям

Воздействие холода может вызвать обморожение или переохлаждение и стать опасным для жизни. Что представляет собой экстремальный холод, варьируется в разных частях страны. На Глубоком Юге температура, близкая к нулю, может считаться очень холодной.

Низкие температуры могут нанести серьезный ущерб цитрусовым культурам и другой растительности.В домах с плохой изоляцией или без отопления трубы могут замерзнуть и лопнуть. На Севере из-за сильного холода температура значительно ниже нуля.

Обморожение — это повреждение тканей тела в результате сильного холода. Обморожение вызывает потерю чувствительности и бледность конечностей, таких как пальцы рук, ног, мочки ушей или кончик носа.

При обнаружении симптомов немедленно обратиться за медицинской помощью! Если вам нужно дождаться помощи, медленно согрейте пораженные участки. Однако, если у человека также наблюдаются признаки переохлаждения, согрейте сердцевину тела перед конечностями.

Особенности изменения содержания незамерзшей воды в водонасыщенном угле при низкой температуре замерзания

Вода не должна замерзать до -55 F

Ящик здесь заполнен жидкой водой, которая не показана (белая). Переохлажденная жидкая вода начинает превращаться в «промежуточный лед» (зеленый) на пути к замерзанию (красный) значительно ниже 32 градусов по Фаренгейту, которые люди обычно считают точкой замерзания воды.Химики из Университета штата Юта подсчитали, что сверххолодная вода в конечном итоге должна замерзнуть при температуре минус 55 F. Фото: Университет штата Юта.

(PhysOrg.com) — Мы пьем воду, купаемся в ней, и мы состоим в основном из воды, но общее вещество таит в себе большие загадки. Теперь химики из Университета штата Юта, возможно, решили одну загадку, показав, как холодная вода может пройти до того, как она обязательно замерзнет: 55 градусов ниже нуля по Фаренгейту (-48 C).

Это на 87 градусов по Фаренгейту холоднее, чем то, что большинство людей считает точкой замерзания воды, а именно 32 F (0 C).

Переохлажденная жидкая вода должна превратиться в лед при температуре минус 55 F не только из-за сильного холода, но и потому, что молекулярная структура воды физически изменяется, образуя форму тетраэдра, при этом каждая молекула воды слабо связана с четырьмя другими, согласно новому исследованию химиков. Валерия Молинеро и Эмили Мур.

Результаты показывают, что это структурное изменение от жидкого до «промежуточного льда» объясняет загадку того, «что определяет температуру, при которой вода замерзнет», — говорит Молинеро, доцент Университета Юты и старший автор исследования. опубликовано в четверг, ноябрь.24 номер журнала Nature .

«Этот промежуточный лед имеет структуру между полной структурой льда и структурой жидкости», — добавляет она. «Мы решаем очень старую загадку того, что происходит в сильно переохлажденной воде».

Однако в странном и дурацком мире воды крошечные количества жидкой воды теоретически все еще могут присутствовать, даже если температура опускается ниже минус 55 F, и почти вся вода превратилась в твердую — либо в кристаллический лед, либо в аморфное водяное «стекло», Молинеро говорит.Но любая оставшаяся жидкая вода может выжить только невероятно короткое время — слишком короткое, чтобы свойства жидкости можно было обнаружить или измерить.

Как и при какой температуре вода должна замерзнуть — это не просто «чудо». Атмосферные ученые, изучающие глобальное потепление, хотят знать, при каких температурах и с какой скоростью вода замерзает и кристаллизуется в лед.

«Это необходимо, чтобы предсказать, сколько воды в атмосфере находится в жидком или кристаллическом состоянии», что относится к тому, сколько солнечного излучения поглощается атмосферной водой и льдом, — говорит Молинеро.«Это важно для прогнозов глобального климата».

Странное вещество

Жидкая вода — это сеть молекул воды (каждая с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода), свободно скрепленных так называемой водородной связью, которая чем-то похожа на статическое сцепление. Молинеро говорит, что в зависимости от температуры и давления водяной лед имеет 16 различных кристаллических форм, в которых молекулы воды цепляются друг за друга водородными связями.

Поскольку лед образуется из переохлажденной воды (белый), присутствует немного кристаллического льда (красный), но гораздо больше «промежуточного льда» (зеленого цвета), пересекающего жидкость.Как выяснили химики из Университета Юты, молекулы воды образуют форму тетраэдра в сильно переохлажденной воде, облегчая процесс образования льда. Предоставлено: Университет Юты.

Молинеро говорит: «Что делает воду такой странной, так это то, что поведение жидкой воды полностью отличается от поведения других жидкостей. Например, лед плавает по воде, в то время как большинство твердых веществ переходят в жидкие формы, потому что они более плотные, чем жидкости».

Плотность воды меняется в зависимости от температуры, и она наиболее плотная при 39 F (3.9 С). Вот почему рыба выживает под льдом, покрывающим пруд, купаясь в более теплой и плотной воде на дне пруда.

Но самое удивительное свойство воды состоит в том, что ее можно охладить до температуры ниже 32 градусов по Фаренгейту, и она по-прежнему остается жидкостью », — говорит Молинеро.

В облаках обнаружена жидкая вода с температурой минус 40 ° F. Ученые провели эксперименты, показавшие, что жидкая вода может существовать, по крайней мере, до минус 42 F (-41 C).

Почему вода не обязательно замерзает при 32 F (0 C), как нас учили в школе?

«Если у вас есть жидкая вода и вы хотите образовать лед, то сначала вы должны сформировать из жидкости небольшое ядро ​​или зерно льда.Жидкость должна породить лед », — говорит Молинеро.« Для дождя вы должны сделать жидкость из пара. Здесь вам нужно сделать кристалл [лед] из жидкости ».

Однако в очень чистой воде «единственный способ сформировать ядро ​​- это спонтанно изменить структуру жидкости», — добавляет она.

Молинеро говорит, что ключевые вопросы включают: «при каких условиях ядра образуются и становятся достаточно большими, чтобы расти?» и «каков размер этого критического зародыша?»

Вычисление того, что нельзя измерить

Молинеро говорит, что «когда вы охлаждаете воду, ее структура становится ближе к структуре льда, поэтому плотность уменьшается, и это должно отражаться в увеличении скорости кристаллизации.«

Переохлажденная вода была измерена до минус 42 F (-41 C), что является ее «температурой гомогенного зародышеобразования» — самой низкой температурой, при которой скорость кристаллизации льда может быть измерена при замерзании воды. Ниже этой температуры лед кристаллизуется слишком быстро, чтобы можно было измерить какие-либо свойства оставшейся жидкости.

Обычные кристаллы льда (красные) смешиваются с «промежуточным льдом» (зеленый) ближе к концу процесса кристаллизации из переохлажденной воды.Химики из Университета штата Юта использовали компьютеры, чтобы определить, что вода, которая не обязательно становится твердой при температуре замерзания 32 градуса по Фаренгейту, на самом деле может стать холодной до минус 55 градусов по Фаренгейту, прежде чем она должна замерзнуть. Предоставлено: Университет Юты.

Чтобы обойти эту проблему, Молинеро и аспирант по химии Мур использовали компьютеры в Центре высокопроизводительных вычислений Университета Юты. Поведение переохлажденной воды моделировалось, а также моделировалось с использованием реальных данных.

По словам Молинеро, компьютеры

обеспечивают «микроскопическое изображение посредством моделирования, которого пока не могут обеспечить эксперименты».

Предыдущие компьютерные симуляции и моделирование были слишком медленными и должны были длиться достаточно долго, чтобы произошел процесс замораживания. И необходимо было смоделировать тысячи событий нуклеации, чтобы сделать обоснованные выводы.

Молинеро и Мур разработали новую компьютерную модель, которая в 200 раз быстрее своих предшественников. Модель упростила вычисление чисел, рассматривая каждую трехатомную молекулу воды как одну частицу, подобную атому кремния и способную склеиваться водородными связями.

Тем не менее, потребовались тысячи часов компьютерного времени, чтобы смоделировать поведение 32 768 молекул воды (намного меньше, чем крошечная капля воды), чтобы определить, как теплоемкость, плотность и сжимаемость воды изменяются при ее переохлаждении и смоделировать процесс кристаллизации припая в партии из 4000 молекул воды.

Рождение льда

Компьютеры помогли Молинеро и Мур определить, сколько холодной воды может пройти, прежде чем она достигнет своей теоретической максимальной скорости кристаллизации и должна замерзнуть.Ответ: минус 55 F (или минус 48 градусов по Цельсию).

Компьютеры также показали, что по мере того, как вода приближается к минус 55 F, происходит резкое увеличение доли молекул воды, связанных с четырьмя другими молекулами, образующими тетраэдры.

«Вода превращается во что-то другое, и это нечто очень похоже на лед», — говорит Молинеро. Она называет это промежуточным льдом.

• PhysOrg.com Приложения для iPhone / iPad

• Аудиоподкасты PhysOrg.com / iTunes

• PhysOrg.com Android-приложения

• Приложение PhysOrg.com Blackberry

• Присоединяйтесь к PhysOrg.com на Facebook!

• Следите за PhysOrg.com в Twitter!

• Присоединяйтесь к PhysOrg.com в Google+

Если микроскопическая капля воды охлаждается очень быстро, она образует так называемое стекло — аморфный лед низкой плотности, в котором все тетраэдры молекул воды не выстраиваются в одну линию для образования идеальных кристаллов. . Вместо этого лед низкой плотности аморфен, как оконное стекло. Исследование показало, что до четверти молекул в аморфном «жидком стекле» организованы либо в виде промежуточного льда, либо в виде крошечных кристаллов льда.

Когда вода приближается к минус 55 F, наблюдается необычное снижение плотности и необычное увеличение теплоемкости (которая идет вверх, а не вниз) и сжимаемости (воду легче сжимать, когда она становится холоднее, в отличие от большинства жидкостей). Эта необычная термодинамика совпадает с переходом жидкой воды в тетраэдрическую структуру.

«Изменение структуры воды контролирует скорость образования льда», — говорит Молинеро. «Мы показываем, что термодинамика воды и скорость кристаллизации контролируются изменением структуры жидкой воды, которая приближается к структуре льда.»

Тайная жизнь воды при очень низких температурах

Предоставлено
Университет Юты

Ссылка :
Переохлаждение: вода не должна замерзать до -55 F (23 ноября 2011 г.)
получено 11 ноября 2021 г.
с https: // физ.org / news / 2011-11-supercool-doesnt-.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Что делать при низких температурах в Южной Каролине

Строители домов на юге часто не принимают во внимание угрозу морозов и поэтому размещают водопроводные трубы в уязвимых местах.Кроме того, дома, построенные на плиточном фундаменте, распространенном на юге, часто имеют водопроводные трубы, проходящие через чердак, особенно уязвимое место. На севере же, напротив, строители домов знают, что замораживание представляет собой угрозу, и обычно не прокладывают водопроводные трубы в неотапливаемых частях здания или за пределами изолированных зон.

Домовладельцы

Южная Каролина должны знать, что трубы на чердаках, в подвальных помещениях и на внешних стенах могут замерзнуть и лопнуть. Если эти трубы не имеют теплоизоляции или тепла, чтобы защитить их, сильное замораживание в ночное время может вызвать проблемы.

Домовладельцы на юге должны быть внимательны к повреждениям, связанным с замерзанием и разрывом водопроводных труб, когда наружная температура угрожает упасть до 20 градусов по Фаренгейту. Хотя 20 градусов по Фаренгейту намного ниже температуры замерзания воды, два фактора делают ее критической наружной температурой:

1. Температура неотапливаемой части дома почти всегда по крайней мере на несколько градусов выше температуры наружного воздуха.
   Например, изолированный чердак может иметь температуру 37 градусов или 38 градусов по Фаренгейту, когда наружная температура составляет 32 градуса по Фаренгейту.
2. Вода «переохлаждается» на несколько градусов ниже нуля, прежде чем начнет образовываться лед.
   В ходе исследовательских испытаний в Университете Иллинойса водопроводные трубы, расположенные на неотапливаемом изолированном чердаке, постоянно начинали образовывать лед, когда температура на улице опускалась чуть ниже 20 градусов по Фаренгейту.

Порог в 20 градусов по Фаренгейту предназначен в первую очередь для домов на юге и в других районах, где замерзание может происходить только один или два раза за сезон.

Эти предложения для домовладельцев из южных штатов помогут им предотвратить повреждение трубопровода от замерзания:

• Трубы на чердаках и в подвальных помещениях должны быть защищены теплоизоляцией или утеплителем.Изоляция труб доступна в рукавах из стекловолокна или пенопласта. В бытовых центрах и магазинах бытовой техники есть рукава, обеспечивающие изоляцию от одной восьмой дюйма до пяти восьмых дюйма; У специализированных дилеров есть изделия с изоляцией до двух дюймов. (Найдите источники на «Желтых страницах» в разделах «Изоляция» или «Сантехнические материалы».)
• Нагревательные кабели и ленты эффективны для защиты от замерзания. Выберите нагревательный кабель с этикеткой Underwriters Laboratories и встроенный термостат, который включает нагрев, когда это необходимо (без термостата кабель необходимо каждый раз вставлять в розетку, и о нем можно забыть).Строго следуйте инструкциям производителя.
• Двери шкафов под кухонными раковинами и раковинами в ванных комнатах следует оставлять открытыми во время холодов, чтобы более теплый воздух в помещении мог циркулировать по трубам.
• Наружные трубы должны быть дренированы или заключены в двухдюймовые изоляционные рукава из стекловолокна.
• Трубы, ведущие на улицу, должны быть перекрыты и осушены в начале зимы. Если у этих внешних смесителей нет запорного клапана внутри дома, обратитесь к водопроводчику.
• Шланги следует снимать и хранить внутри зимой.
• Позвольте крану стекать медленно, чтобы вода продолжала течь по трубам, которые могут замерзнуть. Лед все еще может образовываться в трубах, но открытый кран позволяет воде уйти до того, как давление поднимется до того места, где труба может лопнуть. Если капание прекратилось, это может означать, что лед забивает трубу; держите кран открытым, так как труба все еще нуждается в сбросе давления.

Узнайте больше о наших полисах страхования домовладельцев в Южной Каролине

В Farm Bureau Insurance мы знаем, что ваш дом — это больше, чем просто инвестиция.Надеемся, вы никогда не испытаете несчастья, но на всякий случай хотим, чтобы вы были готовы. Узнайте больше о страховых полисах домовладельцев, которые мы предлагаем участникам из Южной Каролины.

.