Вода при замерзании увеличивается на 1 11 своего объема: вода при замерзании увеличивается на 1/11 своего объёма. На какую часть своего объёма

Вода при замерзании увеличивается на 1 11 своего объема: вода при замерзании увеличивается на 1/11 своего объёма. На какую часть своего объёма

Содержание

§ 22. Тепловое расширение воды . Природоведение. Природа. Неживая и живая. 5 класс

Известно, что многие вещества расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. А как ведет себя вода при таких условиях?

Чтобы ответить на этот вопрос, проведем опыт.

Наполним колбу водой и закроем ее пробкой с двумя отверстиями. Вставим в них стеклянную трубочку и термометр (его надо опустить почти до дна колбы). В стеклянной трубочке вода должна находиться над пробкой. Чтобы опыт был более наглядным, воду можно немного подкрасить, бросив в нее маленький кристаллик марганцовки. Отметим уровень воды в колбе, надев на стеклянную трубочку тонкое резиновое кольцо. Колбу поместим в большой плоский сосуд и наполним его мелкими кусочками льда.

Рис. 53. При охлаждении воды до +4 °C ее объем уменьшается

Первоначальная температура воды была +18 С. Через несколько минут уровень воды изменился: он стал ниже, чем был. И температура воды в колбе понизилась. Лед, который находится вокруг колбы, охладил ее. Значит, при охлаждении вода сжимается, ее объем уменьшается.

Продолжим наблюдения. При достижении температуры +4 °C вода, вместо того чтобы продолжать сжиматься, как это было при других температурах, начинает расширяться. Если продолжать охлаждать воду, она будет расширяться до тех пор, пока ее температура не станет 0 °C.


Вода – единственное вещество на Земле, которое при охлаждении сначала сжимается, а затем при температуре +4 °C начинает расширяться.

Особенности теплового расширения воды имеют огромное значение для всего живого, в частности, для обитателей водоемов в тех местностях, где бывают суровые зимы (с минусовыми температурами). Разберем, что происходит с водой в водоемах, когда начинается зима. Холодный воздух, соприкасаясь с верхними слоями воды, охлаждает ее. Охлажденная вода, становясь тяжелее, опускается вниз, ко дну. Опускаясь, она охлаждает более теплые слои. Такое перемещение воды происходит до тех пор, пока температура воды во всем водоеме не достигнет +4 °C. При этой температуре она начинает расширяться. Ставшая менее плотной, вода медленно движется вверх. Так продолжается, пока температура воды не достигнет 0 °C. При этой температуре верхние ее слои начинают замерзать и еще больше расширяться. На поверхности водоема появляется тонкий слой льда. Он не тонет, так как легче воды. И поэтому поверхность водоема замерзает в первую очередь. Сплошной лед защищает находящуюся ниже него воду от холодного воздуха, препятствует промерзанию до дна рек, озер, прудов и других глубоких водоемов.

На дне глубоких водоемов вода круглый год имеет температуру +4 °C (рис. 54). Если бы не было удивительной особенности воды – расширения при замерзании, то вся или почти вся жизнь зимой в воде прекратилась бы.

Рис. 54. Распределение температуры воды в замерзшем водоеме

Вода не уменьшает (как другие вещества), а увеличивает свой объем при переходе из жидкого состояния в твердое.

При замерзании она расширяется на 1/9 своего объема, т. е. при замерзании 9 л жидкой воды получается 10 л твердой– льда! Когда зимой лопаются водопроводы, автомобильные радиаторы, бутылки с водой, это происходит оттого, что вода замерзает и увеличивается в объеме.

1. Как изменяется объем воды при замерзании?

2. Если температура воздуха надо льдом, покрывающим озеро, – 10 °C, то какую можно ожидать температуру в воде, соприкасающейся со льдом; на дне озера?





Интеллектуально-познавательная игра «Водная феерия» для учащихся 9-11 классов. Образовательные

Интеллектуально-познавательная игра «Водная феерия»

для учащихся 9-11 классов.

Образовательные цели:


  • Способствовать развитию познавательного интереса учащихся;

  • Расширить знание о структуре воды, нахождение связи между структурой и свойствами «святой воды» — игра проводится в канун Рождества

  • Продолжить формировать целостное представление об объекте «вода»

  • Реализация межпредметных связей между областью «Естествознания» и предметами точных наук

Задача игры, чтобы не только проверить знания о воде и её свойствах, но также в качестве эмоциональной разрядки игры предоставить новую информацию о структуре воды в формате видеоролика

Воспитательные цели:


  • развивать умение работать в группе: ответственности и самостоятельности при работе в группе

Развивающие цели:


  • Продолжить развитие логического мышления, внимания, памяти, воображения

Оборудование: компьютер, экран, презентация, бланки с тестовыми заданиями, эпиграф, черный ящик, рис, маленькая меловая доска (на которой фиксируются уже выбранные весовые вопросы командами по категориям).

Технология игры: Из учащихся 9—11-х классов выбираются три команды по 15 человек.

Команда 9 класса, 10 класса, 11 класса.

Даётся домашнее задание: придумать название команды, девиз, приветствие, эмблему. Ведет игру учитель естественных наук.

План игры.


  1. Вступительное слово ведущего.

  2. I тур: Представление команд – соперниц, название и девиз команды, эмблема.

  3. II тур: Блиц-турнир или кто быстрее?

  4. III тур: Аукцион вопросов

  5. IV тур: Черный ящик

  6. V тур: Очумелые ручки

  7. Подведение итогов, награждения.

Сценарий игры

Вступление ведущего

1 тур: Каждая команда получила неделю назад задание подготовить визитку, которая бы отражала суть всей команды, предпочтение отдается той команде, которая выполнила визитку с презентацией. Жюри оценивает визитку максимальным количеством баллов – 3 балла.

2 тур: та команда, которая набрала наименьшее число баллов в первом туре выбирает Блиц-турнир первыми.

Вопросы подготовлены с учетом возрастных особенностей по классам.

За отведенное время (2 минуты) ответить на наибольшее количество вопросов.

2 тур Вопросы 9 класса

Почему яйцо не тонет в соленой воде?

Какое море не имеет берегов?

Можно ли высушить белье на морозе?

В каком органе человека наибольшее количество воды?

Назовите 4 «цветных» моря.

Назовите шесть из 8 наименований состояния воды, принятых в метеорологии

Назовите химическую формулу воды

Какой водопад считается самым мощным в мире?

Какую «воду» пить нельзя?

Чему равна плотность воды?

Температура кипения воды равна

Назовите 3 вещества, вступающие в реакцию с водой

2 тур Вопросы 10 класса

В этой жидкости в организме человека воды содержится 90%.

Почему лед плавает на поверхности воды?

Почему при замерзании воды разрывает сосуд?

Чем морская вода отличается от дистиллированной?

Как называется способность веществ проводить электрический ток?

К какому основному классу сложных веществ относится вода?

Какая разница между изморозью и изморосью?

Назовите три агрегатных состояния воды.

Что такое гидросфера?

Из каких газов может быть получена вода?

В каком океане находится море Лаптевых?

Назовите 3 «цветных» реки

2 тур Вопросы 11 класса

Какой орган человека имеет наименьшее количество воды?

Какая река в России носит название посуды, а также части скелета?

Может ли вода быть катализатором реакции?

Назовите самую большую реку, не имеющую стока в океан?

Сколько человек может прожить дней без воды?

Какой тип химической связи в молекуле воды?

Какие свойства приобретает вода с 18 по 27 января?

Какая область России названа в честь реки?

Теплоемкость воды равна____ кДж/кг*°С

Жесткость воды можно объяснить наличием в ней …………

Можно ли пить чистую воду? Объясните.

В каком важном процессе растений, сопровождающимся выделением газа, участвует вода

3 тур Аукцион вопросов

Учащимся предлагается поле выбора разных категорий, которые на маленькой доске. Выберите категорию.

1 –химия 2 – физика 3 – математика, логика 4 –география 5 – биология

6– познавательная физкультминутка 7 – загадки 8 – пословицы, поговорки

9 — музыкальная категория

Правила: Щелкнув на любой кнопке (фигуре) учащиеся попадают на категорию с тремя вопросами: выбирают один из предложенных вопросов (вопросы на 1 балл, 2 балла, 3 балла). Если отвечают правильно – то присваивается то количество баллов, которые выбрали. Если отвечают не правильно, ход переходит к другой команде.

Категория 1- химическая


  • Вопрос на 1 балл: Почему вода бывает разного цвета и чем это может быть обусловлено?

  • Вопрос на 2 баллла: Сколько моль воды в стакане объемом 200 мл?

  • Вопрос на 3 балла: Почему при обычных условиях вода – жидкость, хотя обладает низкой молекулярной массой. (В сравнении с метаном M(Ch5)=16 г/моль, ацетиленом M(C2h3)=26г/моль). Оба -газы.

Категория 2 – физическая


  • Вопрос на 1 балл: С уроков начальных классов известно о капиллярных явлениях. Почему при повышении температуры высота столбца жидкости уменьшается?

  • Вопрос на 2 балла: Температура T=4°C является для воды особой. В чем особенность данной температуры?

  • Вопрос на 3 балла: В летние дни ранним утром на траве иногда наблюдаются появление росы. Объясните причину этого явления.

Категория 3 — математика, логика


  • Вопрос на 1 балл: Десятилетний сын, отправляясь в душ, говорит, что он любит мыться фиолетовой водой. А какую воду он имел в виду?

  • Вопрос на 2 балла:

  • Вопрос на 3 балла: Вода при замерзании увеличивается на 1/11 часть своего объема. На какую часть своего объема уменьшится лед при обратном превращении в воду?

Категория 4 – География


  • Вопрос на 1 балл: Объясните поговорку: «Река Ока – волги правая рука». Что Вы назовете левой рукой Волги?

  • Вопрос на 2 балла: Имеются сведения, что царь Петр I запретил звонить в колокола во время нереста. Это вызвало недовольство духовенства. Какими соображениями руководствовался Петр I?

  • Вопрос на 3 балла: Где на Земле может замерзнуть вода, даже при положительной температуре?

Категория 5 – биология


  • Вопрос на 1 балл: Есть понятия тяжелой и легкой воды, «живой» и «мертвой». Какое действие она оказывает на организм?

  • Вопрос на 2 балла: Многие животные – обитатели пустынь и других засушливых мест – научились запасать воду в виде жира, который при последующем окислении выделяет воду. Верблюды запасают жир в горбах, жуки чернотелки – в жировом теле. А где накапливается жир бушмены – люди, постоянно живущие в пустыне?

  • Вопрос на 3 балла: Из отверстий бесчисленных потовых желез выделяются мельчайшие капли пота. В холодную погоду с кожи испаряется 250-1700 г воды. Южане за 70 лет выделяют 100-150 т пота, три большие железнодорожные цистерны. При выполнении тяжелой физической работы в жаркую сухую погоду выделение пота может возрасти до 10-15 л в сутки, но кожа в этом случае может остаться сухой. Какую функцию выполняет пот? 

Категория – 6 Познавательная разрядка

Просмотр видеоролика «Святая вода»

Категория – 7 Загадки


  • Вопрос на 1 балл: «В воде родится, воды боится»

  • Вопрос на 2 балла: «Без крыльев летят, без ног бегут, без паруса плывут»

  • Вопрос на 3 балла: «День и ночь кричит, а голос не устает»

Категория 8 Пословицы


  • Вопрос на 1 балл Продолжи пословицу: «Пролитую воду не ……………………..» :

  • Вопрос на 2 балла: Продолжи пословицу: «Воды жалеть, —- ————»

  • Вопрос на 3 балла: Объясните смысл пословицы «Вода камень точит». Приведите похожую пословицу по смыслу.

Категория 9 – Музыкальная


  • Вопрос на 1 балл: Спойте 4 строчки песни о воде (где упоминается слово вода или её состояние)

  • Вопрос на 2 балла: Угадай мелодию (название и исполнителя песни)

  • Вопрос на 3 балла: Назовите 2 музыкальных произведения, названия которых связаны с водой или её состояниями

Ответы к игре Аукцион вопросов:

После подсчитанного количества баллов переходи на новый виток игры «Очумелые ручки».

Предоставляется только 1 лист бумаги, ножницы, с помощью которых нужно сделать снежинку правильной формы (снежинка на экране).

“Почему вода легче… воды?” | Наука и жизнь

Одно из самых распространенных веществ на Земле: вода. Она, как и воздух, необходима нам, но мы ее порой совсем не замечаем. Она просто есть. Но, оказывается, обыкновенная вода может менять свой объем и весить то больше, то меньше. При испарении воды, ее нагревании и охлаждении происходят поистине удивительные вещи, о которых мы и узнаем сегодня.

Мюриэль Мэнделл в своей занимательной книге «Phycisc Experiments for Children» излагает интереснейшие мысли о свойствах воды, на основе которых не только юные физики могут узнать немало нового, но и взрослые освежат свои знания, которые давненько не приходилось применять, поэтому они оказались слегка забытыми.

Сегодня речь пойдет об объеме и весе воды. Оказывается, один и тот же объем воды не всегда весит одинаково. И если налить воду в стакан и она не прольется через край — это еще не значит, что она поместится в нем при любых обстоятельствах.

1. При нагревании вода увеличивается в объеме

Поставьте наполненную водой банку в кастрюлю, наполненную сантиметров на пять кипящей водой, и на слабом огне поддерживайте кипение. Вода из банки начнет переливаться через край. Это происходит потому, что при нагревании вода, подобно другим жидкостям, начинает занимать больше пространства. Молекулы отталкиваются друг от друга с большей интенсивностью и это ведет к увеличению объема воды.

2. При охлаждении вода сжимается

Дайте воде в банке остыть при комнатной температуре, или налейте новую воду, и поставьте ее в холодильник. Через некоторое время вы обнаружите, что полная прежде банка уже не полна. При охлаждении до температуры 3,89 градусов по Цельсию вода уменьшает свой объем по мере снижения температуры. Причиной тому стало снижение скорости движения молекул и их сближение друг с другом под воздействием охлаждения.

Казалось бы, все очень просто: чем холоднее вода, тем меньший объем она занимает, но…

3. …объем воды вновь возрастает при замерзании

Наполните банку водой до краев и накройте куском картона. Поставьте ее в морозилку и дождитесь замерзания. Вы обнаружите, что картонную «крышку» вытолкнуло. На температурном интервале между 3,89 и 0 градусов по Цельсию, то есть на подходе к точке своего замерзания, вода вновь начинает расширяться. Она является одним из немногих известных веществ, обладающих подобным свойством.

Если использовать плотную крышку, то лед просто разнесет банку. Приходилось ли вам слышать о том, что даже водопроводные трубы может разорвать льдом?

4. Лед легче воды

Поместите пару кубиков льда в стакан с водой. Лед будет плавать на поверхности. Вода при замерзании увеличивается в объеме. И, вследствие этого, лед легче воды: его объем составляет около 91% соответствующего объема воды.

Это свойство воды существует в природе не зря. У него есть вполне определенное предназначение. Говорят, что зимой реки замерзают. Но на самом деле это не совсем верно. Обычно замерзает лишь небольшой верхний слой. Это ледяной покров не тонет, поскольку он легче жидкой воды. Он замедляет замерзание воды на глубине реки и служит своеобразным одеялом, оберегая рыб и другую речную да озерную живность от лютых зимних морозов. Изучая физику, начинаешь понимать, что очень многое в природе устроено целесообразно.

5. Водопроводная вода содержит минералы

Влейте в небольшую стеклянную миску 5 столовых ложек обычной водопроводной воды. Когда вода испарится, на миске останется белая кайма. Эта кайма сформирована минералами, которые были растворены в воде, когда она проходила слои грунта.

Посмотрите внутрь своего чайника и вы увидите там минеральный налет. Такой же налет образуется и на отверстии для стока воды в ванне.

Попробуйте испарить дождевую воду, чтобы самостоятельно проверить, содержит ли она минералы.

Если совместить воду с другими жидкостями, то можно обнаружить, что с некоторыми вода не смешивается. Благодаря таким свойствам веществ можно сделать красивейшую сахарную радугу.

Геннадий

типы, стадии по Полынову. Продукты выветривания

Выве́тривание — совокупность процессов физического и химического разрушения горных пород и слагающих их минералов на месте их залегания: под воздействием колебаний температуры, циклов замерзания и химического воздействия воды, атмосферных газов и организмов[1].

 

Выветривание происходит за счёт совокупного воздействия на верхнюю оболочку литосферы агентов (факторов) выветривания из гидросферы, атмосферы и биосферы. В результате образуются кора выветривания и продукты выветривания. Выветривание может проникать на глубину до 500 метров.

Различают несколько типов выветривания, которые могут преобладать в разной степени:

 

Физическое или механическое (трение, лёд, вода и ветер)

Химическое

Биологическое (органическое)

Радиационное (ионизирующее)

Физическое или механическое[править | править вики-текст]

«Арка» в штате Юта (США), пример механического выветривания

Чем больше разница температур в течение суток, тем быстрее происходит процесс выветривания. Следующим шагом в механическом выветривании является попадание в трещины воды, которая при замерзании увеличивается в объёме на 1/10 своего объёма, что способствует ещё большему выветриванию породы. Если глыбы горных пород попадут, например, в реку, то там они медленно стачиваются и измельчаются под воздействием течения. Селевые потоки, ветер, сила тяжести, землетрясения, извержения вулканов также содействуют физическому выветриванию горных пород. Механическое измельчение горных пород приводит к пропусканию и задерживанию породой воды и воздуха, а также значительному увеличению площади поверхности, что создаёт благоприятные условия для химического выветривания. В результате катаклизмов с поверхности могут осыпаться породы, образуя плутонические породы. Всё давление на них оказывают боковые породы, из-за чего плутонические породы начинают расширяться, что ведёт к рассыпанию верхнего слоя пород.

Химическое[править | править вики-текст]

Скалы у Колыванского озера, Алтайский край

Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественное изменение их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород — гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решётки на ионы водородадиссооциированных молекул воды:

KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH

Образующееся основание (KOH) создает в растворе щелочную среду, при которой происходит дальнейшее разрушение кристаллической решётки ортоклаза. При наличии углекислого газа KOH переходит в форму карбоната:

2KOH+CO2=K2CO3+H2O

Взаимодействие воды с минералами горных пород приводит также и к гидратации — присоединению частиц воды к частицам минералов. Например:

2Fe2O3+3H2O=2Fe2O·3H2O

В зоне химического выветривания также широко распространена реакция окисления, которой подвергаются многие минералы, содержащие способные к окислению металлы. Ярким примером окислительных реакций при химическом выветривании является взаимодействие молекулярного кислорода с сульфидами в водной среде. Так, при окислении пирита наряду с сульфатами и гидратами окислей железа образуетсясерная кислота, участвующая в создании новых минералов.

2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;

12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;

2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3·3H2O+6H2SO4

Биогенное[править | править вики-текст]

Биогенное выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения).В процессе своей жизнедеятельности они воздействуют на горные породы механически (разрушение и дробление горных пород растущими корнями растений, при ходьбе, рытье нор животными). Особенно большая роль в биогенном выветривании принадлежит микроорганизмам.

Радиационное[править | править вики-текст]

Радиационным выветриванием называется разрушение пород под действием радиационного, или солнечного излучения. Радиационное выветривание оказывает влияние на процессы химического, биологического и физического выветривания. Характерным примером породы, подверженной радиационному выветриванию, может служить реголит на Луне.

Продукты выветривания[править | править вики-текст]

Продуктом выветривания в ряде областей Земли на дневной поверхности являются курумы. Продуктами выветривания в определённых условиях становятся щебень, дресва, «шиферные» обломки, песчаные и глинистые фракции, включая каолин, лессы, отдельные обломки горных пород различных форм и размеров в зависимости от петрографического состава, времени и условий выветривания.

Горные породы, слагающие земную кору, подвергаются денудации в результате их предварительного выветривания. Этот процесс приводит к появлению рыхлых (дисперсных) новообразований зоны гипергенеза, существенно отличных по своим физическим свойствам от исходных коренных пород. Выветривание — это разрушение пород на земной поверхности и их превращение в продукты, которые являются более устойчивыми в новых физико-химических условиях. Многие породы первоначально образовывались при высоких давлениях и температурах и при отсутствии воды и воздуха. Продукты выветривания могут сильно различаться по составу, и даже те из них, которые при одних условиях являются устойчивыми, при изменении условий могут стать неустойчивыми. Б. Б. Полынов выделил четыре стадии выветривания, характеризующие единый протекающий во времени непрерывный процесс гипергенеза. Первая стадия характеризуется преобладающей ролью физических факторов выветривания с образованием крупнообломочных и мелкозернистых продуктов механического распада массивных горных пород. В условиях сурового климата и активной денудации современное выветривание нередко ограничивается этой первой стадией. Вторая стадия характеризуется щелочной реакцией среды за счет извлечения в раствор оснований при гидролизе минералов. На этой стадии образуются вторичные минералы в результате окисления, гидратации, гидролиза и карбонатизации первичных минералов. Среди вторичных алюмосиликатов на этой стадии преобладают минералы группы монтмориллонита и нонтронит. При относительном избытке в породах кальция в продуктах выветривания происходит накопление карбоната кальция, нередко образующего корку на обломках массивных пород, Б. Б. Полынов именует эту стадию “обызвесткованной” или насыщенной сиаллитной корой выветривания”; наибольшее распространение она имеет в условиях умеренного климата при выветривании изверженных и метаморфических пород. В горных районах современные рыхлые образования на склонах часто относятся именно к этому типу. Третья стадия—остаточной ненасыщенной сиаллитной коры выветривания — характеризуется дальнейшим выносом из продуктов выветривания щелочных и щелочноземельных элементов, вследствие чего реакция среды становится кислой. В этой обстановке среди вторичных алюмосиликатов преобладают галлуазит и каолинит. Развитие этой стадии выветривания имеет место в условиях замедленной денудации и относительно более обильного увлажнения. В четвертой стадии образуется остаточная аллитная кора выветривания, характеризуемая накоплением окислов кремния, железа и алюминия. Развитие ее определяется сочетанием активного химического выветривания с замедленной денудацией в условиях жаркого и влажного климата. Образование слоя выветрелых пород облегчает денудацию и одновременно затрудняет дальнейший доступ агентов выветривания к свежим, неизмененным коренным породам. Удаление процессами денудации выветрелого слоя активизирует выветривание, что в свою очередь создает условия для усилен денудации. В итоге между выветриванием и денудацией устанавливается подвижное равновесие, определяющее мощность продуктов выветривания в области положительных форм рельефа. Подвижное (динамическое) равновесие не исключает поступательного развития, в силу которого равновес сдвигается в ту или иную сторону. Если преобладающую роль приобретает денудация, мощность современных продуктов в ветривания для новых условий равновесия уменьшается. При замедленной денудации и, следовательно, более длительн о выветривании равновесие будет достигнуто при больших значениях мощности продуктов выветривания. Термин “выветривание” не отражает всей сложности процесса, но шир о ко распространен в геологической, географиче с кой, почвенной литературе. В качестве синонима употребляется термин “гипергенез” , введенный А. Е. Ферсманом. В едином и сложном процессе выветривания условно выделяются две основные взаимосвязанные фор м ы: 1) физ и ческое выветривание; 2) химическое выветривание. Иногда в ы д еляют еще органическое выветривание. Однако роль организмов и их воздействие на горные породы сводятся или к механическому разрушению, или химическому разложению. Следовательно, о рга н иче с кое выветривание включается в условно выделенные две формы единого процесса.

65. дерновый процесс почвообразования

 

Дерновый процесс вызывается развитием травянистой растительности, которая способна накапливать в почве органические остатки и гумус. Поэтому почва приобретает благоприятные свойства, определяющие ее плодородие; структура становится прочной комковатой, почва обогащается питательными веществами и т. д.

 

Разлагаясь при малом доступе воздуха, корневые остатки трав превращаются в гумус, окрашивающий верхнюю часть почвенного профиля в серый или темно-серый цвет. Одновременно с накоплением гумуса в верхней части почвы под влиянием аккумулирующей роли травянистой растительности происходит накопление кальция, магния, марганца, калия, отчасти железа и других зольных элементов. Благодаря обогащению почвы минеральными соединениями реакция почвенного раствора становится менее кислой, почвенные коллоиды насыщаются основаниями кальция и магния, и верхние горизонты почвы со временем приобретают комковатую структуру. Так, под воздействием травянистых растений постепенно обособляется дерново-гумусовый горизонт, мощность которого достигает 8—15 см, а иногда и более.

 

Интенсивнее всего дерновый процесс протекает в изреженном лесу, на полянах, а также в широколиственных лесах, где в растительном покрове хорошо развиты травы (рис. 13).

 

Сильнее развивается дерновый процесс на карбонатных почвообразующих породах. Наличие кальция и магния в почве способствует коагуляции почвенных коллоидов и закреплению гумуса в верхних ее слоях.

 

Развитие дернового процесса возможно и на бескарбонатных породах — элювии коренных горных пород, если они богаты силикатными формами кальция и магния, обогащены соединениями железа (лимониты). Освобождаясь при выветривании, кальций и магний нейтрализуют кислые продукты, поступающие в массу почвы из лесной подстилки, и мешают проявлению подзолистого процесса. Железо обволакивает тонкой пленкой глинистые частицы и предохраняет их от разрушения, что способствует усилению дернового процесса.Дерновый процесс иногда идет при участии сильно-минерализованных грунтовых вод, богатых кальцием.

 

В этом случае происходит формирование высокогумус-ных (до 18% гумуса) дерновых почв с явными признаками оглссния.Значительную роль в развитии дернового процесса играет механический состав почвообразующих пород и почв. Чем богаче почва илистыми частицами, тем лучше выражен дерновый процесс.Признаки:

 

На виды подзолистые почвы подразделяются по следующим признакам.

 

А) По содержанию гумуса в горизонте Ai (для дерново-подзолистых почв)

 

Г) По степени оглеения (для глеево-подзолистых почв): глееватые — сизовато-ржавые пятна и затеки в горизонтах AiA2 и А2, реже в В; глеевые — сильное оглеение в горизонтах А]А2 и А2, в горизонте В оно ослабевает и отсутствует в породе.

Типично подзолистые почвы. Общая площадь подзолистых почв (совместно с глеепо-подзолистыми) около 140 млн. га. Наиболее широко они распространены в северной и средней подзонах под сомкнутыми хвойными лесами с наземным покровом из зеленых мхов и жестколистных ягодных полукустарников (черника, брусника и др.).

 

Подзолистые почвы отличаются почти полным отсутствием гумусового горизонта, малым содержанием органического вещества, кислой реакцией и значительной выщелоченностью. В естественном состоянии они имеют на поверхности лесную подстилку, под которой непосредственно залегает маломощный гумусовый горизонт, образовавшийся главным образом за счет подкрашивания подзолистого горизонта гумусовыми веществами, вымытыми из подстилки.

 

Развиваясь непосредственно под влиянием подзолообразовательного процесса, подзолистые почвы приобретают своеобразные признаки и свойства. Прежде всего происходит изменение механического состава почвообразующей породы по генетическим горизонтам почвы. Содержание частиц меньше 0,001 мм и в целом фракции физической глины (<0,01 мм) в горизонтах А, А2 и А2 по сравнению с горизонтом В и материнской породой С уменьшается. Количество крупных фракций (>0.01) повышается в верхних горизонтах по сравнению с нижними.

 

В полном соответствии с характером механического состава находится и химический состав подзолистой почвы.Подзолистый горизонт по сравнению с нижележащими обеднен окислами алюминия и железа и окислами кальция и магния. В обратной зависимости находится содержание кремнезема по профилю: больше его в подзолистом горизонте и меньше в иллювиальном и в породе.Такая закономерность в распределении илистой фракции, кремнезема, окислов железа и алюминия по профилю — один из наиболее важных диагностических приз-наков подзолистых почв.

 

Верхние горизонты этих почв сильнокислые (рН29— 5,0). С глубиной кислотность несколько уменьшается (рН 4,5—5,0). Насыщенность основаниями низкая и колеблется в пределах 35—65%, а иногда 10% и менее. Почвы бедны зольными элементами и азотом.

29. Обвалы, осыпи, оползни.

Обвал
— отрыв и падение масс горных пород
вниз со склонов гор под действием силы
тяжести.

Обвалы
возникают на склонах речных берегов и
долин, в горах, на берегах морей.

Причиной
образования обвалов является нарушение
равновесия между сдвигающей силой
тяжести и удерживающими силами. Оно
вызывается:

1.
увеличением крутизны склона в результате
подмыва водой;

2.
ослаблением прочности пород при
выветривании или переувлажнении осадками
и подземными водами;

3.
воздействием сейсмических толчков;

4.
строительной и хозяйственной деятельностью.

Лавины,
можно рассматривать как обвалы.

Осыпь
— скопление на склонах гор и скал камней,
а также скопление обломков горных пород
различного размера на склонах или у
подножий гор и холмов.

Состоят
в основном из мелких камней, среди
которых иногда встречаются крупные.
Которые по мере накопления постепенно
перемещаются вниз по склону под влиянием
силы тяжести. Образующихся на склонах
гор и у их подножий в результате
выветривания.

Оползень
— сползание и отрыв масс горных пород
вниз по склону под действием силы
тяжести.

Оползни
возникают на склонах долин или речных
берегов, в горах, на берегах морей.
Наиболее часто оползни возникают на
склонах, сложенных чередующимися
водоупорными и водоносными породами.

Причиной
образования оползней является нарушение
равновесия между сдвигающей силой
тяжести и удерживающими силами. Оно
вызывается:

1)
увеличением крутизны склона в результате
подмыва водой;

2)
ослаблением прочности пород при
выветривании или переувлажнении осадками
и подземными водами;

3)
воздействием сейсмических толчков;

4)
строительной и хозяйственной деятельностью.

— это условие равновесия
правой и левой частей грунта, где

— силы трения.

Также
следует упомянуть о понятии солифлюкции
— это стекание
грунта, перенасыщенного водой, по мёрзлой
поверхности сцементированного льдом
основания склонов. Особенно развита в
полярных и высокогорных областях. В
результате солифлюкции поверхность
склонов собирается в складки и становится
волнистой.

30. Выветривание.

Выветривание
— совокупность сложных процессов
качественного и количественного
преобразования горных пород и слагающих
их минералов, приводящих к образованию
почвы. Происходит за счет действия на
литосферу гидросферы, атмосферы и
биосферы. Если горные породы длительное
время находятся на поверхности, то в
результате их преобразований образуется
кора выветривания. Различают
три вида выветривания:

физическое (лёд, водопад и ветер),
химическое и биологическое.

Чем
больше разница температур в течение
суток, тем быстрее происходит процесс
выветривания. Следующим шагом в
механическом выветривании является
попадание в трещины воды, которая при
замерзании увеличивается в объеме на
1/10 своего объема, что способствует еще
большему выветриванию породы. Если
глыбы горных пород попадут, например,
в реку, то там они медленно стачиваются
и измельчаются под воздействием течения.
Селевые потоки, ветер, сила тяжести,
землетрясения, извержения вулканов так
же содействуют физическому выветриванию
горных пород. Механическое измельчение
горных пород приводит к пропусканию и
задерживанию породой воды и воздуха, а
также значительному увеличению площади
поверхности, что создает благоприятные
условия для химического выветривания.

Реферат на тему Механическое (физическое) выветривание

Выветривание Процесс разрушения и изменения горных пород в условиях земной поверхности под влиянием механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов. По характеру среды, в которой происходит В., различают атмосферное и подводное (см. Гальмиролиз). По роду воздействия В. на горные породы различают: физическое В., ведущее только к механическому распаду породы на обломки; химическое В., при котором изменяется химический состав горной породы с образованием минералов, более стойких в условиях земной поверхности; органическое (биологическое) В., сводящееся к механическому раздроблению или химическому изменению породы в результате жизнедеятельности организмов. Своеобразным типом В. является почвообразование, при котором особенно активную роль играют биологические факторы. В. горных пород совершается под влиянием воды (атмосферные осадки и грунтовые воды), углекислоты и кислорода, водяных паров, атмосферного и грунтового воздуха, сезонных и суточных колебаний температуры, жизнедеятельности макро- и микроорганизмов и продуктов их разложения. На скорость и степень В., мощность продуктов В. и на их состав, кроме перечисленных агентов, влияют также рельеф и геологическое строение местности, состав и структура материнских пород. Подавляющая масса физических и химических процессов В. (окисление, сорбция, гидратация, коагуляция) происходит с выделением энергии. Обычно виды В. действуют одновременно, но в зависимости от климата тот или иной из них преобладает. Физическое В. происходит главным образом в условиях сухого и жаркого климата и связано с резкими колебаниями температуры горных пород при нагревании солнечными лучами (инсоляция) и последующем ночном охлаждении; быстрое изменение объёма поверхностных частей пород ведёт при этом к их растрескиванию. В областях с частыми колебаниями температуры около 0°С механическое разрушение пород происходит под влиянием морозного В.; при замерзании воды, проникшей в трещины, объём ее увеличивается и порода разрывается. Химические и органические В. свойственны главным образом пластам с влажным климатом. Основные факторы химического В. — воздух и особенно вода, содержащая соли, кислоты и щелочи. Водные растворы, циркулирующие в толще пород, помимо простого растворения, способны производить также сложные химические изменения В результате окисления карбонатов накапливаются гидроокислы железа, а окислы кальция и магния подвергаются существенному выносу, что приводит к увеличению содержания минералов-примесей, устойчивых в гипергенных условиях. В связи с этим свежие карбонатиты даже при ничтожном содержании ниобия, тантала, редких земель и фосфора при В. могут дать промышленные месторождения этих элементов. При В. угля (физическом) происходят его разрыхление до образования угольной сажи, потеря блеска, изменение мощности пластов; в составе углей при химическом В. содержание углерода, водорода уменьшается, а кислорода в органической массе увеличивается, кроме того, увеличивается влажность угля, понижается способность его к спеканию, уменьшается теплопроводность. В тех случаях, когда продукты В. не остаются на месте своего образования, а уносятся с поверхности выветривающихся пород водой или ветром, нередко возникают своеобразные формы рельефа, зависящие как от характера В., так и от свойств горных пород, в которых процесс как бы проявляет и подчеркивает особенности их строения. Для изверженных пород (гранитов, диабазов и др.) характерны массивные округлённые формы В.; для слоистых осадочных и метаморфических — ступенчатые (карнизы, ниши и т.п.). Неоднородность пород и неодинаковая устойчивость их различных участков против В. ведёт к образованию останцов в виде изолированных гор, долго сохраняют свою монолитность. Плотные, трудно выветриваемые породы сохраняются в виде выступов, легко выветриваемые осыпаются и на их месте образуются впадины. В результате возникает очень характерная скульптура выхода пород, называемая формами выветривания. Такими формами выветривания являются различные выступы, карнизы, столбы, останцы причудливой формы и др. Интенсивность и характер механического выветривания зависят не только от температурного режима и других элементов климата, но и от конкретного минерального сложения породы, от ее теплоемкости и теплопроводности. Быстрее разрушаются темноокрашенные породы и минералы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большим различием коэффициентов расширения составляющих их минералов. Механическое разрушение горных пород особенно интенсивно в областях, где суточная температура, отрицательная или положительная, колеблется вокруг нуля (высокогорья, приполярные области). Особое значение получает периодически замерзающая вода, проникающая в трещины. Как известно, при замерзании вода расширяется на 1/11 своего объёма. Поэтому образовавшийся лёд давит на стенки трещин с силой 890 кг/см2, разрывая даже очень твёрдые породы. Эта форма разрушения горных пород называется морозным выветриванием. Таким образом, физическое выветривание преобладает в условиях сухого континентального климата (пустыни) с резкими суточными изменениями температуры, проявляясь в форме инсоляции и особенно широко развито в высокогорных и субполярных областях в виде морозного выветривания. В результате физического выветривания образуются особые формы ландшафта. Если выветривание происходит в горных областях, где имеются плоские горизонтальные поверхности, то продукты выветривания накапливаются на них в виде глыб и дресвяного материала. В результате создаются элювиальные россыпи. Элювий (лат. «элюо» — вымывать) — это осадок, не подвергшийся переносу, то есть накапливающийся в результате разрушения породы на месте. Типичные области физического выветривания — каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады. Это области горизонтально лежащих пластов, образующих террасовидные поверхности с вертикальными уступами между ними. На краю уступов пласты расчленяются на останцы конусовидной формы. Понижения между останцами покрыты россыпями каменных глыб и щебнем. Более мелкий материал уносится ветром. В процессе физического выветривания из массивных пород высвобождаются многие стойкие минералы, являющиеся полезными ископаемыми (Au, Pt, касситерит, шеелит, алмазы) и образуют россыпные месторождения. Химическое выветривание Наиболее активные агенты: О2, СО2 и вода, а при органическом выветривании и органические кислоты. Особенно велика в этом отншении роль воды, несущей в себе растворы солей и газов. Химическое выветривание может быть выражено несколькими типами, главные из которых: растворение, окисление, восстановление, карбонатизация. Растворение происходит под действием воды, стекающей по поверхности выхода горной породы или просачивающейся через её трещины и поры. При этом она избирательно выносит (выщелачивает) из породы только некоторые вещества. Сильнее всего растворяются хлориды (галит, сильвин), далее сульфаты (гипс), карбонаты (известняки, доломиты). В зависимости от величины частиц, на которые распалось вещество горной породы, различают 2 типа растворов: истинные (кристаллоидные) и коллоидные. В первом типе раствора вещество распадается до молекул и ионов. В таком растворе молекулы или ионы растворённого вещества обладают такой же подвижностью, что и молекулы растворителя — воды, что обеспечивает равномерное распределение вещества во всей массе растворителя (диффузию). Особенностью данного типа растворов является то, что при определённом насыщении растворённое вещество выпадает из них в осадок в твёрдом кристаллическом состоянии, т.е. превращается в минерал. Во втором типе раствора (греч. «колля» — клей) вещество распадается лишь до частиц, превышающих размеры молекул. Эти частицы представляют собой сочетание многих молекул или мелкие обломки кристаллических решёток минералов размером 0,001-0,2 мкм. Коллоиды могут быть жидкие, вязкие и студнеобразные. Коллоиды способны свёртываться (коагулировать) под влиянием электролитов — водных кристаллоидных растворов, распадающихся на ионы и способных поэтому проводить электрический ток. Свойствами электролитов обладают растворы NaCl, HCl, h3SO4, HNO3, KOH, NaOH, медного и железного купороса, соды, поташа и др. Под влиянием электролитов частицы коллоида слипаются в хлопья и комочки, которые начинают осаждаться, образуя гель — вещество, имеющее свойства твёрдого тела. Образование коллоидных растворов зависит от сложного сочетания физико-химических факторов и подчиняется иным закономерностям, нежели обычное растворение. Именно в форме коллоидных растворов выносится огромное количество продуктов химического выветривания, способствуя тем самым разложению минералов. Учитывая это можно сказать, что абсолютно нерастворимых веществ в природе вообще нет и что процесс растворения в той или иной форме участвует в выветривании любых минералов и горных пород. степей мощность коры ещё меньше и отсутствуют латеритный и каолинитовый горизонты. Окисление и гидратация. Окислению подвержены в первую очередь минералы, содержащие Fe, S, V, Mn, Ni, Co и др. Факторами окисления являются кислород воздуха и вода. В присутствии влаги закиси металлов, входящие в состав минералов, легко переходят в окиси, сульфиды — в сульфаты. Во влажном климате образуются богатые водой гидраты окислов железа. FeS2 + nO2 + mh3O FeSO4 Fe2(SO4)3 Fe2O3. nh3O пирит лимонит Гидратация — поглощение минералами воды. CaSO4 + 2h3O = CaSO4. 2h3O ангидрит гипс Fe2O3 + nh3O Fe2O3. nh3O гематит лимонит В жарком климате в результате интенсивного прогревания солнечными лучами и испарения влаги вода легко отнимается от окислов Fe. При окислении железа, содержащегося в горной породе, здесь образуются бедные водой или лишённые воды минералы группы гематита (Fe2O3), имеющие красную окраску. Поэтому почвы коры выветривания тропической области характеризуются красной окраской и способны быстро твердеть при высыхании. Такие образования называются латеритами (лат. «латер» — кирпич). В латеритах присутствуют глинозём Al2O3 и гидроокислы железа. Карбонатизация представляет собой процесс присоединения углекислоты к продуктам изменения горных пород, приводящий к образованию карбонатов Ca, Fe, Mg и др. Подавляющее большинство карбонатов довольно хорошо растовримы в воде и поэтому выносятся ею из формирующейся коры выветривания в подстилающие породы, где часто из них отлагается, образуя стяжения (конкреции). Много карбонатов выносится в грунтовые воды, обусловливая их жёсткость, т.е. неспособность смывать жиры и давать пену в соединении с жиром. Восстановление является процессом, обратным окислению и заключается в потере веществом части или всего содержащегося в нём химически связанного кислорода. В условиях поверхности суши свободный кислород, содержащийся в атмосфере и водных растворах, обычно приводит к окислению продуктов выветривания и восстановление при этом не может проявляться. Оно участвует в выветривании там, где нет свободного кислорода. В условиях болот все поры пород и покрывающей их рыхлой коры выветривания заполнены водой, в которую за счёт отмирания болотнй растительности поступает много органических веществ. Все они являются сильными восстановителями, так как легко соединяются с кислородом при своём разложении. При этом не только используется весь растворённый в воде кислород, но и отнимается часть его, химически связанная в минералах породы. В результате этого окись железа Fe2O3 переходит в закись FeO, гидраты которой имеют зеленоватый цвет. Возникает серо-зелёная или сизая глинистая масса, подстилающая обычно торфяники и называемая в почвоведении глеем. Процесс его образования называется оглеением. Наряду с этим при выветривании в восстановительной среде может происходить и образование ряда минералов, бедных или лишённых О2 и обычно отсутствующих в коре выветривания (пирит и др.). В результате химического выветривания образуются такие ценные полезные ископаемые, как каолин, бокситы, некоторые железные руды. Органическое выветривание Разрушение горных пород организмами осуществляется физическим или химическим путём. Простейшие растения — лишайники — способны селиться на любой горной породе и извлекать из неё питательные вещества с помощью выделяемых им органических кислот; это подтверждается опытами посадки лишайников на гладкое стекло. Через некоторое время на стекле появлялось помутнение, свидетельствующее о частичном его растворении. Простейшие растения подготавливают почву для жизни на поверхности горных пород более высокоорганизованных растений. Древесная растительность иногда появляется и на поверхнсти горных пород, не имеющей рыхлого почвенного покрова. Корни растений используют при этом трещины в породе, постепенно их расширяя. Они способны разорвать даже очень плотную породу, так как тургор, или давление, развиваемое в клетках ткани корней, достигает 60-100 атм. Значительную роль в разрушении земной коры в её верхней части играют земляные черви, муравьи и термиты, проделывающие многочисленные подземные ходы, способствуя проникновению вглубь почвы воздуха, содержащего влагу и СО2 — мощные факторы химического выветривания. Почвообразование Это сложный процесс преобразования горной породы в почву под влиянием органических веществ из отмирающих наземных растений, образующихся при участии микроорганизмов (бактерии, грибы). Почва почти сплошным покровом облекает сушу. Растительные вещества привносят в почву такие элементы, как С, Н2, О2. Наиболее распространена

Полезное применение пластиковых бутылок на даче (Часть 11) | Дачный труженик

В этой серии статей я рассказываю о том, как можно использовать старые пластиковые бутылки с пользой для дачи и огорода. Из всего множества советов я отбираю только самые практичные, которые могли бы пригодиться мне самой.

1. Для зимней консервации бочек и прудов

Фото: https://www.bassein-servis.ru/img/info/image/bass_zimoy5_(1).jpg

Фото: https://www.bassein-servis.ru/img/info/image/bass_zimoy5_(1).jpg

Пластиковые канистры и двухлитровые бутылки можно использовать для консервации бочек и прудов перед зимними холодами. Для того, чтобы лед не разорвал ёмкость с водой, необходимо компенсировать увеличивающийся объем. Для этого отлично подойдёт пластиковая тара.

Существует два основных метода компенсации объема при помощи бутылок.

1. Система поплавка

Данная система предполагает погружение бутылки в воду на 3/4 от своего объёма. При этом горлышко с неплотно прикрученной крышкой должно находиться над поверхностью воды. Во время замерзания лед будет сдавливать тару, за счет чего давление на стенки бочки (пруда) станет меньше.

Чтобы бутылка не всплывала на поверхность, к ней нужно прикрепить якорь. Сделать его можно из кирпича, камня или другого тяжелого предмета.

2. Система погружения

Данная система отличается от поплавка тем, что бутылка полностью погружается в воду. Для этого, наполняем тару песком или камнями, после чего топим в бочке или пруду. Когда вода начнет замерзать, лед сдавит бутылку, за чет чего компенсируется небольшая часть объема.

Учитывая, что при замерзании вода увеличивается в объеме примерно на 8%, количество бутылок и поплавков нужно рассчитывать исхода начального из объема бочки (пруда).

2. Защитный чехол для розеток

Фото: https://i.ytimg.com/vi/l-7ErrXzvo4/maxresdefault.jpg

Фото: https://i.ytimg.com/vi/l-7ErrXzvo4/maxresdefault.jpg

Из пластиковых банок и бутылок можно смастерить защитный чехол для уличных розеток. Он поможет защитить установочное электрооборудование от дождевой воды и снега.

Существует множество различных конструкций, но самыми практичными я считаю три типа:

1. Классической «козырек»

Козырек считается самой простой защитной конструкцией. Процесс его создания состоит из четырех этапов:

  • У двухлитровой пластиковой бутылки отрезается горлышко и дно;
  • Получившейся цилиндр горизонтально разрезается и расправляется в прямоугольник. Чтобы пластик сохранял форму, его проглаживают утюгом;
  • Из получившегося полотна вырезаем квадрат площадью в 2 раза больше, чем у розетки;
  • Прикрепляем наш козырек над розеткой таким образом, чтобы электрооборудование было полностью закрыто. Во время использования розетки козырек отгибается наверх.

Это не самая надежная конструкция, зато на её создание уйдет не более 10 минут.

2. «Кормушка»

Данная конструкция очень похожа на кормушку для птиц. Во фронтальной стенке бутылки (желательно прямоугольной формы) вырезается отверстие размером с розетку. В противоположной стенке вырезается отверстие под провода и крепления.

Далее бутылка прикрепляется к стене или столбу, после чего в неё устанавливается розетка. Стыки между стеной и бутылкой замазываются герметиком.

Такая конструкция гораздо надежнее «козырька», однако требует монтажа/демонтажа розетки.

3. Герметичная защита

Принцип работы данной защиты показан на рисунке выше. Это самая надежная конструкция. Однако, для её создания вам придется отыскать пластмассовую баночку с закручивающейся крышкой.

Прикрепляем крышку к месту, где будет установлена розетка (там уже должны быть выведены провода и подготовлено крепление). Стыки промазываем герметиком. Далее монтируем саму розетку, а рядом на веревку вешаем нашу баночку, которая будет выполнять роль крышки.

Для того, чтобы в замкнутом пространстве не скапливался конденсат, в крышке необходимо проделать небольшое отверстие.

Вот и все, наша защита готова. Для того, чтобы закрыть розетку от дождя, достаточно вкрутить банку в крышку. Такая конструкция позволяет оставлять электрооборудование даже на зиму.

3. Защитный чехол для замков

Фото:5domov.ru/wp-content/uploads/2018/12/Kak-zashhitit-navesnoy-zamok-ot-dozhdya_0.jpg

Фото:5domov.ru/wp-content/uploads/2018/12/Kak-zashhitit-navesnoy-zamok-ot-dozhdya_0.jpg

Один из самых популярных способов использования пластиковой бутылки, это создание защитного чехла для навесного замка. Конструкция получила популярность за счет свой простоты и практичности. На создание уйдет не более 2-3 минут. Нам понадобиться только бутылка и ножницы.

У тары объемом от 0,5 — 2,5 (в зависимости от размеров замка) литра отрезается дно, а в тыльной стороне делается вырез толщиной с петлю, на которой будет висеть замок. Крышка бутылки плотно закручивается, а острые края шлифуются наждачной бумагой. Вот и все, наша защита готова.

Получившейся чехол одевается на закрытый замок для защиты от дождевой воды и снега.

4. Устройство вертикальных грядок

Фото: bbcccnn.co/wp-content/uploads/2018/04/9402d6ada78877122512f9e2a2917e79.jpg

Фото: bbcccnn.co/wp-content/uploads/2018/04/9402d6ada78877122512f9e2a2917e79.jpg

Если места под огород на дачном участке не хватает, можно организовать вертикальные грядки. Подобный метод уже давно используется за рубежом и постепенно перенимается нашими садоводами.

Горшочки для устройства таких грядок можно купить, а можно смастерить из прозрачных пластиковых бутылок. На создание всей конструкции уйдет не более полчаса. Нам понадобятся только пластиковые бутылки, ножницы и шило.

  • Отрезаем у 2-х литровой бутылки донышко;
  • Плотно закручиваем крышку, а в горлышке делаем 3-4 небольших дренажных отверстия;
  • Далее закрепляем бутылку на заборе, стене или столбе;

Первый уровень нашей грядки готов. Теперь наполняем бутылку грунтом и прорезаем отверстие, в которое будем сажать растение. Аналогичным образом делаем все другие этажи, располагая бутылки друг над другом.

Таким образом, у нас получается многоэтажная грядка, которая совсем не занимает места. Благодаря своей конструкции, растения не затеняются и хорошо проветриваются.

Еще больше способов полезного применения пластиковых бутылок Вы можете найти у меня на сайте — Полезное применение пластиковых бутылок на даче (Часть 12)

Недавно у меня появились группы ВКонтакте и Одноклассниках, там я каждый день размещаю анонсы новых материалов.

4. Вода, лед и все хорошее • UK Study Centre

Вопрос 11+ на прошлой неделе был немного эпическим, поэтому на этой неделе у меня есть кое-что более краткое. Этот вопрос взят из образца работы Sevenoaks School 11+, и это последний вопрос всего теста. Посмотрим:

«При замерзании вода увеличивает свой объем на 1/11. На какую часть его объема уменьшится лед, когда он тает и снова превратится в воду? »

Итак, они поставили его в последнюю очередь, потому что это один из тех сложных вопросов, похожих на головоломки, которые обычно возникают в 11+.На первый взгляд это довольно пугающий вопрос, но способ решить его довольно прост.

Давайте начнем, как всегда, с того, что мы знаем:

  • Вода увеличивает свой объем на 1/11 th при замерзании.
  • Когда лед тает, он теряет объем, который приобрел, когда (в виде воды) он в первую очередь замерз.
  • Нам нужно выяснить, какая часть объема льда теряется, когда он снова превращается в воду.

Так вот, стратегия, которую я рекомендую 11+ ученикам, когда они не имеют ни малейшего представления, состоит в том, чтобы задействовать некоторые цифры.Эти цифры могут быть исчерпывающим предположением, но это не имеет значения. Просто записывая что-то на бумаге, вы приближаетесь к ответу.

Итак, давайте увеличим объем воды. Допустим, его объем составляет 100 см 3 .

Теперь, когда вода замерзнет, ​​она вырастет на 1/11 тыс. от своего объема. Так что такое 1/11 th из 100?

Мы могли бы разделить 100 на 11, но это было бы а) очень сложно, б) требовало много времени и в) очень сложно было интегрировать в следующую часть вопроса.Мы видим, что 100 было не очень разумным выбором для объема нашей воды. Было бы гораздо разумнее выбрать число, кратное 11, а не кратное 10, например 100.

Давайте начнем снова и на этот раз скажем, что наша вода кратна 11. Допустим, это 99 см 3 .

Итак, когда вода замерзает, она увеличивается на 1/11 th своего объема. Итак, что такое 1/11 -го из 99?

Это просто: 99/11 = 9. Итак, 1/11 из 99 равно 9.

Значит, когда замерзает 99см 3 воды, она увеличивается на 9см 3 . Новый объем этой замороженной воды, или «льда», как мы можем ее назвать, составляет 108 см 3 .

Это означает, что когда лед тает, его размер изменяется от 108 см 3 до 99 см 3 . Нам задают вопрос: «Какая часть исходного объема льда (108 см, 3 ) будет потеряна, когда станет водой (99 см, 3 )?»

Ну из 108, 9 пропало.Тогда возникает вопрос: «Какая пропорция к 108 составляет 9?»

Ну, мы записываем это дробью: 9/108, а затем сокращаем обе стороны на 9, и в итоге получаем:

1/12.

Вот и наш ответ!

Если при замерзании вода увеличится на 1/11 своего объема, лед потеряет 1/12 своего объема, когда снова превратится в воду!

На этот раз только короткое, но оно демонстрирует силу просто записать некоторые числа на бумаге и посмотреть, что произойдет.До следующей недели!

термодинамика — Насколько велика сила расширения льда при замерзании?

Резюме:

Согласно ответу Chemomechanics, to -22C:

Он будет охлаждать, как вода, при комнатном давлении, температуре и объеме (и, следовательно, комнатной плотности) до 0C. Затем, когда он охлаждается, он переходит от 0C воды до 0C ледяной воды при температуре около 10 атмосфер. Затем он остынет до -22 ° C как смесь воды и льда, и потребуется более 2000 атмосфер давления, чтобы поддерживать его в том же объеме / плотности.При -22С он, наконец, становится полностью ледяным.

Ниже ответа химомеханики до 0K:

Затем он остынет как комбинация обычного льда и льда-III (тетрагональный кристаллический лед) (где-то около половины каждого) до -38 ° C, что довольно удивительно, оставаясь примерно при том же давлении (поскольку он охлаждает ненамного больше давления выше 2000 атмосфер. необходимо для поддержания постоянной громкости). Затем он становится комбинацией обычного льда и льда-II (ромбоэдрическая кристаллическая форма льда с высокоупорядоченной структурой, также где-то около половины каждого), все еще примерно при том же давлении.Наконец, ниже ~ 165K комбинация представляет собой обычный лед и лед-IX, и он остывает до 0 K, что неожиданно снова примерно при том же давлении (~ 2000 атмосфер).

Итак: От 0C вода до 0C комбинация лед / вода, при той же плотности, давление повышается с 1 атмосферы до более 10. Затем от 0C до -22C давление увеличивается до 2000 атмосфер, и в этой точке он, наконец, становится полностью ледяным. . Тогда давление не сильно возрастет до абсолютного нуля.


Как я это определил и подробнее

Большой металлический шар все еще может локально деформироваться, даже если он имеет бесконечный радиус.Он не лопнет, но изменит форму, потому что сила большая.

Тем не менее, мы можем представить себе постоянный объем охлаждающей воды. Если у вас постоянная масса h3O и постоянный объем, значит, у вас постоянная плотность. И постоянный «удельный объем», равный 1 / плотность.

Охлаждение до -22 ° C:

Я сошлюсь на длинный ответ эксперта по химико-механике, приведенный выше, с картинками и объясню его непрофессионалам, насколько это возможно (он идет до -22C, 210 МПа, что является первой точкой 100% льда, а затем останавливается).Тогда я отвечу на все остальное.

Посмотрите на его ответ и найдите этот текст и картинку над ним: «Исходя из этого, мы можем предсказать реакцию равновесия при охлаждении воды при постоянном объеме. Мы обнаружили, что при постоянном объеме (движение по вертикали вниз от 0 ° C до 1 г / см3) прогнозируется, что переохлаждение более 200 МПа и 20 ° C потребуется даже для получения примерно 50% -ной слякоти из воды и льда ».

Он говорит, что если у нас есть 1 г воды и постоянный объем составляет 1 куб. См, тогда у нас будет плотность, если 1 г / куб. См и удельный объем 1 куб. ), и это плотность воды при комнатной температуре и давлении.(-3) ”; было бы проще просто сказать g / cc.

Итак, если мы начнем при комнатной температуре и давлении 30 ° C, это будет вода с концентрацией 1 см3 / г. Эта точка будет выше того, что покрывает изображение. И по мере того, как мы охлаждаемся и идем прямо вниз, выше того, что покрывает изображение, плотность остается постоянной на уровне 1, как и давление , пока мы не дойдем до до 0 ° C, и эта точка будет на изображении вверху. Здесь встречаются вода и лед, и начинается замерзание. Координаты точки (1, 0C).

Теперь у нас есть два пути, которые можно представить из этой точки (1 куб.см / г, 0C):

  1. Удерживайте давление, а не объем, постоянным и охладите.Это нормальный случай. Это будет движение по горизонтали вправо. Плотность уменьшается (расширяется), проходит сквозь ледяную воду и становится льдом при 0 ° C и ~ 1,08 см 3 / г. Температура не снижается даже при охлаждении, пока не станет весь лед. Тогда дальнейшее охлаждение при комнатной температуре снизит температуру льда.

  2. Наша задача: удерживать удельный объем постоянным на уровне 1 и охладить его. Это значит идти прямо вниз. А чтобы снизить температуру даже всего на 20C, требуется давление 200 МПа! и это еще не был бы лед — смесь.Это давление в 2000 раз больше атмосферного, чтобы плотность (объем) оставалась постоянной. И этого достаточно, чтобы любой металл навсегда деформировался, чтобы такого не произошло. Вы можете использовать нитрид кремния, он ничего не даст (любой реальный материал даст немного, но мы продолжаем делать вид, что это можно сделать).

Затем он говорит, что продолжающееся охлаждение приведет к еще большему увеличению давления до 209,9 МПа, и тогда это будет весь лед, при -22 ° C (251K). Затем он заканчивает свой ответ.

От -22C до 0K:

Тогда неожиданно давление не сильно увеличивается, чтобы удерживать эту плотность.(-4) в нижнем левом углу). Он проходит прямо через середину области, которая представляет собой смесь обычного льда и льда-III (тетрагональный кристаллический лед), а затем через середину области регулярного льда и льда-II (ромбоэдрическая кристаллическая форма льда с высокоупорядоченной структурой). состав). Теперь посмотрим на третью цифру. Наконец, ниже ~ 165K комбинация — это обычный лед и лед-IX.

На третьем рисунке все это ниже -22C является линией между этими фазами, и это по горизонтали !!! около 200 МПа до абсолютного нуля, что означает примерно постоянное давление.Как мы узнаем, что остаемся на этой горизонтальной линии и не попадаем в чистый лед-II или комбинацию льда-II и льда-IX? Поскольку плотности II, II, IX намного ниже 1. Таким образом, требуется комбинация льда-IL или льда-IH с его более высокой плотностью (меньший удельный объем) и одного из других льдов, чтобы оставаться на плотности 1. Значение мы остаемся на этой горизонтальной линии на третьем рисунке.

Ниже 65K обычная часть льда меняется на лед-XI, который также имеет плотность ниже 1 и на самом деле представляет собой просто другую форму льда-IH.Плотность всех из них (очень примерно) находится на одинаковом расстоянии от 1 (выше или ниже), поэтому фазовая смесь (примерно) составляет примерно половину каждого в каждом случае на пути вниз.

Как поднять точку замерзания воды

Понизить точку замерзания воды очень просто. Все, что вам нужно сделать, это добавить соль, сахар или другие растворенные вещества. Идти в обратном направлении и поднять температуру замерзания воды не так просто. На самом деле, некоторые ученые сомневаются, что это вообще возможно.Однако, несмотря на то, что может быть правдой, что вы не можете поднять точку замерзания, добавляя растворенное вещество, исследователи обнаружили другие способы повышения точки замерзания переохлажденной воды. Один — с помощью электричества, а другой — путем добавления алкоголя или тестостерона. Эти методы работают только с чистой водой.

Начните с переохлажденной воды и добавьте спирт

Процесс замерзания воды усложняется тем фактом, что вода является полярной молекулой, что означает, что, даже если ее чистый заряд равен нулю, у нее есть положительный и отрицательный конец, например магнит.Молекулы воды электрически связываются друг с другом и с примесями в воде, образуя водородные связи, и они легче объединяются в лед, если вода содержит примеси. Если вы найдете способ подвесить каплю чистой воды в воздухе, не касаясь чего-либо, она может оставаться в жидком состоянии при температурах значительно ниже 0 градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту). Такая переохлажденная вода может оставаться в жидком состоянии до тех пор, пока температура не упадет до -40 C (-40 F).

Однако добавление спирта к воде меняет ее поведение.При охлаждении спирт образует ледяные шестиугольники, и капли воды сливаются вокруг них, а не свободно плавают друг вокруг друга. Гексагональные структуры обеспечивают тот же тип стабильности, что и твердые примеси. Добавляя спирт, ученые обнаружили, что они могут поднять точку замерзания чистой воды до 0 C.

Электричество может также повысить точку замерзания воды

Израильские ученые попробовали другой подход к повышению температуры, при которой замерзнет переохлажденная вода.Они создали заряженные клетки, поместив пироэлектрические кристаллы внутрь медных цилиндров. Они поместили эти клетки во влажную комнату и снизили температуру до тех пор, пока вода не начала конденсироваться на кристаллах. Они продолжили понижать температуру и обнаружили, что капли замерзали при -12,5 C (9,5 F) на незаряженной поверхности, но на положительно заряженной поверхности они замерзали при -7 C (19,4 C). На отрицательно заряженной поверхности вода замерзла при -18 C (-0,4 F).

Эксперимент дал еще более удивительный результат.Исследователи обнаружили, что капли воды оставались жидкими на отрицательно заряженной поверхности в течение 10 минут при -11 ° C (12,2 ° F), но когда заряд рассеивался, они могли вызвать замерзание капель, подняв температуру в помещении до -8 ° C ( 17,6 F). Причина в том, что повышение температуры в помещении создает положительный заряд на кристаллах.

Сажа и тестостерон тоже работают

Ученые знают, что добавление сажи в чистую воду повышает температуру замерзания примерно на 7 градусов Цельсия, но это ничто по сравнению с мужским гормоном тестостероном.Он может поднять точку замерзания чистой воды, которая была переохлаждена с -40 C до -1 C (30,2 F). Исследователи не уверены, как это работает, но подозревают, что этот механизм похож на механизм действия алкоголя.

Понижение точки замерзания

Величина, на которую вы можете понизить точку замерзания воды, зависит от концентрации добавляемого растворенного вещества, но вы не можете снижать точку замерзания бесконечно. Фактически, нулевая точка шкалы Фаренгейта (-17,8 C) определяется как температура замерзания насыщенного раствора соленой воды.Соль больше не растворяется в насыщенном растворе, поэтому 0 F — это самая низкая температура, до которой вы можете понизить точку плавления воды с солью. Однако можно переохлаждать воду, чтобы она оставалась в жидком состоянии при даже более низких температурах. Исследователи из Университета Юты определили, что температура, при которой вода должна замерзнуть, составляет -48 C (-55 F).

Наука о мороженом — Понижение точки замерзания

Почему кубик льда твердый, а мерная ложка итальянского джелато почти жидкая? Даже «простое» мороженое не так твердо, как кубик льда из чистой воды.Вместо этого вы можете довольно легко откусить немного. Разве это не интересно?

Мы уже сделали довольно много мороженого, довольно сложное мороженое с заварным кремом, суперпростое мороженое, состоящее всего из двух ингредиентов, или полуфреддо в итальянском стиле. Во всех случаях мы считали само собой разумеющимся, что мороженое не получается твердым. Частично это происходит из-за попадания воздуха. Мороженое делали воздушным либо за счет взбитых сливок, либо благодаря непрерывному перемешиванию машины для мороженого.Но простая подача воздуха не помогает. Замораживание чистых взбитых сливок по-прежнему даст довольно прочную ледяную структуру.

Важное значение имеет сахар (или алкоголь) и явление, называемое понижением точки замерзания!

Что такое понижение точки замерзания?

Понижение точки замерзания означает, что точка замерзания смеси двух компонентов ниже, чем точка замерзания отдельных компонентов. Он включает в себя растворитель (например, воду) и растворенное вещество, которое вы смешиваете с растворителем.

Очень распространенный пример этого явления в повседневной жизни — засоление дорог водой. Чистая вода замерзает при 0 ° C. Однако при подмешивании соли точка замерзания этой смеси воды и соли упадет значительно ниже нуля. Вот почему соль используется для защиты дорог от льда. Даже при минусовой температуре на дороге не будет льда.

Так почему же температура замерзания растворителя изменяется из-за растворения в нем чего-то еще? Что ж, если у вас есть только чистая вода (или любой другой растворитель), эти молекулы воды могут организоваться красиво и плотно.Когда температура понижается и вода замерзает, они могут образовывать красивый кристалл между собой (подробнее о фазовых переходах). Однако при смешивании с растворенным веществом (например, солью или сахаром) эта хорошо упорядоченная структура нарушается. Вместо этого они могут образовывать эти кристаллы только при более низкой температуре. Это то, что происходит из-за понижения точки замерзания.

Понижение точки замерзания мороженого

В мороженом температура замерзания воды в мороженом изменена.Вода является основным компонентом большинства мороженого, поскольку она составляет большую часть молока или сливок, которые вы, возможно, используете. Температура замерзания в основном снижается за счет добавления сахара. Сахар растворяется в воде, что препятствует образованию кристаллов.

Также можно ожидать, что жир в мороженом повлияет на точку замерзания. Однако это не так. Вода и масло не смешиваются, вместо этого в мороженом плавают маленькие пузырьки масла, но они никогда не мешают так же, как сахар.

Алкоголь и мороженое

В различных рецептах для приготовления мороженого используется спирт. Помимо аромата и алкоголя, он способствует созданию мороженого, он также используется для снижения температуры замерзания воды! Теоретически можно было бы приготовить мороженое без сахара и без алкоголя, однако не уверен, будет ли оно таким же вкусным…

Мороженое с большим количеством сахара

Расчет депрессии точки замерзания

Вы можете легко рассчитать изменение точки замерзания воды в мороженом.Понижение точки замерзания — это так называемое коллигативное свойство. Это означает, что падение температуры, то есть степень понижения точки замерзания, не зависит от типа добавляемого компонента, растворенного вещества. Напротив, это зависит только от количества добавленных частиц, а также от исходных свойств растворителя, к которому они добавляются.

Другими словами, если мы добавим 10.000 молекул сахара, это окажет такое же влияние на точку замерзания, как 10.000 частиц соли. Тип растворенного вещества становится важным только тогда, когда количество растворенного вещества становится очень высоким.

Благодаря этому простому соотношению депрессия точки замерзания может быть рассчитана по простой формуле:

ΔT F = — K F · м · i

Где:

  • ΔT F = изменение температуры замерзания в ° C
  • K F = криоскопическая постоянная, это значение зависит от растворителя, на который вы смотрите, для воды это 1853 ° C · кг / моль
  • m = моляльность растворенного вещества, другими словами, количество частиц на кг растворителя, в моль / кг
  • i = постоянная Ван ‘т-Гоффа, если ваши частицы разделяются на 2 или 3 части после того, как они были добавлены к растворитель, который вы должны принять во внимание, это наиболее распространено для солей.Для сахаров и тому подобного, которые не распадаются, эта константа равна единице, для хлорида натрия (соли) — два.
Расчет изменения точки замерзания мороженого
Ванильное мороженое

Давайте посмотрим на изменение точки замерзания обычного ванильного мороженого. Это мороженое содержит примерно 600 г (приблизительное предположение: 300 + 0,65 * 300 + 4 * 25) воды и 75 г сахара.

  • Если сахар растворяется в воде, он не расщепляется, поэтому i в приведенной выше формуле равно 1, и мы также знаем значение криоскопической постоянной воды (1,853 ° C · кг / моль).
  • Затем нам нужно знать, сколько кристаллов сахара у нас есть. Из литературы мы выяснили, что 1 моль молекул сахара весит 342,3 г. Следовательно, 75 г сахара — это 75 / 342,3 = 0,22 моль. Поскольку у нас 600 г воды, молярность сахара составляет: 0,22 / 0,60 = 0,37 моль / кг.

Теперь нужно заполнить формулу:

ΔT F = — K F · m · i = -1,853 · 0,37 · 1 = -0,68 ° C

Температура замерзания упала менее чем на 1 градус. На самом деле это очень мало, поэтому это мороженое можно сделать намного мягче, добавив больше сахара.

Мягкое двухкомпонентное мороженое

Давайте рассмотрим еще один пример, чтобы попрактиковаться в этих вычислениях, а теперь рассмотрим суперпростое двухкомпонентное мороженое. Это мороженое содержит 245 г воды (0,7 * 230 + 0,55 * 150) и 70 г сахара (0,45 * 150), для простоты мы округлили числа.

Вы можете использовать много тех же чисел, что и в предыдущем расчете, но вам нужно будет вычислить молярность сахара для этого нового рецепта мороженого. Используя тот же метод, мы находим: 70 / 342,3 = 0,20 моль и 0,02 / 0,245 = 0,83 моль / кг,

Давайте еще раз заполним формулу:

ΔT F = -K F · m · i = -1,853 · 0,83 · 1 = -1,55 ° C

Фазовые диаграммы

Просто это изменение точки замерзания еще не говорит всей истории мороженого, это только начало.Вместо этого, как только вы получите эти новые температуры, вам следует взглянуть на фазовую диаграмму. На фазовой диаграмме вы можете точно увидеть, сколько льда и жидкости будет присутствовать при разных температурах. Это слишком подробно для этой статьи, но, к счастью, для вас есть отдельная статья на тему фазовых диаграмм.

Записка о замороженных фруктах

Вы когда-нибудь замечали, что замороженные фрукты часто бывают не твердыми? Помимо воздействия на текстуру фруктов, это также связано с пониженной температурой замерзания.Плоды содержат довольно много сахара, что предотвращает замерзание всей воды!

Видео для более подробного объяснения

Более фундаментальное объяснение можно найти в этом замечательном видео из Академии Хана.

Ресурсы

Более подробное объяснение термодинамики депрессии точки замерзания можно найти на веб-сайтах: UC Davis & Bristol University.

Почему на вершине озера образуется лед?

Категория: Науки о Земле Опубликовано: 5 декабря 2013 г.

При температуре ниже 4 ° C вода становится менее плотной по мере того, как она становится холоднее, в результате чего вода, которая вот-вот замерзнет, ​​всплывет наверх.Public Domain Image, источник: Кристофер С. Бэрд. Источник данных: CRC Handbook of Chemistry and Physics.

Теплая вода обычно становится более плотной по мере того, как становится холоднее, и поэтому тонет. Этот факт может заставить вас поверить в то, что лед сначала должен образоваться на дне озера. Но забавная вещь происходит с водой, когда она становится еще холоднее. При температуре ниже 4 ° по Цельсию (39 ° по Фаренгейту) вода начинает расширяться и становится менее плотной по мере того, как становится холоднее. В результате, близкая к замерзанию, более холодная вода всплывает наверх, а более теплая вода опускается на дно.Плотность воды как функция температуры можно увидеть на графике справа. В конце концов, самая холодная вода, которая в зимних условиях достигла вершины озера, замерзает, образуя слой льда. Когда вода замерзает до льда, лед становится значительно менее плотным, чем вода, и продолжает плавать по поверхности озера.

Лед менее плотный, чем вода, из-за того, что он образует гексагональную кристаллическую структуру. Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с нижней частью атома кислорода.Когда образуется лед, атомы водорода одной молекулы воды образуют слабые водородные связи с верхними слоями атомов кислорода двух других молекул воды. Выстраивание молекул воды в этом паттерне занимает больше места, чем их беспорядочное перемешивание (как в случае с жидкой водой). А поскольку молекулы той же массы в замороженном состоянии занимают больше места, лед менее плотен, чем жидкая вода. По этой же причине вода с температурой ниже 4 ° по Цельсию становится все менее плотной по мере того, как становится холоднее. При температурах, близких к отрицательным, молекулы жидкой воды начинают выстраиваться в гексагональную структуру, заполняющую пространство.

Зимой температура в озере достаточно близка к замерзанию, поэтому более холодная вода становится менее плотной и поднимается вверх. Изображение из общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

В учебнике по ледовой инженерии Джорджа Д. Эштона по рекам и озерам говорится: «Когда озеро охлаждается с температуры выше 4 ° C, поверхностная вода теряет тепло, становится более плотной и опускается. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся вода в озере не достигнет уровня. 4 ° C, когда плотность воды максимальная. При дальнейшем охлаждении (и без механического перемешивания) на поверхности образуется стабильный более легкий слой воды.Когда этот слой охлаждается до точки замерзания, на поверхности озера начинает образовываться лед ».

В глубоких озерах давление воды также может иметь значение. Гравитационный вес всей воды выше в озере давит на воду глубоко в озере. Давление позволяет воде у дна озера остывать, не расширяясь и не поднимаясь. Из-за давления вода на дне глубоких озер может стать холодной, но не замерзнуть до льда.

Темы:
плотность, замораживание, замороженные, лед, озеро, озеро льда, вода, погода

Когда вода превращается в лед, ее объем увеличивается на 9%, если лед превращается в воду, процент уменьшения объема составляет?

Когда вода превращается в лед, ее объем увеличивается на 9%, если лед превращается в воду, процент уменьшения объема составляет?

Пошаговое объяснение: Теперь, когда он снова превращается в воду, объем снова становится 100.Таким образом, уменьшение объема = 9. ➡️ Следовательно, процент уменьшения объема составляет 8,25% (приблизительно).

Когда вода замерзает, ее объем увеличивается или уменьшается?

Вода расширяется при замерзании, и поскольку плотность равна массе / объему, увеличение объема приведет к уменьшению плотности. Это странное свойство. Обычно твердое вещество более плотное, чем жидкость, но вода ведет себя иначе.

Когда лед тает в жидкую воду, он расширяется на 9% в объеме?

Когда жидкая вода охлаждается, она сжимается, как и следовало ожидать, пока не достигнет температуры примерно 4 градусов Цельсия.После этого он немного расширяется, пока не достигает точки замерзания, а затем, когда он замерзает, он расширяется примерно на 9%.

Когда замерзшая вода увеличивает свой объем на 11,11, на какую часть своего объема лед уменьшится, когда он тает и снова превратится в воду?

Когда он замерзает, он увеличивается в объеме на 1/11 своего объема. Таким образом, новый объем равен 1 + 1/11 или 12/11. Когда лед тает, он возвращается к исходному объему 1, уменьшение 12/11 — 1 = 1/11.

Что происходит с массой воды при замораживании?

Молекулы воды, когда они замерзают, имеют тенденцию слипаться, образуя гексагональную форму.Вот почему, когда вода замерзает, она расширяется. Такая же масса, но с большим объемом означает, что лед менее плотен, чем жидкая вода. Вот почему лед всплывает на поверхность в стакане с водой.

Что происходит, когда все замерзает?

Замораживание. Когда жидкость охлаждается, средняя энергия молекул уменьшается. В какой-то момент количество удаляемого тепла становится достаточно большим, чтобы силы притяжения между молекулами сближали молекулы, и жидкость превращалась в твердое тело.

Что означает точка замерзания?

Точка замерзания, температура, при которой жидкость становится твердой. Как и в случае с температурой плавления, повышенное давление обычно приводит к повышению температуры замерзания. Температура замерзания ниже, чем точка плавления в случае смесей и некоторых органических соединений, таких как жиры.

Какая самая низкая точка замерзания?

Гелий

Какой из следующих 0,1 М водных растворов имеет наибольшее понижение точки замерзания?

Хлорид натрия дает два иона, а сульфат калия дает три иона на формульную единицу.Следовательно, эффективное количество частиц является максимальным в сульфате калия, и он показывает максимальное снижение температуры замерзания.

Как рассчитывается постоянная молярной депрессии?

Формула понижения точки замерзания ΔTf = Kfm. Когда константа молярной депрессии задается относительно скрытой теплоты плавления, можно использовать приведенную выше формулу. Если в вопросе упоминается молярная масса растворителя, то формулу можно принять как Kf = MWARTf2ΔfusH × 1000.

Какой из следующих водных растворов имеет максимальную температуру замерзания?

Мы видим, что самая низкая депрессия точки замерзания равна 0.005M C2H5OH, так как он имеет наименее эффективную концентрацию частиц. Поскольку в нем меньше всего депрессии, у него максимальная температура замерзания. ◾️Итак, правильный ответ — вариант (б).

Какой из следующих 0,10 M водных растворов будет иметь самую низкую температуру замерзания?

ΔTf (макс.) Для сульфата алюминия 0,10 м и, следовательно, имеет самую низкую точку замерзания.

Объяснение того факта, что водянистые тела, когда они замерзают, увеличиваются в объеме с огромной силой

Объяснение того факта, что водянистые тела, когда они замерзают, увеличиваются…?> В завершение работы мы попытаемся, исходя из теории, представленной выше, объяснить странная проблема: почему одна вода и другие жидкости, участвующие в природе воды, такие как вино, животные и растительные жидкости, не сжимаются в результате сильного холода и почему они не уменьшаются до меньшего объема, чем это происходит с другой жидкостью, мягкие и жидкие тела? Они фактически увеличиваются в объеме, т.е.е. они разрежают, и это с огромной силой. Поскольку на обычном языке плотность не отличается от твердости, а жидкие тела считаются более редкими, чем плотные и твердые, некоторые люди легко убеждены, что всякий раз, когда жидкое тело, такое как вода, затвердевает и приобретает консистенцию льда, оно конденсируется. силой холода, но не разреженным. Разница между разрежением и конденсацией состоит в том, что в первом случае небольшой материал или материальная субстанция занимает много места, тогда как во втором случае более материальная субстанция заполняет меньшее и более ограниченное пространство.Очевидно, что все тела, как твердые, так и жидкие, разрежены и приобретают большую текучесть под действием тепла и огня. Напротив, они уплотняются и затвердевают под действием холода. Следовательно, людям кажется абсолютно невозможным, чтобы самое сильное и сильное воздействие холода, которое является замораживанием, могло иметь характеристики, присущие теплу. Поэтому они отрицают необходимость разрежения замороженной воды.

Предложение CCLXXI

Опыт показывает, что жидкости, участвующие в природе воды, разжижаются с огромной силой, когда они замерзают на сильном морозе.

Лед действительно плавает по воде. Таким образом, лед легче воды. Поэтому встречается реже, чем сама вода. Это выводится из принципа Архимеда.

В Академии дель Чименто бесчисленными экспериментами мы доказали, что лед занимает больше объема, чем жидкая вода. Все они записаны в Книге экспериментов со страницы 127 по страницу 165, где рассматривается процесс замерзания пресной воды в результате искусственного холода снега или холода естественного воздуха.При искусственном замораживании всегда верно, что в начале погружения стеклянного сосуда ABD в снег RSTV, присыпанный солью, вода сначала внезапно подскакивает примерно на 3 ° вверх, от точки E, то есть от степени 142 до F (таблица 11. 3, рис. 10). Здесь, хотя объем воды в сосуде кажется увеличивающимся и разреженным, тем не менее я заметил и узнал, что это происходит в результате сжатия самого стеклянного сосуда. Затем из точки F объем воды уменьшается и непрерывно конденсируется, пока не опустится до точки G со степенью 120.Здесь он, кажется, какое-то время остается неподвижным. Затем объем жидкой воды снова начинает увеличиваться и поднимается от самой низкой отметки G до точки H, то есть до степени 130. Чуть позже вода совершает очень стремительный скачок до степени 166, в точке I. Именно тогда вода, содержащаяся в сосуде AB, мутнеет и превращается в лед в течение небольшого и незаметного времени, в течение которого происходит очень быстрый прыжок воды. Более того, в то время как лед приобретает большую твердость и некоторые жидкие части около конца AC шейки замерзают, поток воды идет вверх от отметки I к D, где вода переполняется и покидает сосуд.Этот процесс (не говоря уже о бесчисленных других экспериментах), очевидно, показывает, что вода при замерзании разрежается, то есть расширяется и увеличивается ее объем. То же самое наблюдается в воде, падающей по капле, в термальных водах, в вине, в уксусе, в лимонном соке и в спирте купороса. Только воздух, винный спирт, масла и ртуть избегают этого общего закона. Их объем уменьшается и сжимается все больше и больше в результате более сильного холода. Хотя масло приобретает некоторую консистенцию и плотность, воздух, спирт вина и ртуть всегда остаются текучими.

Сила, которая расширяет воду в процессе замерзания, огромна. Из экспериментов, проведенных в Академии дель Чименто, явствует, что стеклянные сосуды, закрытые повсюду, разбиваются, когда замороженная вода замерзает. И даже медные сосуды закрытые ломаются, даже если их стенки имеют толщину в половину ушной раковины. Этого нельзя было достичь силой и энергией клина, сжатого тяжелым грузом.

Некоторые современные авторы пытаются объяснить причину разрежения льда, прежде всего принципами Гассенди, который категорически отрицает, что холод — это чистое лишение тепла.Но, поскольку в природе существуют вулканические частицы, производящие тепло, существуют также и некоторые тетраэдрические частицы, которые Гассенди называет холодными или сальнитральными. Считается, что они, попадая в воду, создают расширение объема, его связывание и жесткость вместе с огромным холодом. Эти авторы считают, что это причина разрежения или расширения замороженной воды.

Утверждение CCLXXII

Разжижение и увеличение объема замерзшей воды не происходит в результате добавления и взаимного расположения частиц, создающих холод.

Это, как мне кажется, можно опровергнуть двумя способами. Во-первых, соли, добавленные в воду, должны несколько увеличить ее вес и плотность. Но это против опыта. Например, чашка воды весом 1 фунт, взвешенная на очень точных весах, не приобретает новый вес после замораживания. Добавьте к этому, что для заморозки такой же массы воды, которая настолько увеличилась, требуется значительная масса соли, потому что соль должна быть диспергирована через все частицы воды, чтобы создать универсальное соединение и конденсацию.Поскольку соли по своей природе тяжелее воды, вес в замороженной воде должен значительно увеличиваться. Утверждать, что эти частицы соли летучие, недостаточно. Действительно, наблюдения, проведенные в Академии дель Чименто, показывают, что летучая соль не отличается по веществу, консистенции и форме от фиксированной соли того же типа.

Более того, если вода, превращенная в лед, увеличивается в объеме из-за того, что некоторые охлаждающие или соленые тела вводятся и смешиваются с ее собственным веществом, конечно, все жидкие тела должны увеличиваться в объеме и расширяться, как замороженная вода, под действием того же самого. степень холода.По гипотезе тела становятся холодными только потому, что они наполнены и пропитаны этими холодными тельцами или солями. Но это не так. Действительно, воздух, винный спирт, масло и ртуть даже под воздействием северного ветра не увеличиваются в объеме. Они даже уплотняются и уменьшаются. Если они подвергаются воздействию более сильного холода, чем тот, который достаточен для замораживания воды, они сохраняют свою текучесть и все больше и больше уменьшаются в объеме, т. Е. Занимают все меньше и меньше места. Следовательно, разжижение и увеличение объема льда не происходит в результате разбрызгивания и перемешивания холодных частиц и солей.Но это явление вызвано совершенно другой причиной.

Этот Гассенди, кажется, объявил, когда он говорит, что многие частицы воздуха смешаны со льдом, потому что мы видим, что замерзание воды начинается сверху, при контакте с воздухом, а оттуда распространяется вниз к основанию. Таким образом, по его словам, лед плавает по воде, потому что пропитан воздухом. Вероятно, он был убежден, что с помощью этого воздуха можно увеличить объем замерзшей воды. Это делается из его собственных слов, когда он говорит: Поскольку верно, что горячая вода при охлаждении замерзает быстрее и сильнее, чем холодная вода, думаем ли мы, что есть другая причина, чем то, что рыхлость частей воды становится больше? , воздух легче проникает и сильнее связывает частицы воды, с которой он смешан?

Из этих слов Гассенди следует, что в процессе замерзания вода надувается и разрежается поступающим снаружи воздухом.

Предложение CCLXXIII

Объем воды не увеличивается ни за счет нового воздуха, поступающего извне в процессе замерзания, ни за счет выпрямления и напряжения водяных угрей.

Если это произошло, когда попадание воздуха в воду полностью исключено, объем воды не должен разжижаться и расширяться при замерзании. Когда свинцовый или золотой сосуд, наполненный водой и плотно закрытый, подвергается воздействию очень холодного воздуха или погружается в снег, смешанный с солью, попадание воздуха в воду будет полностью затруднено и предотвращено из-за консистенции металла.Поэтому в процессе замерзания вода не должна разжижаться и расширяться в объеме. Но это против опыта. На самом деле свинцовый или золотой пузырек благодаря своей мягкости поддается расширению льда внутри и разбухает, образуя сферу большего диаметра. Причем незадолго до замерзания из глубины воды в сосуде поднимаются пузырьки. Кажется, что они не тонут в воде судна из-за наружного воздуха. Следовательно, замороженная вода не может быть разрежена и надута новым воздухом, проникающим в ее вещество.

И не разряжается она в результате выпрямления маленьких угрей, составляющих воду, как думает Декарт. Это мнение действительно кажется маловероятным, во-первых, из-за абсурдности концепции. Как мы предполагали выше, из этих маленьких угрей действительно нельзя сделать воду. Более того, снова появляются бесчисленные пузыри, которые раньше были незаметны. Следовательно, нужно признать, что вода надувается и разрежается не за счет выпрямления и напряжения маленьких угрей, а за счет воздуха или другой сопутствующей причины.Для решения этой проблемы необходимо заметить, что бесчисленные частицы воздуха всегда смешиваются и рассеиваются в жидкой воде. Это происходит либо из-за того, что вода, граничащая с воздухом, в своем разнообразном волнении улавливает и удерживает в себе некоторые частицы воздуха, либо потому, что бесчисленные частицы воздуха вытесняются из нижележащей земли, выходя через ее поры вместе с испарениями, и попадают в нее. масса воды. Если они составляют большой объем, они объединяются и образуют пузырьки, которые непрерывно переносятся от дна воды к ее поверхности.Это случайным образом наблюдается на берегу моря в местах с илистым грунтом, особенно летом, когда море тихое. Затем можно увидеть множество пузырей, поднимающихся снизу в разных местах. Но какой бы ни была причина этого добавления, наиболее очевидно, что значительное количество частиц воздуха содержится в самой воде, даже если они не бросаются в глаза. Это можно подтвердить с помощью самого красивого инструмента Торричелли, в котором вакуум создается за счет воды. Действительно, когда вода опускается до обычного углубления около 17 локтей, мы видим такое множество пузырьков, выходящих из воды, что они образуют такое же кипение, какое обычно вызывается в воде жарой огня.Это происходит из-за того, что очень маленькие частицы воздуха больше не сжимаются огромным весом воздуха в регионе, как раньше, а только из-за небольшой силы тяжести находящейся в нем воды. Об этом свидетельствует наблюдение, что более глубокие пузыри, которые были почти незаметны из-за своей малости, расширяются и надуваются тем сильнее, чем ближе они подходят к вершине. Они представляют собой все более и более крупные пузыри, некоторые из которых размером с орехи, поскольку высвободившаяся сила упругости воздуха может расширять и расширять эти пузыри.Таким образом, несомненно, что в воде содержится бесчисленное количество незаметных частиц воздуха, иногда больше, иногда меньше. Неудивительно, что легкий воздух может удерживаться в более тяжелой жидкости, поскольку не ново, что различные тельца, как очень тяжелые, так и очень легкие, удерживаются в воде и остаются неподвижными в результате небольшого объема, так как было предложено выше.

Только золотые участники могут продолжить чтение. Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы продолжить

Связанные

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.