Այսօր մենք կխոսենք ձյան և սառույցի հատկությունների մասին: Արժե պարզաբանել, որ սառույցը գոյանում է ոչ միայն ջրից։ Բացի ջրային սառույցից, կա ամոնիակ և մեթան սառույց: Ոչ վաղ անցյալում գիտնականները հայտնագործեցին չոր սառույցը: Նրա հատկությունները եզակի են, մենք դրանք կքննարկենք մի փոքր ուշ: Այն առաջանում է, երբ ածխաթթու գազը սառչում է։ Չոր սառույցն իր անունը ստացել է այն պատճառով, որ հալվելիս ջրափոսեր չի թողնում։ Նրա մեջ պարունակվող ածխաթթու գազը սառած վիճակից անմիջապես գոլորշիանում է օդ։

Սառույցի սահմանում

Նախ, եկեք ավելի ուշադիր նայենք սառույցին, որը ստացվում է ջրից։ Նրա ներսում կա սովորական բյուրեղյա վանդակ: Սառույցը սովորական բնական հանքանյութ է, որն առաջանում է, երբ ջուրը սառչում է: Այս հեղուկի մեկ մոլեկուլը կապվում է մոտակայքում գտնվող չորսի հետ: Գիտնականները նկատել են, որ նման ներքին կառուցվածքը բնորոշ է տարբեր թանկարժեք քարերև նույնիսկ հանքանյութեր: Օրինակ՝ ադամանդը, տուրմալինը, քվարցը, կորունդը, բերիլը և այլն ունեն այս կառուցվածքը։ Մոլեկուլները հեռավորության վրա պահվում են բյուրեղային ցանցով: Ջրի և սառույցի այս հատկությունները ցույց են տալիս, որ նման սառույցի խտությունը ավելի քիչ կլինի, քան այն ջրի խտությունը, որի պատճառով այն առաջացել է: Հետեւաբար, սառույցը լողում է ջրի մակերեսին եւ չի խորտակվում դրա մեջ։

Միլիոնավոր քառակուսի կիլոմետր սառույց

Գիտե՞ք, թե որքան սառույց կա մեր մոլորակի վրա: Գիտնականների վերջին հետազոտությունների համաձայն՝ Երկիր մոլորակի վրա կա մոտավորապես 30 միլիոն քառակուսի կիլոմետր սառեցված ջուր: Ինչպես կռահեցիք, այս բնական հանքանյութի մեծ մասը գտնվում է բևեռային սառցե գլխարկների վրա: Որոշ տեղերում սառցե ծածկույթի հաստությունը հասնում է 4 կմ-ի։

Ինչպես ստանալ սառույց

Սառույց պատրաստելն ամենևին էլ դժվար չէ։ Այս գործընթացը բարդ չէ և հատուկ հմտություններ չի պահանջում։ Սա պահանջում է ջրի ցածր ջերմաստիճան: Սա սառույցի առաջացման գործընթացի միակ մշտական ​​պայմանն է։ Ջուրը կսառչի, երբ ձեր ջերմաչափը ցույց տա 0 աստիճան Ցելսիուսից ցածր ջերմաստիճան: Բյուրեղացման գործընթացը սկսվում է ջրի մեջ ցածր ջերմաստիճանի պատճառով: Նրա մոլեկուլները կառուցված են հետաքրքիր կարգավորված կառուցվածքի մեջ: Այս գործընթացը կոչվում է բյուրեղային ցանցի առաջացում: Նույնն է օվկիանոսում, ջրափոսում և նույնիսկ սառնարանում։

Սառեցման գործընթացի վերաբերյալ հետազոտություն

Ջրի սառեցման թեմայով հետազոտություններ կատարելով՝ գիտնականները եկել են այն եզրակացության, որ բյուրեղյա վանդակը կառուցված է ջրի վերին շերտերում։ Մակերեւույթի վրա սկսում են ձեւավորվել մանրադիտակային սառցե ձողիկներ: Քիչ անց նրանք միասին սառչում են։ Դրա շնորհիվ ջրի մակերեսին բարակ թաղանթ է գոյանում։ Մեծ ջրային մարմինները սառչելու համար շատ ավելի երկար ժամանակ է պահանջվում՝ համեմատած անշարժ ջրի հետ: Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ քամին ալիք է բարձրացնում լճի, լճակի կամ գետի մակերեսը:

Սառցե բլիթներ

Գիտնականները ևս մեկ դիտարկում արեցին. Եթե ​​հուզմունքը շարունակվում է ցածր ջերմաստիճանում, ապա ամենաբարակ թաղանթները հավաքվում են մոտ 30 սմ տրամագծով բլիթների մեջ, այնուհետև դրանք սառչում են մեկ շերտի մեջ, որի հաստությունը առնվազն 10 սմ է սառցե բլիթներից: Սա ստեղծում է հաստ և ամուր սառցե ծածկ: Դրա ուժը կախված է տեսակից՝ ամենաթափանցիկ սառույցը մի քանի անգամ ավելի ամուր կլինի սպիտակ սառույց. Բնապահպանները նկատել են, որ 5 սանտիմետրանոց սառույցը կարող է պահել չափահաս մարդու քաշը։ 10 սմ շերտը դիմանում է մարդատար մեքենային, սակայն պետք է հիշել, որ աշնանը և գարնանը սառույցի վրա դուրս գալը շատ վտանգավոր է։

Ձյան և սառույցի հատկությունները

Ֆիզիկոսներն ու քիմիկոսները երկար ժամանակ ուսումնասիրել են սառույցի և ջրի հատկությունները։ Մարդկանց համար սառույցի ամենահայտնի և նաև կարևոր հատկությունը նրա կարողությունն է հեշտությամբ հալվել նույնիսկ զրոյական ջերմաստիճանում։ Սակայն գիտության համար կարևոր են նաև սառույցի այլ ֆիզիկական հատկություններ.

• սառույցը թափանցիկ է, ուստի այն լավ է փոխանցում արևի լույս;
• անգույնություն - սառույցը գույն չունի, բայց այն հեշտությամբ կարելի է գունավորել՝ օգտագործելով գունային հավելումներ.
• կարծրություն - սառցե զանգվածները հիանալի կերպով պահպանում են իրենց ձևը առանց որևէ արտաքին պատյանների.
• հեղուկությունը սառույցի որոշակի հատկություն է, որը բնորոշ է հանքանյութին միայն որոշ դեպքերում.
• փխրունություն - սառույցի մի կտոր հեշտությամբ կարելի է բաժանել առանց մեծ ջանքերի.
• ճեղքվածք - սառույցը հեշտությամբ կոտրվում է այն վայրերում, որտեղ այն միաձուլվում է բյուրեղագրական գծի երկայնքով:

Սառույցը` տեղաշարժման և մաքրության հատկությունները

Սառույցը իր բաղադրության մեջ ունի մաքրության բարձր աստիճան, քանի որ բյուրեղյա վանդակը ազատ տարածություն չի թողնում տարբեր օտար մոլեկուլների համար: Երբ ջուրը սառչում է, այն տեղահանում է իր մեջ մի ժամանակ լուծված տարբեր կեղտեր: Նույն կերպ դուք կարող եք մաքրված ջուր ստանալ տանը։

Սակայն որոշ նյութեր կարող են դանդաղեցնել ջրի սառեցման գործընթացը: Օրինակ՝ աղը ծովի ջրի մեջ։ Սառույցը ծովում ձևավորվում է միայն այն ժամանակ, երբ շատ է ցածր ջերմաստիճաններ. Զարմանալիորեն, ամեն տարի ջրի սառեցման գործընթացը ի վիճակի է պահպանել տարբեր կեղտերի ինքնամաքրումը միլիոնավոր տարիներ անընդմեջ:

Չոր սառույցի գաղտնիքները

Այս սառույցի առանձնահատկությունն այն է, որ այն իր բաղադրության մեջ ածխածին է պարունակում։ Նման սառույցը ձևավորվում է միայն -78 աստիճան ջերմաստիճանում, բայց այն հալվում է արդեն -50 աստիճանում։ Չոր սառույցը, որի հատկությունները թույլ են տալիս բաց թողնել հեղուկների փուլը, տաքացնելիս անմիջապես գոլորշի է արտադրում։ Չոր սառույցը, ինչպես իր գործընկեր ջրային սառույցը, հոտ չունի:

Գիտե՞ք, թե որտեղ է օգտագործվում չոր սառույցը: Իր հատկությունների շնորհիվ այս հանքանյութն օգտագործվում է սննդամթերքի և դեղորայքի տեղափոխման համար երկար հեռավորությունների վրա: Եվ այս սառույցի հատիկները կարող են մարել բենզինի կրակը։ Բացի այդ, երբ չոր սառույցը հալվում է, այն ձևավորում է թանձր մառախուղ, ինչի պատճառով այն օգտագործվում է ֆիլմերի հավաքածուներում հատուկ էֆեկտներ ստեղծելու համար: Բացի վերը նշված բոլորից, դուք կարող եք ձեզ հետ չոր սառույց վերցնել արշավների և անտառում: Ի վերջո, երբ այն հալվում է, այն վանում է մոծակների, տարբեր վնասատուների և կրծողների:

Ինչ վերաբերում է ձյան հատկություններին, ապա ամեն ձմեռ մենք կարող ենք դիտել այս զարմանահրաշ գեղեցկությունը։ Ի վերջո, յուրաքանչյուր ձյան փաթիլ ունի վեցանկյունի ձև, սա անփոփոխ է: Բայց բացի վեցանկյուն ձևից, ձյան փաթիլները կարող են տարբեր տեսք ունենալ: Նրանցից յուրաքանչյուրի առաջացման վրա ազդում են օդի խոնավությունը, մթնոլորտային ճնշումը և բնական այլ գործոններ։

Ջրի, ձյան և սառույցի հատկությունները զարմանալի են։ Կարևոր է իմանալ ջրի ևս մի քանի հատկություններ. Օրինակ՝ այն կարողանում է վերցնել այն անոթի ձևը, որի մեջ այն լցվում է։ Երբ ջուրը սառչում է, այն ընդլայնվում է և ունի նաև հիշողություն: Այն կարողանում է հիշել շրջապատող էներգիան, և երբ սառչում է, «վերականգնում» է իր կլանած տեղեկատվությունը։

Մենք ուսումնասիրեցինք բնական հանքանյութը՝ սառույցը. հատկությունները և դրա որակները: Շարունակեք ուսումնասիրել գիտությունը, դա շատ կարևոր և օգտակար է:

Այն գտնվում է ագրեգացիայի վիճակում, որը սենյակային ջերմաստիճանում հակված է գազային կամ հեղուկ ձևի։ Սառույցի հատկությունները սկսել են ուսումնասիրվել հարյուրավոր տարիներ առաջ։ Մոտ երկու հարյուր տարի առաջ գիտնականները պարզեցին, որ ջուրը պարզ միացություն չէ, այլ բարդ քիմիական տարր, որը բաղկացած է թթվածնից և ջրածնից։ Հայտնաբերումից հետո ջրի բանաձեւը դարձավ H2O:

Սառույցի կառուցվածքը

H 2 O-ը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից։ Հանգիստ վիճակում ջրածինը գտնվում է թթվածնի ատոմի գագաթներին: Թթվածինը և ջրածնի իոնները պետք է զբաղեցնեն հավասարաչափ եռանկյան գագաթները. թթվածինը գտնվում է ուղիղ անկյան գագաթին: Ջրի այս կառուցվածքը կոչվում է դիպոլ։

Սառույցը բաղկացած է 11,2% ջրածնից, իսկ մնացածը թթվածին է։ Սառույցի հատկությունները կախված են նրա քիմիական կառուցվածքից։ Երբեմն այն պարունակում է գազային կամ մեխանիկական գոյացություններ՝ կեղտեր։

Սառույցը բնության մեջ առաջանում է մի քանի բյուրեղային տեսակների տեսքով, որոնք կայունորեն պահպանում են իրենց կառուցվածքը զրոյից և ցածր ջերմաստիճաններում, բայց զրոյից և բարձր ջերմաստիճանում այն ​​սկսում է հալվել:

Բյուրեղային կառուցվածք

Սառույցի, ձյան և գոլորշու հատկությունները բոլորովին տարբեր են և կախված են նրանից, որ պինդ վիճակում H 2 O-ը շրջապատված է չորս մոլեկուլներով, որոնք գտնվում են քառանիստի անկյուններում: Քանի որ կոորդինացիոն թիվը փոքր է, սառույցը կարող է բաց կառուցվածք ունենալ: Սա արտացոլվում է սառույցի հատկությունների և դրա խտության մեջ:

Սառցե ձևեր

Սառույցը բնության մեջ ամենատարածված նյութերից է։ Երկրի վրա կան հետևյալ սորտերը.

• գետ;
• լիճ;
• ծովային;
• ֆիրն;
• սառցադաշտ;
• գետնին.

Կա սառույց, որն ուղղակիորեն ձևավորվում է սուբլիմացիայի արդյունքում, այսինքն. գոլորշի վիճակից։ Այս տեսքը ստանում է կմախքի ձև (մենք անվանում ենք ձյան փաթիլներ) և դենդրիտային և կմախքային աճի ագրեգատներ (ցրտահարություն, ցրտահարություն):

Ամենատարածված ձևերից մեկը ստալակտիտներն են, այսինքն՝ սառցալեզվակները: Նրանք աճում են ամբողջ աշխարհում՝ Երկրի մակերեսին, քարանձավներում։ Սառույցի այս տեսակը ձևավորվում է ջրի կաթիլների հոսքից, երբ աշուն-գարուն ժամանակահատվածում ջերմաստիճանի տարբերությունը մոտ զրոյական է:

Սառցե շերտերի տեսքով գոյացությունները, որոնք հայտնվում են ջրամբարների եզրերին, ջրի և օդի սահմանին, ինչպես նաև ջրափոսերի եզրին, կոչվում են սառցե ափեր։

Սառույցը կարող է առաջանալ ծակոտկեն հողերում՝ թելքավոր երակների տեսքով։

Սառույցի հատկությունները

Նյութը կարող է լինել տարբեր վիճակներում: Ելնելով դրանից՝ հարց է առաջանում՝ սառույցի ի՞նչ հատկություն է դրսևորվում այս կամ այն ​​վիճակում։

Գիտնականները տարբերում են ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները. Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները:

Ֆիզիկական հատկություններ

Սառույցի ֆիզիկական հատկությունները ներառում են.

1. Խտություն. Ֆիզիկայի մեջ անհամասեռ միջավայրը ներկայացված է հենց միջավայրի նյութի զանգվածի հարաբերակցության սահմանով այն ծավալին, որում այն ​​պարունակվում է։ Ջրի խտությունը, ինչպես մյուս նյութերը, կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից։ Սովորաբար, հաշվարկներում օգտագործվում է ջրի մշտական ​​խտություն, որը հավասար է 1000 կգ/մ3: Ավելի ճշգրիտ խտության ցուցանիշը հաշվի է առնվում միայն այն դեպքում, երբ անհրաժեշտ է շատ ճշգրիտ հաշվարկներ կատարել՝ պայմանավորված խտության տարբերության արդյունքի կարևորությամբ:
   Սառույցի խտությունը հաշվարկելիս հաշվի է առնվում, թե ինչպիսի ջուր է դարձել սառույց. ինչպես հայտնի է, աղի ջրի խտությունն ավելի մեծ է, քան թորած ջուրը։
2. Ջրի ջերմաստիճանը. Սովորաբար տեղի է ունենում զրոյական աստիճանի ջերմաստիճանում: Սառեցման գործընթացները տեղի են ունենում ընդհատումներով ջերմության արտանետմամբ: Հակադարձ պրոցեսը (հալումը) տեղի է ունենում, երբ ներծծվում է նույն քանակությամբ ջերմություն, որն ազատվել է, բայց առանց թռիչքների, բայց աստիճանաբար։
   Բնության մեջ կան պայմաններ, որոնց դեպքում ջուրը գերսառչում է, բայց չի սառչում։ Որոշ գետեր հեղուկ ջուր են պահում նույնիսկ -2 աստիճան ջերմաստիճանում։
3. ջերմության քանակությունը, որը կլանվում է, երբ մարմինը տաքանում է յուրաքանչյուր աստիճանով: Կա հատուկ ջերմային հզորություն, որը բնութագրվում է ջերմության քանակով, որն անհրաժեշտ է մեկ կիլոգրամ թորած ջուրը մեկ աստիճանով տաքացնելու համար։
4. Սեղմելիություն. Ձյան և սառույցի մեկ այլ ֆիզիկական հատկություն է սեղմելիությունը, որն ազդում է արտաքին ճնշման բարձրացման ազդեցության տակ ծավալի նվազման վրա։ Փոխադարձ մեծությունը կոչվում է առաձգականություն:
5. Սառույցի ուժ.
6. Սառցե գույն. Այս հատկությունը կախված է լույսի կլանումից և ճառագայթների ցրումից, ինչպես նաև սառած ջրի մեջ կեղտերի քանակից։ Գետի և լճի սառույցը առանց օտար կեղտերի տեսանելի է փափուկ կապույտ լույսի ներքո: Ծովային սառույցը կարող է բոլորովին տարբեր լինել՝ կապույտ, կանաչ, կապույտ, սպիտակ, շագանակագույն կամ ունենալ պողպատե երանգ: Երբեմն դուք կարող եք տեսնել սև սառույց: Այն ստանում է այս գույնը շնորհիվ մեծ քանակությամբհանքանյութեր և տարբեր օրգանական կեղտեր:

Սառույցի մեխանիկական հատկությունները

Սառույցի և ջրի մեխանիկական հատկությունները որոշվում են նրանց դիմադրությամբ արտաքին միջավայրի ազդեցության նկատմամբ միավոր տարածքի նկատմամբ: Մեխանիկական հատկությունները կախված են կառուցվածքից, աղիությունից, ջերմաստիճանից և ծակոտկենությունից:

Սառույցը առաձգական, մածուցիկ, պլաստիկ գոյացություն է, սակայն կան պայմաններ, որոնց դեպքում այն ​​դառնում է կոշտ և շատ փխրուն։

Ծովային և քաղցրահամ ջրի սառույցները տարբեր են. առաջինը շատ ավելի ճկուն է և պակաս դիմացկուն:

Նավերով անցնելիս պետք է հաշվի առնել սառույցի մեխանիկական հատկությունները։ Սա կարևոր է նաև սառցե ճանապարհների, անցումների և այլնի օգտագործման ժամանակ:

Ջուրը, ձյունը և սառույցը ունեն նմանատիպ հատկություններ, որոնք որոշում են նյութի բնութագրերը: Բայց միևնույն ժամանակ, այս ցուցանիշների վրա ազդում են բազմաթիվ այլ գործոններ՝ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, պինդ նյութի կեղտերը, ինչպես նաև հեղուկի սկզբնական բաղադրությունը: Սառույցը Երկրի ամենահետաքրքիր նյութերից մեկն է։

Աշխատանք 1

Ձյան փաթիլները որպես ֆիզիկայի երևույթ

Աշխատանքն իրականացրել է Դանիիլ Խոլոդյակովը

Նպատակները. ավելին իմանալ ձյան փաթիլների մասին MKT-ի տեսանկյունից

Նպատակները՝ հասկանալ ձյան փաթիլների ձևավորման բնույթը

1. Ձյան փաթիլների ձևավորում

2. Ձյան փաթիլների ձևեր

3. Բյուրեղների համաչափություն

4. Նույնական ձյան փաթիլներ

5. Գույն և լույս

6. Լրացուցիչ նյութեր

1. Երբևէ նայե՞լ եք ձյան փաթիլին և մտածել, թե ինչպես է այն ձևավորվում և ինչու է այն տարբերվում նախկինում տեսած ձյան այլ տեսակներից:

Ձյան փաթիլները ջրային սառույցի հատուկ ձև են: Ձյան փաթիլները ձևավորվում են ամպերի մեջ, որոնք պատրաստված են ջրային գոլորշիներից: Երբ ջերմաստիճանը 32°F (0°C) կամ ավելի ցուրտ է, ջուրը հեղուկ ձևից վերածվում է սառույցի: Ձյան փաթիլների ձևավորման վրա ազդում են մի քանի գործոններ. Ջերմաստիճանը, օդի հոսանքները, խոնավությունը - այս ամենը ազդում է դրանց ձևի և չափի վրա: Կեղտը և փոշին կարող են խառնվել ջրի մեջ և փոխել բյուրեղների քաշն ու ամրությունը: Կեղտի մասնիկները ձյան փաթիլը դարձնում են ավելի ծանր, կարող են այն ենթարկվել հալման և կարող են առաջացնել բյուրեղի ճաքեր և կոտրվածքներ: Ձյան փաթիլի ձևավորումը դինամիկ գործընթաց է։ Ձյան փաթիլը կարող է հանդիպել շրջակա միջավայրի բազմաթիվ տարբեր պայմանների, երբեմն հալվում է, երբեմն աճում. ձյան փաթիլի կառուցվածքը անընդհատ փոխվում է:

2. Որո՞նք են ձյան փաթիլների ամենատարածված ձևերը:

Սովորաբար, վեցանկյուն բյուրեղները ձևավորվում են բարձր ամպերի մեջ կամ հարթ վեցակողմ բյուրեղները ձևավորվում են միջին բարձրության ամպերի մեջ, իսկ վեցակողմ ձևերի լայն տեսականի ձևավորվում է ցածր ամպերի մեջ: Ավելի ցուրտ ջերմաստիճանները բյուրեղների կողքերին ավելի սուր ծայրերով ձյան փաթիլներ են ստեղծում և կարող են հանգեցնել ճյուղավորվող նետերի: Ավելի տաք պայմաններում արտադրված ձյան փաթիլներն ավելի դանդաղ են աճում, ինչի արդյունքում ավելի հարթ, պակաս բարդ ձև է ստանում:

0; -3°C - բարակ վեցանկյուն թիթեղներ

3; -6° C - ասեղներ

6; -10 ° C - խոռոչ սյուներ

10; -12°C - Սեկտորային թիթեղներ (վեցանկյուններ՝ անցքերով)

12; -15°C - Դենդրիտներ (ժանյակավոր վեցանկյուն ձևեր)

3. Ինչու են ձյան փաթիլները սիմետրիկ:

Նախ, ոչ բոլոր ձյան փաթիլներն են նույնը բոլոր կողմերից։ Անհավասար ջերմաստիճանը, կեղտը և այլ գործոններ կարող են հանգեցնել ձյան փաթիլի շեղ տեսքին: Այնուամենայնիվ, ճիշտ է, որ շատ ձյան փաթիլներ ունեն սիմետրիկ և շատ բարդ կառուցվածք: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ձյան փաթիլի ձևն արտացոլում է ջրի մոլեկուլների ներքին կարգը: Պինդ վիճակում գտնվող ջրի մոլեկուլները, ինչպիսիք են ձյունը և սառույցը, թույլ կապեր են կազմում (կոչվում են ջրածնային կապեր): Այս կարգավորված մեխանիզմները հանգեցնում են ձյան փաթիլի սիմետրիկ, վեցանկյուն ձևին: Բյուրեղացման ժամանակ ջրի մոլեկուլները ենթարկվում են ձգողականության առավելագույն ուժի, իսկ վանող ուժերը նվազեցվում են նվազագույնի։ Հետևաբար, ջրի մոլեկուլները շարվում են տվյալ տարածություններում որոշակի դասավորությամբ, օրինակ՝ տարածություն զբաղեցնելու և սիմետրիա պահպանելու համար:

4. Ճի՞շտ է, որ երկու ձյան փաթիլներ նման չեն:

Այո եւ ոչ. Ոչ մի երկու ձյան փաթիլ երբեք չի լինի նույնական՝ հաշվի առնելով ջրի մոլեկուլների ճշգրիտ թիվը, էլեկտրոնի սպինը, ջրածնի և թթվածնի իզոտոպները և այլն: Մյուս կողմից, երկու ձյան փաթիլները կարող են նույն տեսք ունենալ, և ցանկացած ձյան փաթիլ, հավանաբար, իր նախատիպն է ունեցել պատմության ինչ-որ պահի: Ձյան փաթիլի կառուցվածքը անընդհատ փոխվում է շրջակա միջավայրի պայմանների համաձայն և բազմաթիվ գործոնների ազդեցության տակ, ուստի քիչ հավանական է թվում, որ երկու ձյան փաթիլները նույնական լինեն:

5. Եթե ջուրն ու սառույցը թափանցիկ են, ինչո՞ւ է ձյունը սպիտակ երևում:

Կարճ պատասխանն այն է, որ ձյան փաթիլներն այնքան արտացոլող մակերեսներ ունեն, որ լույսը ցրում են իր բոլոր գույներով, այդ իսկ պատճառով ձյունը սպիտակ է թվում: Երկար պատասխանը կապված է այն բանի հետ, թե ինչպես է մարդու աչքը ընկալում գույնը: Թեև լույսի աղբյուրը չի կարող իսկապես «սպիտակ» գույն ունենալ (օրինակ՝ արևի լույսը, լյումինեսցենտային և շիկացած լույսերը բոլորն ունեն որոշակի գույն), մարդու ուղեղըփոխհատուցում է լույսի աղբյուրը. Այսպիսով, չնայած արևի լույսը դեղին է, և ձյունից ցրված լույսը նույնպես դեղին է, ուղեղը տեսնում է առավելագույն ձյուն սպիտակ, քանի որ ուղեղի ստացած ամբողջ պատկերն ունի դեղին երանգ, որն ինքնաբերաբար հանվում է։

Եզրակացություններ.

1. Ձյան փաթիլները ջրային սառույցի հատուկ ձև են:

2. Ջերմաստիճանը, օդի հոսանքները, խոնավությունը գործոններ են, որոնք ազդում են ձյան փաթիլի ձևի և չափի վրա:

3. Հենց ջրի մոլեկուլների կարգն է որոշում ձյան փաթիլի համաչափությունը։

դրանք իրական ձյան բյուրեղների մեջ:

Աշխատանք 2

Սառույց և ջուր բնության մեջ.

Ստեղծագործությունը կատարել է Գուսևա Ալինան

Նպատակը. նոր բան սովորել:

Առաջադրանքներ.

Հաշվի առեք ջրի նշանակությունը բնության մեջ.

Հասկանալ ջրի հատկությունները և տեսակները;

Ծանոթացեք ջրային սառույցի հիմնական հատկություններին.

Ընդլայնեք ձեր գիտելիքները ընդհանրապես ջրի վերաբերյալ:

Ջուր (ջրածնի օքսիդ) - երկուական անօրգանական միացություն, քիմիական բանաձևով H2O: Ջրի մոլեկուլը բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից, որոնք միացված են կովալենտային կապով։ Նորմալ պայմաններում այն ​​թափանցիկ հեղուկ է, անգույն, անհոտ ու անհամ։ Պինդ վիճակում այն ​​կոչվում է սառույց, ձյուն կամ սառնամանիք, իսկ գազային վիճակում՝ ջրային գոլորշի։ Ջուրը կարող է գոյություն ունենալ նաև հեղուկ բյուրեղների տեսքով։

Երկրի մակերեսի մոտ 71%-ը ծածկված է ջրով (օվկիանոսներ, ծովեր, լճեր, գետեր, սառույց)՝ 361,13 մլն կմ2։ Երկրի վրա ջրի մոտավորապես 96,5%-ը գալիս է օվկիանոսներից (համաշխարհային պաշարների 1,7%-ը ստորերկրյա ջրերն են, ևս 1,7%-ը՝ սառցադաշտերում և սառցադաշտերում Անտարկտիդայում և Գրենլանդիայում, փոքր մասը՝ գետերում, լճերում և ճահիճներում, իսկ 0,001%-ը՝ ամպերում։ ). Երկրագնդի ջրի մեծ մասը աղի է, և այն պիտանի չէ գյուղատնտեսության և խմելու համար։ Քաղցրահամ ջրի տեսակարար կշիռը կազմում է մոտ 2,5%:

Ջուրը լավ բարձր բևեռային լուծիչ է: Բնական պայմաններում այն ​​միշտ պարունակում է լուծված նյութեր (աղեր, գազեր)։ Ջուրն առանցքային նշանակություն ունի Երկրի վրա կյանքի ստեղծման և պահպանման, կենդանի օրգանիզմների քիմիական կառուցվածքի, կլիմայի և եղանակի ձևավորման գործում: Այն էական նյութ է Երկիր մոլորակի բոլոր կենդանի էակների համար:

Մեր մոլորակի մթնոլորտում ջուրը հանդիպում է փոքր կաթիլների, ամպերի և մառախուղի, ինչպես նաև գոլորշու տեսքով։ Խտացման ժամանակ այն մթնոլորտից հեռացվում է տեղումների (անձրև, ձյուն, կարկուտ, ցող) ձևով։ Ջուրը չափազանց տարածված նյութ է տիեզերքում, սակայն ներհեղուկային բարձր ճնշման պատճառով ջուրը չի կարող հեղուկ վիճակում գոյություն ունենալ տարածության վակուումում, ինչի պատճառով այն առկա է միայն գոլորշու կամ սառույցի տեսքով։

Ջրի տեսակները.

Երկրի վրա ջուրը կարող է գոյություն ունենալ երեք հիմնական վիճակում՝ հեղուկ, գազային և պինդ և ձեռք բերել տարբեր ձևեր, որոնք կարող են միաժամանակ գոյակցել միմյանց հետ՝ ջրային գոլորշիներ և ամպեր երկնքում, ծովի ջուր և այսբերգներ, սառցադաշտեր և գետեր երկրի մակերևույթի վրա, ջրատար հորիզոններ՝ գետնին։ Ջուրը հաճախ բաժանվում է տեսակների՝ ըստ տարբեր սկզբունքների։ Ըստ ծագման, բաղադրության կամ կիրառման բնութագրերի՝ տարբերում են, ի թիվս այլ բաների, փափուկ և կոշտ ջուր՝ ըստ կալցիումի և մագնեզիումի կատիոնների պարունակության։ Ըստ մոլեկուլի ջրածնի իզոտոպների՝ թեթև (բաղադրությամբ գրեթե նույնական է նորմալին), ծանր (դեյտերիում), գերծանր ջուր (տրիտում)։ Նաև առանձնանում է՝ թարմ, անձրևային, ծովային, հանքային, աղի, խմելու, ծորակ, թորած, դեոնացված, պիրոգենից զերծ, սուրբ, կառուցվածքային, հալված, ստորգետնյա, թափոններ և մակերեսային ջրեր:

Ֆիզիկական հատկություններ.

Ջուրը նորմալ պայմաններում պահպանում է հեղուկ վիճակ, մինչդեռ ջրածնի համանման միացությունները գազերն են (H2S, CH4, HF)։ Ջրածնի և թթվածնի ատոմների էլեկտրաբացասականության մեծ տարբերության պատճառով էլեկտրոնային ամպերը խիստ թեքում են դեպի թթվածինը։ Այս պատճառով ջրի մոլեկուլ ունի մեծ դիպոլային պահ(D = 1.84, զիջում է միայն հիդրոցյանաթթուն): Պինդ վիճակին անցնելու ջերմաստիճանում ջրի մոլեկուլները դասավորվում են, այս գործընթացում ավելանում են մոլեկուլների միջև բացերի ծավալները և ջրի ընդհանուր խտությունը նվազում է, ինչը բացատրում է պատճառը. սառույցի փուլում ջրի ավելի ցածր խտություն. Գոլորշիացման ժամանակ, ընդհակառակը, բոլոր կապերը կոտրվում են։ Կապերը խզելու համար մեծ էներգիա է պահանջվում, այդ իսկ պատճառով ջուրը ամենաշատը բարձր հատուկ ջերմային հզորությունի թիվս այլ հեղուկների և պինդ նյութերի: Մեկ լիտր ջուրը մեկ աստիճանով տաքացնելու համար պահանջվում է 4,1868 կՋ էներգիա։ Այս հատկության շնորհիվ ջուրը հաճախ օգտագործվում է որպես հովացուցիչ նյութ: Ջուրը, բացի իր բարձր տեսակարար ջերմային հզորությունից, ունի նաև բարձր հատուկ ջերմային արժեքներ հալվելը(0 °C - 333,55 կՋ/կգ) և գոլորշիացում(2250 կՋ/կգ):

Ջուրն ունի նաև բարձր մակերեսային լարվածությունհեղուկների շարքում՝ զիջելով միայն սնդիկին։ Ջրի համեմատաբար բարձր մածուցիկությունը պայմանավորված է նրանով, որ ջրածնային կապերը թույլ չեն տալիս ջրի մոլեկուլները շարժվել տարբեր արագություններով։ Ջուրն է բևեռային նյութերի լավ լուծիչ. Լուծված նյութի յուրաքանչյուր մոլեկուլ շրջապատված է ջրի մոլեկուլներով, և լուծված նյութի մոլեկուլի դրական լիցքավորված մասերը ձգում են թթվածնի ատոմները, իսկ բացասական լիցքավորված մասերը՝ ջրածնի ատոմները։ Քանի որ ջրի մոլեկուլը փոքր է չափերով, շատ ջրի մոլեկուլներ կարող են շրջապատել յուրաքանչյուր լուծված մոլեկուլ մակերեսի բացասական էլեկտրական ներուժը.

Մաքուր ջուր - լավ մեկուսիչ. Քանի որ ջուրը լավ է վճարունակ, դրա մեջ որոշ աղեր գրեթե միշտ լուծված են, այսինքն՝ ջրի մեջ կան դրական և բացասական իոններ։ Դրա շնորհիվ ջուրը փոխանցում է էլեկտրական հոսանք։ Ջրի էլեկտրական հաղորդունակությունը կարող է օգտագործվել ջրի մաքրությունը որոշելու համար:

Ջուրն ունի բեկման ինդեքսը n=1.33օպտիկական տիրույթում: Այնուամենայնիվ, այն ուժեղ կլանում է ինֆրակարմիր ճառագայթումը, և, հետևաբար, ջրի գոլորշին հիմնական բնական ջերմոցային գազն է, որը պատասխանատու է ջերմոցային էֆեկտի ավելի քան 60%-ի համար:

Սառույց - ջուրը ագրեգացման պինդ վիճակում. Սառույցը երբեմն կոչվում է ագրեգացման պինդ վիճակում գտնվող որոշակի նյութեր, որոնք սենյակային ջերմաստիճանում ունեն հեղուկ կամ գազային ձև. մասնավորապես չոր սառույց, ամոնիակ կամ մեթան սառույց:

Ջրային սառույցի հիմնական հատկությունները.

Ներկայումս հայտնի են երեք ամորֆ տեսակներ և սառույցի 15 բյուրեղային ձևափոխություններ։ Նման սառույցի բացվածքային բյուրեղային կառուցվածքը հանգեցնում է նրան, որ դրա խտությունը (հավասար է 916,7 կգ/մ 0 °C-ում) ավելի ցածր է, քան ջրի խտությունը (999,8 կգ/մ) նույն ջերմաստիճանում։ Ուստի ջուրը, վերածվելով սառույցի, ավելացնում է իր ծավալը մոտ 9%-ով։ Սառույցը, լինելով ավելի թեթև, քան հեղուկ ջուրը, ձևավորվում է ջրամբարների մակերեսին, ինչը կանխում է ջրի հետագա սառեցումը։

Միաձուլման բարձր հատուկ ջերմություն սառույցը, որը հավասար է 330 կՋ/կգ, կարևոր գործոն է Երկրի վրա ջերմության շրջանառության համար։ Այսպիսով, 1 կգ սառույցը կամ ձյունը հալեցնելու համար անհրաժեշտ է նույնքան ջերմություն, որքան մեկ լիտր ջուրը 80 °C-ով տաքացնելու համար։ Սառույցը բնության մեջ հանդիպում է հենց սառույցի տեսքով (մայրցամաքային, լողացող, ստորգետնյա), ինչպես նաև ձյան, ցրտահարության և այլնի տեսքով։ Սառույցը սեփական քաշի ազդեցությամբ ձեռք է բերում պլաստիկ հատկություններ և հեղուկություն։ Բնական սառույցը սովորաբար շատ ավելի մաքուր է, քան ջուրը, քանի որ երբ ջուրը բյուրեղանում է, ջրի մոլեկուլներն առաջինն են ձևավորվում ցանցի մեջ:

Նորմալ մթնոլորտային ճնշման դեպքում 0 °C ջերմաստիճանում ջուրը դառնում է պինդ, իսկ 100 °C ջերմաստիճանում եռում է (վերածվում ջրային գոլորշու)։ Ճնշման նվազման հետ սառույցի հալման ջերմաստիճանը դանդաղորեն բարձրանում է, իսկ ջրի եռման ջերմաստիճանը նվազում է։ 611,73 Պա (մոտ 0,006 ատմ) ճնշման դեպքում եռման և հալման կետերը համընկնում են և հավասարվում 0,01 °C։ Այս ճնշումը և ջերմաստիճանը կոչվում են ջրի եռակի կետ . Ավելի ցածր ճնշման դեպքում ջուրը չի կարող հեղուկ լինել, և սառույցը ուղղակիորեն վերածվում է գոլորշու: Սառույցի սուբլիմացիայի ջերմաստիճանը նվազում է ճնշման նվազմամբ։ Բարձր ճնշման դեպքում սառույցի փոփոխություններ են տեղի ունենում սենյակային ջերմաստիճանից բարձր հալման ջերմաստիճաններով:

Ճնշման մեծացման հետ մեկտեղ եռման կետում ջրի գոլորշիների խտությունը նույնպես մեծանում է, իսկ հեղուկ ջրինը՝ նվազում։ 374 °C (647 Կ) ջերմաստիճանի և 22,064 ՄՊա (218 ատմ) ճնշման դեպքում ջուրն անցնում է կրիտիկական կետ. Այս պահին հեղուկ և գազային ջրի խտությունը և այլ հատկությունները նույնն են: Ավելի բարձր ճնշման և/կամ ջերմաստիճանի դեպքում հեղուկ ջրի և ջրի գոլորշու տարբերությունը անհետանում է: Սա ագրեգացման վիճակկոչված « գերկրիտիկական հեղուկ».

Ջուրը կարող է լինել մետակայուն վիճակներ- գերհագեցած գոլորշի, գերտաքացած հեղուկ, գերսառեցված հեղուկ: Այս վիճակները կարող են երկար ժամանակ գոյություն ունենալ, բայց դրանք անկայուն են և ավելի կայուն փուլի հետ շփման դեպքում տեղի է ունենում անցում: Օրինակ, դուք կարող եք ստանալ գերսառեցված հեղուկ սառեցման միջոցով մաքուր ջուր 0 °C-ից ցածր մաքուր անոթում, սակայն, երբ հայտնվում է բյուրեղացման կենտրոն, հեղուկ ջուրն արագ վերածվում է սառույցի։

Տվյալներ.

Միջին հաշվով, բույսերի և կենդանիների մարմինը պարունակում է ավելի քան 50% ջուր:

Երկրի թիկնոցը պարունակում է 10-12 անգամ ավելի շատ ջուր, քան Համաշխարհային օվկիանոսում:

Եթե ​​բոլոր սառցադաշտերը հալվեին, Երկրի օվկիանոսներում ջրի մակարդակը կբարձրանա 64 մ-ով, և ցամաքի մակերեսի մոտ 1/8-ը կհեղեղվի ջրով։

Երբեմն ջուրը սառչում է դրական ջերմաստիճաններում:

Որոշակի պայմաններում (նանոխողովակների ներսում) ջրի մոլեկուլները ձևավորում են նոր վիճակ, որտեղ նրանք պահպանում են հոսելու ունակությունը նույնիսկ բացարձակ զրոյին մոտ ջերմաստիճանում:

Ջուրն արտացոլում է արևի ճառագայթների 5%-ը, իսկ ձյունը՝ մոտ 85%-ը։ Արևի լույսի միայն 2%-ն է թափանցում օվկիանոսի սառույցի տակ։

Օվկիանոսի մաքուր ջրի կապույտ գույնը պայմանավորված է ջրի մեջ լույսի ընտրովի կլանմամբ և ցրմամբ:

Օգտագործելով ծորակներից ջրի կաթիլներ, դուք կարող եք ստեղծել մինչև 10 կիլովոլտ լարում, մի փորձ, որը կոչվում է «Kelvin Dropper»:

Ջուրը բնության եզակի նյութերից է, որն ընդլայնվում է հեղուկից պինդի անցնելիս:

Եզրակացություններ.

Ջուրը պահպանում է ագրեգացման հեղուկ վիճակ, ունի մեծ դիպոլային մոմենտ, բարձր հատուկ ջերմային հզորություն, գոլորշիացման արժեք, բարձր մակերևութային լարվածություն, մակերեսի բացասական էլեկտրական պոտենցիալ և լավ մեկուսիչ և լուծիչ է:

գրականություն

1. Ջուր // Բրոքհաուսի և Էֆրոնի հանրագիտարանային բառարան. 86 հատորով (82 հատոր և 4 լրացուցիչ): - Սանկտ Պետերբուրգ, 1890-1907 թթ.

2. Losev K. S. Ջուր. - Լ.: Gidrometeoizdat, 1989. - 272 p.

3. Հիդրոբիոններ ջրերի ինքնամաքրման և տարրերի կենսագենիկ միգրացիայի մեջ: - M.: MAX-Press. 2008. 200 էջ. Նախաբան՝ թղթակից անդամի. Մալախովա RAS V.V. (Սերիա՝ Գիտություն. Կրթություն. Նորարարություն. Թողարկում 9): ISBN 978-5-317-02625-7 ։

4. Ջրի որակի պահպանման և դրա ինքնամաքրման որոշ հարցերի շուրջ // Ջրային ռեսուրսներ. 2005. հ. 32. թիվ 3. էջ 337-347.

5. Andreev V. G. Պրոտոնների փոխանակման փոխազդեցության ազդեցությունը ջրի մոլեկուլի կառուցվածքի և ջրածնային կապի ուժի վրա: «Գիտության արդի հիմնախնդիրները Ռուսաստանում» V միջազգային գիտաժողովի նյութեր. - Kuznetsk 2008, vol 3 էջ 58-62.

Կարմիր մոլորակի տվյալները վերլուծող գիտնականներն ասում են, որ բոլոր հիմքերը կան ենթադրելու, որ Ֆենիքսը հայտնաբերել է այն, ինչի համար թռչում էր՝ ջրային սառույցը հողի բարակ շերտի տակ: Ապացույցը վառ նյութի սուբլիմացումն է, որը բացահայտվել է հողի վերին շերտը հեռացնելիս:

Մարսի վրա վերջին օրերը հեշտ չէին ամերիկյան զոնդի համար։ Հետազոտողները սկսեցին վերլուծել հողի նմուշները: Ավելին, նրանք ստիպված էին հաղթահարել մի շարք դժվարություններ. Խոսեցինք վառարանի մասամբ խցանված դռան մասին։ Բայց դա միայն սկիզբն էր։

Երբ նմուշները վերջապես լցվեցին բացվածքի մեջ, պարզվեց, որ Մարսի հողը ինչ-որ կերպ խրված է իրար։ Խոշոր հատիկները կպչում են միմյանց, և նրանցից ոչ մեկը չի ուզում մտնել վառարան։ Բանն այն է, որ վառարանի բացվածքը ծածկված է պաշտպանիչ ցանցով՝ յուրաքանչյուրը մեկ միլիմետր անցքերով։ Հետազոտողները հույս ունեին տաքացնել (ստացված գազերը վերլուծելու համար) հենց այդպիսի մանր ավազահատիկները։

Հետագայում հայտնագործվեց հողը «վերազինելու» միջոց։ Ռոբոտի շերեփը թրթռում էր բաց վառարանի վրա, այնպես որ մարսյան ժայռի ամենափոքր մասնիկները աստիճանաբար լցվում էին վառարանի մեջ։ Նմանապես ավազի նմուշները բերվել են մանրադիտակի մոտ:

Ի դեպ, գիտնականները հողի կուտակումը բացատրում են շատ փոքր մասնիկների առկայությամբ, որոնք լրացնում են ավելի մեծ հատիկների միջև եղած բացերը, հնարավոր է՝ ցեմենտի դեր կատարող որոշակի բաղադրիչի հետ միասին։

Մարսի ավազի նմուշ մանրադիտակի տակ. Սանդղակի սանդղակը մեկ միլիմետր է (լուսանկար NASA/JPL-Caltech/Արիզոնայի համալսարան):

Մանրադիտակի տակ վերցված նմուշը բացահայտեց մոտ հազար առանձին մասնիկներ, որոնցից շատերը տասն անգամ փոքր էին մարդու մազի տրամագծից։

Հետազոտողները ասում են, որ այստեղ տեսել են առնվազն չորս տարբեր հանքանյութեր: Օրինակ, կան մեծ սեւ ապակե մասնիկներ եւ փոքր կարմիր:

Փորձագետները կարծում են, որ այս հավաքածուն արտացոլում է հողի պատմությունը. թվում է, որ հրաբխային ծագման սկզբնական մասնիկները չափերով կրճատվել են եղանակային պայմանների պատճառով մինչև երկաթի ավելի բարձր կոնցենտրացիա ունեցող հատիկներ:

Հիմա սառույցի մասին. Գիտնականները սկսել են «կասկածներ» ունենալ դեռ հունիսի սկզբին։ Բայց առաջին նմուշը ջեռոցում տաքացնելով ջրային գոլորշիների հետքեր չհայտնաբերվեցին։

Բայց Մարսի հետազոտողները սառույցի առկայության ապացույցներ ստացան շնորհիվ ավելի վաղ ռոբոտի կողմից փորված Dodo-Goldilocks խրամատի լուսանկարների (ավելի ճիշտ, սկզբում դրանք երկու հարակից խրամատներ էին, որոնք հետագայում միավորվեցին մեկի մեջ, հետևաբար կրկնակի անվանումը): Սկզբում առկա հողի մի քանի թեթև կույտերն անհետացել են հետագա շրջանակներում:

«Դա պետք է լինի սառույց», - ասում է առաքելության գիտնական Փիթեր Սմիթը Արիզոնայի համալսարանից, Տուսոն: «Այս գոյացությունները գրեթե ամբողջությամբ անհետացան մի քանի օրվա ընթացքում, ինչը կատարյալ ապացույց է, որ դա սառույց է»: Նախկինում արտահայտվում էր այն միտքը, որ վառ նյութերը աղն են։ Բայց աղը չի կարող գոլորշիանալ»։

Վերևում՝ Dodo-Goldilocks խրամատը նկարահանվել է հունիսի 13-ին: Այս խազի լայնությունը 22 է, իսկ երկարությունը՝ 35 սանտիմետր։ Ամենամեծ խորությունը (շրջանակի ստորին հատվածի տարածքը) հասնում է 8 սանտիմետրի։ Ստորև՝ հունիսի 15-ին և 18-ին արված կադրերը (առաքելության 20-րդ և 24-րդ օրը): Լույսի տարածքները դառնում են ավելի փոքր, և խրամատի ստորին ձախ անկյունում անհետանում են թեթև նյութի մի քանի հատիկներ (լուսանկարները՝ NASA/JPL-Caltech/Arizona համալսարան/Տեխասի A&M համալսարան):

Բացի այդ, սարքի շուրջ մի շարք խրամատներ փորելիս, ռոբոտի ձեռքը փափուկ հողի համեմատաբար բարակ շերտի տակ բախվեց կոշտ հողի: Ընդ որում, մոտավորապես նույն խորության վրա բոլոր խրամատներում։

Սառույց- հանքային քիմիական բանաձև H 2 O, ներկայացնում է ջուրը բյուրեղային վիճակում:
Սառույցի քիմիական բաղադրությունը՝ H – 11,2%, O – 88,8%. Երբեմն այն պարունակում է գազային և պինդ մեխանիկական կեղտեր։
Բնության մեջ սառույցը ներկայացված է հիմնականում մի քանի բյուրեղային փոփոխություններից մեկով, որը կայուն է 0-ից 80°C ջերմաստիճանի միջակայքում, հալման կետով 0°C։ Հայտնի են սառույցի և ամորֆ սառույցի 10 բյուրեղային ձևափոխումներ։ Ամենաշատ ուսումնասիրվածը 1-ին մոդիֆիկացիայի սառույցն է՝ բնության մեջ հայտնաբերված միակ փոփոխությունը: Բնության մեջ սառույցը հանդիպում է բուն սառույցի (մայրցամաքային, լողացող, ստորգետնյա և այլն), ինչպես նաև ձյան, ցրտահարության և այլնի տեսքով։

Տես նաեւ:

ԿԱՌՈՒՑՎԱԾՔ

Սառույցի բյուրեղային կառուցվածքը նման է կառուցվածքին. յուրաքանչյուր H 2 0 մոլեկուլ շրջապատված է իրեն ամենամոտ չորս մոլեկուլներով, որոնք գտնվում են նրանից հավասար հեռավորության վրա՝ հավասար 2,76 Ա և տեղակայված են կանոնավոր քառաեդրոնի գագաթներում։ Ցածր կոորդինացիոն թվի պատճառով սառցե կառուցվածքը բաց է, ինչը ազդում է դրա խտության վրա (0,917): Սառույցն ունի վեցանկյուն տարածական վանդակ և ձևավորվում է 0°C ջերմաստիճանում ջրի և մթնոլորտային ճնշման սառեցման արդյունքում։ Սառույցի բոլոր բյուրեղային մոդիֆիկացիաների վանդակն ունի քառանիստ կառուցվածք։ Սառցե միավորի բջիջի պարամետրերը (t 0°C-ում). Երբ ջերմաստիճանը նվազում է, դրանք շատ քիչ են փոխվում։ Սառցե ցանցի H 2 0 մոլեկուլները միմյանց հետ կապված են ջրածնային կապերով։ Ջրածնի ատոմների շարժունակությունը սառցե ցանցում շատ ավելի բարձր է, քան թթվածնի ատոմների շարժունակությունը, ինչի պատճառով մոլեկուլները փոխում են իրենց հարեւանները։ Սառցե ցանցում մոլեկուլների զգալի թրթռումային և պտտվող շարժումների առկայության դեպքում տեղի են ունենում մոլեկուլների թարգմանական թռիչքներ դրանց տարածական կապի վայրից՝ խախտելով հետագա կարգը և առաջացնելով տեղահանումներ։ Սա բացատրում է սառույցի հատուկ ռեոլոգիական հատկությունների դրսևորումը, որոնք բնութագրում են սառույցի անդառնալի դեֆորմացիաների (հոսքի) և դրանց առաջացրած սթրեսների (պլաստիկություն, մածուցիկություն, զիջման ուժ, սողում և այլն) հարաբերությունները: Այս հանգամանքների շնորհիվ սառցադաշտերը հոսում են նմանապես բարձր մածուցիկ հեղուկների, և այդպիսով բնական սառույցակտիվորեն մասնակցել Երկրի ջրի ցիկլին: Սառցե բյուրեղները համեմատաբար մեծ են չափերով (լայնակի չափսերը միլիմետրի ֆրակցիաներից մինչև մի քանի տասնյակ սանտիմետր): Դրանք բնութագրվում են մածուցիկության գործակցի անիզոտրոպությամբ, որի արժեքը կարող է տատանվել մեծության մի քանի կարգով։ Բյուրեղները ունակ են վերակողմնորոշվել բեռների ազդեցության տակ, ինչը ազդում է դրանց փոխակերպման և սառցադաշտերի հոսքի արագության վրա:

ՀԱՏԿՈՒԹՅՈՒՆՆԵՐ

Սառույցը անգույն է։ Մեծ կլաստերներում այն ​​ընդունում է կապտավուն երանգ։ Ապակու փայլ. Թափանցիկ. Այն դեկոլտե չունի։ Կարծրություն 1.5. Փխրուն. Օպտիկապես դրական, բեկման ինդեքսը շատ ցածր է (n = 1.310, nm = 1.309): Բնության մեջ հայտնի են սառույցի 14 փոփոխություններ։ Ճիշտ է, ամեն ինչ, բացի ծանոթ սառույցից, որը բյուրեղանում է վեցանկյուն համակարգում և կոչվում է սառույց I, ձևավորվում է էկզոտիկ պայմաններում՝ շատ ցածր ջերմաստիճաններում (մոտ -110150 0C) և բարձր ճնշումներ, երբ ջրի մոլեկուլում փոխվում են ջրածնային կապերի անկյունները և ձևավորվում են վեցանկյունից այլ համակարգեր։ Նման պայմանները նման են տիեզերքի պայմաններին և Երկրի վրա չեն լինում: Օրինակ, -110 °C-ից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում ջրի գոլորշին նստում է մետաղյա ափսեի վրա ութանիստ ձևով և խորանարդի մի քանի նանոմետր չափերով. սա այսպես կոչված խորանարդ սառույց է: Եթե ​​ջերմաստիճանը մի փոքր բարձր է –110 °C-ից, իսկ գոլորշիների կոնցենտրացիան շատ ցածր է, ափսեի վրա ձևավորվում է չափազանց խիտ ամորֆ սառույցի շերտ:

ՄՈՐՖՈԼՈԳԻԱ

Սառույցը բնության մեջ շատ տարածված հանքանյութ է։ Երկրակեղևում կան սառույցի մի քանի տեսակներ՝ գետ, լիճ, ծով, գետնին, եղևնի և սառցադաշտ: Ավելի հաճախ ձևավորում է մանր բյուրեղային հատիկների ագրեգատային կլաստերներ։ Հայտնի են նաև բյուրեղային սառցե գոյացումներ, որոնք առաջանում են սուբլիմացիայի միջոցով, այսինքն՝ անմիջապես գոլորշի վիճակից։ Այս դեպքերում սառույցը հայտնվում է որպես կմախքի բյուրեղներ (ձյան փաթիլներ) և կմախքի և դենդրիտային աճի ագրեգատներ (քարանձավի սառույց, ցրտահարություն, ցրտահարություն և նախշեր ապակու վրա): Գտնվում են խոշոր, լավ կտրված բյուրեղներ, բայց շատ հազվադեպ: Ն.Ն. Ստուլովը նկարագրել է սառցե բյուրեղներ Ռուսաստանի հյուսիս-արևելյան մասում, որոնք հայտնաբերվել են մակերևույթից 55-60 մ խորության վրա, ունեն իզոմետրիկ և սյունաձև տեսք, իսկ ամենամեծ բյուրեղի երկարությունը 60 սմ է, իսկ հիմքի տրամագիծը՝ Սառցե բյուրեղների վրա պարզ ձևերից 15 սմ են հայտնաբերվել միայն վեցանկյուն պրիզմայի (1120), վեցանկյուն երկպիրամիդի (1121) և պինակոիդի (0001):
Սառցե ստալակտիտները, որոնք խոսակցական լեզվով կոչվում են «սառցաբեկորներ», ծանոթ են բոլորին: Աշուն-ձմեռ սեզոններին մոտ 0° ջերմաստիճանի տարբերություններով նրանք աճում են Երկրի մակերեսի վրա ամենուր՝ հոսող և կաթող ջրի դանդաղ սառեցմամբ (բյուրեղացումով): Դրանք տարածված են նաև սառցե քարանձավներում։
Սառցե ափերը սառույցից պատրաստված սառցե ծածկույթի շերտեր են, որոնք բյուրեղանում են ջր-օդի սահմանին ջրամբարների եզրերին և սահմանակից են ջրափոսերի եզրերին, գետերի, լճերի, լճակների, ջրամբարների ափերին և այլն: մնացած ջրային տարածքի հետ, որը չի սառչում: Երբ նրանք ամբողջությամբ աճում են միասին, ջրամբարի մակերեսին առաջանում է շարունակական սառցե ծածկ։
Սառույցը ծակոտկեն հողերում առաջացնում է նաև զուգահեռ սյունակային ագրեգատներ՝ թելքավոր երակների, իսկ դրանց մակերեսին սառցե անթոլիտների տեսքով։

Ծագում

Սառույցը ձևավորվում է հիմնականում ջրային ավազաններում, երբ օդի ջերմաստիճանը նվազում է։ Միաժամանակ ջրի մակերեսին հայտնվում է սառցե ասեղներից կազմված սառցե շիլա։ Ներքևից նրա վրա աճում են երկար սառցե բյուրեղներ, որոնց վեցերորդ կարգի համաչափության առանցքները գտնվում են ընդերքի մակերեսին ուղղահայաց։ Սառցե բյուրեղների միջև փոխհարաբերությունները ձևավորման տարբեր պայմաններում ներկայացված են Նկ. Սառույցը տարածված է ամենուր, որտեղ կա խոնավություն և որտեղ ջերմաստիճանը իջնում ​​է 0°C-ից ցածր: Որոշ տարածքներում գետնի սառույցը հալչում է միայն փոքր խորության վրա, որից ներքև սկսվում է մշտական ​​սառույցը: Սրանք այսպես կոչված հավերժական սառցե տարածքներն են. երկրակեղևի վերին շերտերում հավերժական սառույցի տարածման վայրերում հանդիպում են այսպես կոչված. ստորգետնյա սառույց, որոնց թվում առանձնանում են ժամանակակից և բրածո ստորգետնյա սառույցները։ Երկրի ընդհանուր ցամաքի առնվազն 10%-ը ծածկված է սառցադաշտերով, որոնք կազմում են միաձույլ սառցե ապարը, որը կոչվում է սառցադաշտ: Սառցադաշտային սառույցը առաջանում է հիմնականում ձյան կուտակումից՝ դրա խտացման և փոխակերպման արդյունքում։ Սառցե շերտը ծածկում է Գրենլանդիայի և գրեթե ողջ Անտարկտիդայի 75%-ը; սառցադաշտերի ամենամեծ հաստությունը (4330 մ) գտնվում է Բիրդ կայարանի մոտ (Անտարկտիկա): Կենտրոնական Գրենլանդիայում սառույցի հաստությունը հասնում է 3200 մ-ի։
Սառույցի հանքավայրերը հայտնի են։ Ցուրտ, երկար ձմեռներով շրջաններում և կարճ ամառ, ինչպես նաև բարձր լեռնային շրջաններում ձևավորվում են սառցե քարանձավներ ստալակտիտներով և ստալագմիտներով, որոնցից ամենահետաքրքիրն են Կունգուրսկայան Ուրալի Պերմի շրջանում, ինչպես նաև Սլովակիայի Դոբշին քարանձավը։
Երբ ծովի ջուրը սառչում է, առաջանում է ծովի սառույց: Բնութագրական հատկություններ ծովային սառույցեն աղիությունը և ծակոտկենությունը, որոնք որոշում են դրա խտության միջակայքը 0,85-ից մինչև 0,94 գ/սմ 3: Նման ցածր խտության պատճառով սառցաբեկորները ջրի մակերևույթից բարձրանում են իրենց հաստության 1/7-1/10-ով։ Ծովի սառույցը սկսում է հալվել -2,3°C-ից բարձր ջերմաստիճանում; այն ավելի առաձգական է և ավելի դժվար է կտոր-կտոր անել, քան քաղցրահամ ջրի սառույցը:

ԴԻՄՈՒՄ

1980-ականների վերջին Արգոնի լաբորատորիան մշակեց սառցե ցեխի պատրաստման տեխնոլոգիա, որը կարող է ազատորեն հոսել տարբեր տրամագծերի խողովակներով՝ առանց սառույցի կուտակումների, միմյանց կպչելու կամ սառեցման համակարգերի խցանման: Աղի ջրի կախոցը բաղկացած էր շատ փոքր կլոր ձևով սառցե բյուրեղներից: Դրա շնորհիվ ջրի շարժունակությունը պահպանվում է և, միևնույն ժամանակ, ջերմային տեխնիկայի տեսակետից այն ներկայացնում է սառույց, որը 5-7 անգամ ավելի արդյունավետ է, քան պարզ. սառը ջուրշենքերի հովացման համակարգերում. Բացի այդ, նման խառնուրդները խոստումնալից են բժշկության համար։ Կենդանիների վրա կատարված փորձերը ցույց են տվել, որ սառցե խառնուրդի միկրոբյուրեղները հիանալի կերպով անցնում են բավականին փոքր արյունատար անոթներ և չեն վնասում բջիջներին: «Սառցե արյունը» երկարացնում է այն ժամանակը, որի ընթացքում զոհը կարող է փրկվել: Ասենք, սրտի կանգի դեպքում այս ժամանակը, պահպանողական գնահատականներով, 10-15-ից 30-45 րոպեի է հասնում։
Սառույցի օգտագործումը որպես կառուցվածքային նյութ լայնորեն տարածված է բևեռային շրջաններում բնակարանների՝ իգլոների կառուցման համար։ Սառույցը Դ.Պայքի առաջարկած Pikerit նյութի մի մասն է, որից առաջարկվել է պատրաստել աշխարհի ամենամեծ ավիակիրը։

Սառույց - H 2 O

ԴԱՍԱԿԱՐԳՈՒՄ