Az élet kérdéséről egy sodródó állomáson. Továbbra is megvitatjuk, hogyan élnek a sarkkutatók a zord északon

A sarki jégtömbök és jéghegyek sodródnak az óceánban, és még az italokban sem süllyed a jég a fenékre. Megállapíthatjuk, hogy a jég nem süllyed el a vízben. Miért? Ha belegondolunk, ez a kérdés kissé furcsának tűnhet, mert a jég szilárd, és – intuitív módon – nehezebbnek kell lennie, mint a folyadéknak. Bár ez az állítás a legtöbb anyagra igaz, a víz kivétel a szabály alól. A vizet és a jeget a hidrogénkötések különböztetik meg, amelyek szilárd állapotában könnyebbé teszik a jeget, mint folyékony állapotban.

Tudományos kérdés: miért nem süllyed el a jég a vízben?

Képzeljük el, hogy a „Világ körülöttünk” című leckében vagyunk a 3. osztályban. „Miért nem süllyed a jég a vízben?” – kérdezi a tanár a gyerekektől. A gyerekek pedig mély fizikaismeret nélkül kezdenek érvelni. – Talán ez varázslat? - mondja az egyik gyerek.

Valójában a jég rendkívül szokatlan. Gyakorlatilag nincs más természetes anyag, amely szilárd állapotban lebeghetne a folyadék felszínén. Ez az egyik olyan tulajdonság, amely a vizet olyan szokatlan anyaggá teszi, és őszintén szólva ez az, ami megváltoztatja a bolygófejlődés útját.

Vannak olyan bolygók, amelyek hatalmas mennyiségű folyékony szénhidrogént tartalmaznak, például az ammóniát – azonban amikor ez az anyag megfagy, lesüllyed a fenékre. A jég nem süllyed el a vízben az az oka, hogy amikor a víz megfagy, akkor kitágul, és ezzel együtt a sűrűsége is csökken. Érdekes módon a jég tágulása széttörheti a köveket – a víz eljegesedésének folyamata annyira szokatlan.

Tudományosan szólva, a fagyási folyamat gyors időjárási ciklusokat hoz létre, és bizonyos, a felszínre kerülő vegyszerek feloldhatják az ásványokat. A víz megfagyása általában olyan folyamatokat és lehetőségeket foglal magában, amelyekre más folyadékok fizikai tulajdonságai nem utalnak.

A jég és a víz sűrűsége

Így arra a kérdésre, hogy a jég miért nem süllyed el a vízben, hanem úszik a felszínen, az a válasz, hogy kisebb a sűrűsége, mint a folyadéké – ez azonban első szintű válasz. A jobb megértéshez tudnod kell, miért alacsony a jég sűrűsége, miért úsznak a dolgok először, és hogyan okozza a sűrűség az úszást.

Emlékezzünk a görög zsenire, Arkhimédészre, aki rájött, hogy egy bizonyos tárgy vízbe merítése után a víz térfogata a bemerített tárgy térfogatával megegyező számmal nő. Más szóval, ha egy mély edényt helyezünk a víz felszínére, majd belehelyezünk egy nehéz tárgyat, akkor az edénybe ömlő víz térfogata pontosan megegyezik a tárgy térfogatával. Nem számít, hogy a tárgy teljesen vagy részben elmerül.

A víz tulajdonságai

A víz egy csodálatos anyag, amely elsősorban a földi életet táplálja, mert minden élő szervezetnek szüksége van rá. A víz egyik legfontosabb tulajdonsága, hogy 4°C-on van a legnagyobb sűrűsége. Így a forró víz vagy a jég kevésbé sűrű, mint a hideg víz. A kevésbé sűrű anyagok a sűrűbb anyagok tetején lebegnek.

Például egy saláta elkészítésekor észreveheti, hogy az olaj az ecet felületén van - ez azzal magyarázható, hogy kisebb a sűrűsége. Ugyanez a törvény arra is érvényes, hogy megmagyarázza, miért nem süllyed el a jég a vízben, de miért süllyed a benzinben és a kerozinban. Csupán arról van szó, hogy ennek a két anyagnak kisebb a sűrűsége, mint a jégnek. Tehát, ha egy felfújható labdát bedobunk egy medencébe, az a felszínen lebeg, de ha egy követ dobunk a vízbe, az a fenékre süllyed.

Milyen változások történnek a vízzel, amikor megfagy?

A jég nem süllyed el a vízben a hidrogénkötéseknek köszönhető, amelyek a víz megfagyásakor megváltoznak. Mint tudják, a víz egy oxigénatomból és két hidrogénatomból áll. Hihetetlenül erős kovalens kötések kötik össze őket. A különböző molekulák között létrejövő kötések másik típusa, az úgynevezett hidrogénkötés azonban gyengébb. Ezek a kötések azért jönnek létre, mert a pozitív töltésű hidrogénatomok vonzódnak a szomszédos vízmolekulák negatív töltésű oxigénatomjaihoz.

Amikor a víz meleg, a molekulák nagyon aktívak, sokat mozognak, gyorsan kötést alakítanak ki és szakítanak meg más vízmolekulákkal. Megvan nekik az energiájuk ahhoz, hogy közelebb kerüljenek egymáshoz és gyorsan mozogjanak. Miért nem süllyed el a jég a vízben? A kémia rejti a választ.

A jég fizikai-kémiája

A víz hőmérsékletének 4°C alá süllyedésével a folyadék mozgási energiája csökken, így a molekulák már nem mozognak. Nincs elegendő energiájuk ahhoz, hogy olyan könnyen mozogjanak, felszakadjanak és kötéseket alkossanak, mint magas hőmérsékleten. Ehelyett több hidrogénkötést képeznek más vízmolekulákkal, és hatszögletű rácsszerkezeteket alkotnak.

Azért alkotják ezeket a struktúrákat, hogy távol tartsák egymástól a negatív töltésű oxigénmolekulákat. A molekulák tevékenysége következtében kialakuló hatszögek közepén nagy az üresség.

A jég elsüllyed a vízben – okok

A jég valójában 9%-kal kisebb sűrűségű, mint a folyékony víz. Ezért a jég több helyet foglal el, mint a víz. Gyakorlatilag ennek van értelme, mert a jég kitágul. Éppen ezért nem ajánlott egy üveg vizet lefagyasztani – a fagyott víz még a betonban is nagy repedéseket okozhat. Ha van egy literes üveg jég és egy literes palack víz, akkor egy jeges vizes palack könnyebb lesz. A molekulák ezen a ponton távolabb vannak egymástól, mint amikor az anyag folyékony állapotban van. Ez az oka annak, hogy a jég nem süllyed a vízben.

A jég olvadásával a stabil kristályszerkezet felbomlik és sűrűbbé válik. Amikor a víz 4°C-ra melegszik, energiát nyer, és a molekulák gyorsabban és távolabb mozognak. Ez az oka annak, hogy a meleg víz több helyet foglal el, mint a hideg, és a hideg víz tetején lebeg - kevésbé sűrű. Ne feledje, ha a tavon tartózkodik, úszás közben a víz felső rétege mindig kellemes és meleg, de ha mélyebbre teszi a lábát, az alsó réteg hidegét érzi.

A folyamat jelentősége a bolygó működésében

Annak ellenére, hogy a kérdés: „Miért nem süllyed el a jég a vízben?” A 3. osztály számára nagyon fontos megérteni, miért történik ez a folyamat, és mit jelent ez a bolygó számára. Így a jég felhajtóerejének fontos következményei vannak a földi életre nézve. télen hideg helyeken - ez lehetővé teszi a halak és más vízi állatok túlélését a jégtakaró alatt. Ha a fenék befagyna, nagy a valószínűsége annak, hogy az egész tó befagyhat.

Ilyen körülmények között egyetlen élőlény sem maradna életben.

Ha a jég sűrűsége nagyobb lenne, mint a víz sűrűsége, akkor az óceánok jege elsüllyedne, és a jégsapkák, amelyek ebben az esetben az alján lennének, nem engednének senkinek, hogy ott éljen. Az óceán feneke tele lenne jéggel – és mivé válik az egész? A sarki jég többek között azért is fontos, mert visszaveri a fényt, és megakadályozza a Föld bolygó túlmelegedését.

Tantárgy: Jeges tenger .

Az óra célja: A Jeges-tenger, mint természetes közösség fogalmának kialakítása.

Nevelési: A Jeges-tenger természetével kapcsolatos ismeretek formálása:Ismerkedjen meg a Jeges-tenger lakóival, tudja elmagyarázni az élő szervezetek Jeges-tengeri élethez való alkalmazkodásának jellemzőit.

Nevelési: Fejlessze az információval való munkavégzés készségeit (különböző módon dolgozza fel, legyen kritikus az információval szemben), fejlessze a beszédet és a memóriát.Határozza meg az óra témáját és céljait; információkat kapni különböző forrásokból;

​ elemezze az olvasott szöveget.

Nevelési: fejleszti a kíváncsiságot, érdeklődést a tantárgy iránt, bővíti a tanulók látókörét, alakítja ki a vágyat az új dolgok elsajátítására,hallgasd meg társaid válaszait; hallgassa és érzékelje a tanár beszédét.

Felszerelés: elektronikus prezentáció,tankönyv, Oroszország természeti övezeteinek térképe, szótár.

Az órák alatt

én . Idő szervezése.

Helló srácok. Vendégeink vannak az órán. Köszöntsük őket.

A világ körülöttünk

Érdekes tudni

Titkai és rejtélyei

Készen állsz a megoldásra?

Házi feladat ellenőrzése.

2. Az ismeretek frissítése

Találd ki a rejtvényeket:

Tengerekből áll.
Nos, gyere, válaszolj gyorsan.
Ez nem egy pohár víz,
Ó, hatalmas... óceán

A Föld felszínén sokféle víztest található. Szerinted melyik a legnagyobb víztest? (óceán)

Olvasásszótárban arról, hogy mi azóceán.

(Az óceán a Világóceánnak a kontinensek között elhelyezkedő része)

Hány óceán van a Földön? (4) Munka világtérképpel.

Melyik a legnagyobb? Melyik kicsi?

Milyen mély? Melyik nem túl mély?

Melyik a legmelegebb óceán? Melyik a leghidegebb?

Van élet az óceánban?

És a hidegben?

Ma ebbe a hideg óceánba nézünk.

2. Dolgozzon az óra témáján!

Ön szerint milyen éghajlati viszonyok között terül el a Jeges-tenger?

Igen, ott nagyon hideg van. Mind a növény-, mind az állatvilágot a zord életkörülményekhez kell igazítani.

Ha hosszú-hosszú ideig megyünk északra anélkül, hogy megfordulnánk vagy eltérnénk sehol, akkor eljutunk az Északi-sarkra. A Földnek ezt a régióját régóta Északi-sarkvidéknek nevezték - a görög arkticos szóból - északinak, ahogy az ókori görögök az égbolt északi részén található Ursa Major csillagképet nevezték.

Ma az órán a „Mi és a körülöttünk lévő világ” klub újabb találkozóját tartjuk. A Jeges-tenger tanulmányozásának szenteljük. Négy csoportra fogunk osztani: geográfusok, biológusok, zoológusok és ökológusok. Klubunk ülése a tervek szerint kerül megrendezésre: (táblán)

A Jeges-tenger elhelyezkedése és az élettelen természet jellemzői (földrajzkutatók csoportja).

A Jeges-tenger növényei (biológusok csoportja).

A Jeges-tenger állatai (zoológusok csoportja).

Az Északi-sarkvidék és az emberek (ökológusok csoportja).

Átadjuk a szót egy csoport geográfusnak.

Az élettelen természet elhelyezkedése és jellemzői

A Jeges-tenger a világ leghidegebb óceánja. Az óceán és szigeteinek felszínének nagy részét egész évben többéves jég borítja, legfeljebb 5 méter vastagságig. Csak néhol a szigeteken nincs jég, de még itt is sok méter mélyen fagy meg a talaj. Az ilyen szigeteken nem képződik talaj.

A Jeges-tenger természete nagyon kemény. Télen POLAR NIGHT van. Október közepétől februárig a nap egyáltalán nem látszik. Erős szél fúj, hetekig hóviharok söpörnek, a levegő hőmérséklete gyakran -60°C-ra süllyed. A sarki éjszaka során itt figyelheti meg az egyik csodálatos természeti jelenséget - az ÉSZAKI FÉNYT. Szemtanúk azt mondják, hogy az aurora úgy néz ki, mint egy bizarr függöny, amely himbálózik a sötét égen. A függöny többszínű, világító csíkokra van osztva, amelyek a szivárvány tiszta színeivel ragyognak.

Nyáron POLAR NAP van SLO-ban. Több hónapig a nap 24 órájában van fény. De a nap alacsonyan emelkedik a horizont fölé, és a hőmérséklet ritkán emelkedik 3-4°C fölé. Ezért az évszázados jégnek még egy hosszú sarki nap alatt sincs ideje megolvadni.

Fizminutka .

Három medve sétált hazafelé.

Apa nagy volt, nagy.

Anya egy kicsit alacsonyabb.

Nos, a fiam még csak egy kisbaba.

Nagyon kicsi volt

Csörgőkkel járkált.

Adjuk át a szót egy biológuscsoportnak.

Növények

Csak az ellenálló és szerény növények képesek elviselni a zord természeti viszonyokat. Nagy területeket foglalnak el a kőlerakók. Szinte nincs talaj. Nyáron helyenként elolvad a hó, kitárulnak a kövek. Rajtuk nőnek a zuzmók, úgy néznek ki, mint a szürke söpredék. A zuzmók csodálatos élőlények. A zuzmó nagy része vékony fehér vagy színtelen csövekből áll. Ezek gombaszálak. Minden gombatest ilyen csövekből áll. A gomba csövek között pedig smaragd golyók. Ezek kis algák. A MONSTER - mint minden zuzmó, két szervezetből áll - egy gombából és egy algából, egyesítve egybe. Nedves állapotban a moha puha és rugalmas. De száradás után törékennyé válik és könnyen összeomlik. A legkisebb morzsáit a szél könnyen hordja, és képesek gyökeret verni. A moha főként így szaporodik. A rénszarvasmoha a rénszarvasok fő tápláléka. A szarvasok télen a hó alatt is szaglásból találják meg.

Az óceán déli vidékein itt-ott találhatunk SZÁRI MÁKOKAT és kúszósarki fűzfúzokat. Könnyen összetéveszthetők a lágyszárúkkal, mert mindössze 5-10 centiméter magasak.

Adjuk át a szót egy csoport zoológusnak.

Állatok

A rozmárok és fókák megfagyását vastag bőr alatti zsírréteg akadályozza meg. A rozmár a fókák közeli rokonai, nagyok és erősek, és kevesen merik megtámadni őket. Két hosszú agyaruk van, amiket harcokban használnak, és arra, hogy kiszálljanak a vízből a jégre pihenni. A rozmároknak erős ajkaik vannak, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy ehető kagylókat szívjanak ki a héjukból. Egy rozmár 3000 kagylót tud megenni egy nap.

A JEGESMEDVÉN vastag bundája van, amely jól tartja a hőt. A sarkvidéki óriás napokig bolyong a havas sivatagban zsákmányt keresve. Órákig tud feküdni egy lyuk közelében a jégben, és arra vár, hogy egy fóka levegőhöz jusson. A jegesmedvék a Jeges-tenger legnagyobb és legerősebb állatai, senki sem támadja meg őket. A tél közepén kölykeik havas odúkban születnek. Az anya a tejével eteti őket, de addig nem eszik semmit, amíg fel nem melegszik ahhoz, hogy vadászni menjen. A jegesmedvék kiváló szaglással rendelkeznek, és nagyon gyorsan tudnak futni a jégen, üldözve a zsákmányt. Jól úsznak és búvárkodnak. Nyáron fűvel, zuzmóval, áfonyával és lemmingekkel táplálkoznak.

A sziklás partokon madártelepek találhatók. Sok tengeri madár fészkel itt: lundák, guillemots, lundák, különböző típusú sirályok. A part mentén libák és kacsák élnek. Közülük a leghíresebbek a pehelypajzsok, amelyek puha, meleg pehelyűek. Egyes állatok egész évben élhetnek a Jeges-tengeren. Más állatok csak nyáron látogatják ezeket a helyeket, amikor a jég elolvad és a tenger megtisztul a jégtől. A nyáron növő növények sok állat fő táplálékforrásai.

Milyen alkalmazkodásuk van ezekhez az életkörülményekhez?

Vegyünk egy állatfajtát és költöztessük magunkhoz.

Például: Élhet-e a jegesmedve a mi körülményeink között?

Miért ne?

Munka könyvvel

- Srácok, figyeljetek. Most kérdéseket teszek fel neked, és neked kell válaszolnod.

Lássuk, melyikőtök a legfigyelmesebb és legaktívabb.

Melyik sarkkutatókra emlékszel?

Mit gondoltak korábban a sarkkutatók?

mi újat tanultál?

Mi van a "Föld tetején"?

Manapság milyen készülékkel vizsgálják az óceánt?

Egy szó a környezetvédőinktől.

SLO és az ember .

A Jeges-tengeren nincsenek állandó emberi települések. Itt azonban emberek élnek. Az Atlanti-óceántól a Csendes-óceánig vezető legrövidebb út a Jeges-tengeren keresztül vezet. Ezért a kereskedelmi hajók karavánjai rendszeresen mozognak az északi tengeri útvonalon, és erős jégtörők egyengetik útjukat a jégen.

A Jeges-tenger szigetein és jegén számos tudományos állomás található. Itt a sarkkutatók megfigyelik az időjárást, tanulmányozzák, hol sodródnak a jégtáblák az óceánban, és felfedezik Észak természetét. Az általuk gyűjtött adatok segítik őket a jégen való eligazodásban, és segítenek a meteorológusoknak időjárás-előrejelzések elkészítésében.

A Jeges-tenger tengerein az emberek halásznak és vadásznak. Sajnos annak a ténynek köszönhetően, hogy az emberek egyre inkább uralják a Jeges-tengert, természete veszélyben van. Az állatok, mint pljegesmedve, rozmár, bálna, fehér liba, pézsmaökör.

E ritka állatok védelme érdekében természetvédelmi területeket hoztak létre a Taimyr-félszigeten és a Wrangel-szigeten.

Mit tehetnek az emberek a növény- és állatvilág alapján?

A hideg ellenére szükségünk van a Jeges-tengerre.

Szókincsmunka

Mi az a tartalék?

Nyissa meg a szótárt, és keresse meg, mi az a tartalék?

Fizminutka .

Mozdulatok egy dalhoz a pingvinekről

4. A tanultak megszilárdítása.

a) frontális felmérés:

Hasonlítsa össze területe természeti viszonyait az Északi-sarkvidék természeti viszonyaival.

Milyen növények és állatok jellemzőek az Északi-sarkvidékre?

Miért kutatják az emberek régóta az Északi-sarkot?

Milyen intézkedéseket tesznek az emberek az északi régió természetének védelme érdekében?

Miért a tengerből táplálkozó állatok vannak túlsúlyban a sarkvidéki állatok között?

b) tápáramkörök:

Algák – rákfélék – halak – madarak

Algák – rákfélék – halak – fókák

Halak – fókák – jegesmedvék

c) Töltse ki a táblázatot a mai expedícióhoz! (kölcsönös bejelentkezés párban)

Az Északi-sarkvidék - a hó és a jég birodalma

Földrajzi helyzet

Jeges-tenger, északi tengerek, szigetek

Megvilágítás

Sarki nappal és sarki éjszaka, északi fény

Flóra és fauna

Zuzmók, mohák, sarki mák, vörösáfonya, áfonya, rákfélék, halak, auksok, jegesmedve, rozmár, fóka

Emberi tevékenység

Tudományos állomások, Északi-tengeri útvonal, horgászat, vadászat

d) fejtsd meg a keresztrejtvényt: (a táblán)

Megoldás az "SLO" keresztrejtvényre.

Ha jól kitalálja a keresztrejtvényt, akkor a közepén lévő szót olvassa el.

Kérdések.

1. Ezek a madarak nyáron a sziklás partokon, zajos „madárkolóniákban” gyűlnek össze, szeretnek halat lakmározni.

2. A pecsét közeli rokona.

3. Közvetlenül csupasz sziklapárkányokra tojó madarak.

4. A jegesmedve szereti őket vadászni.

5. A sarkvidékek leggyakoribb növénye.

6. A tengerek és óceánok legnagyobb lakója.

7. A halakkal táplálkozó tengerek kis lakói.

Válaszok. 1. Sirály. 2. Rozmár. 3. Guillemots. 4. Pecsét. 5. Lichens. 6. Bálna 7. Rákfélék.

Mit tanultunk az órán? (Szövegekkel dolgozni; párban dolgozni, megtalálni a szükséges információkat)

Mit tanultál?

5.Házi feladat. Készíts egy történetet a Jeges-tenger lakóiról.

Mindenki tudja, hogy a jég fagyott víz, vagy inkább szilárd halmazállapotú. De Miért nem süllyed el a jég a vízben, hanem lebeg a felszínén?

A víz szokatlan anyag, ritka, sőt rendhagyó tulajdonságokkal. A természetben a legtöbb anyag melegítéskor kitágul, lehűléskor pedig összehúzódik. Például a hőmérőben lévő higany egy keskeny csövön keresztül felemelkedik, és hőmérsékletnövekedést mutat. Mivel a higany -39°C-on megfagy, nem alkalmas zord hőmérsékletű környezetben használt hőmérőkhöz.

A víz melegítéskor kitágul, lehűléskor pedig összehúzódik. A körülbelül +4 ºC és 0 ºC közötti hűtési tartományban azonban kitágul. Éppen ezért télen szétrepedhetnek a vízvezetékek, ha befagyott bennük a víz és nagy jégtömegek keletkeztek. A csőfalakra nehezedő jégnyomás elegendő ahhoz, hogy azok szétrepedjenek.

Víz tágulása

Mivel a víz lehűlve kitágul, a jég sűrűsége (azaz szilárd formája) kisebb, mint a folyékony vízé. Más szóval, egy adott térfogatú jég kisebb, mint az azonos térfogatú víz. Ezt tükrözi az m = ρV képlet, ahol V a test térfogata, m a test tömege, ρ az anyag sűrűsége. A sűrűség és a térfogat között fordítottan arányos összefüggés van (V = m/ρ), azaz a térfogat növekedésével (a víz lehűlésével) ugyanannak a tömegnek a sűrűsége kisebb lesz. A víznek ez a tulajdonsága jég kialakulásához vezet a tározók - tavak és tavak - felszínén.

Tegyük fel, hogy a víz sűrűsége 1. Ekkor a jég sűrűsége 0,91 lesz. Ennek az ábrának köszönhetően megtudhatjuk a vízen úszó jégtábla vastagságát. Például, ha egy jégtábla víz feletti magassága 2 cm, akkor azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a víz alatti rétege 9-szer vastagabb (azaz 18 cm), a teljes jégtábla vastagsága pedig 20 cm.

A Föld északi és déli pólusán a víz megfagy és jéghegyeket képez. Néhány ilyen lebegő jéghegy hatalmas. Az ember által ismert legnagyobb jéghegy 31 000 négyzetméteres felülettel rendelkezik. kilométer, amelyet 1956-ban fedeztek fel a Csendes-óceánon.

Hogyan növeli a víz szilárd állapotában a térfogatát? Szerkezetének megváltoztatásával. A tudósok bebizonyították, hogy a jég áttört szerkezetű üregekkel és üregekkel, amelyek olvadáskor megtelnek vízmolekulákkal.

A tapasztalat azt mutatja, hogy a víz fagyáspontja a nyomás növekedésével körülbelül egy fokkal csökken 130 atmoszféránként.

Ismeretes, hogy az óceánokban nagy mélységben a víz hőmérséklete 0 ºС alatt van, mégsem fagy meg. Ezt a felső vízrétegek által létrehozott nyomás magyarázza. Egy kilométer vastag vízréteg körülbelül 100 atmoszféra erővel présel.

A víz és a jég sűrűségének összehasonlítása

Lehet-e a víz sűrűsége kisebb, mint a jég sűrűsége, és ez azt jelenti, hogy meg fog fulladni? A kérdésre igenlő a válasz, amit a következő kísérlettel könnyű bizonyítani.

Vegyünk a fagyasztóból, ahol a hőmérséklet -5 ºС, egy pohár harmadának megfelelő jeget, vagy kicsit nagyobbat. Tegyük egy vödörbe +20 ºC-os vízbe. Mit figyelünk? A jég gyorsan süllyed és süllyed, fokozatosan olvadni kezd. Ez azért történik, mert a +20 ºС hőmérsékletű víz sűrűsége kisebb, mint a -5 ºС hőmérsékletű jégé.

A jégnek vannak olyan módosulatai (magas hőmérsékleten és nyomáson), amelyek nagyobb sűrűségük miatt elsüllyednek a vízben. Az úgynevezett „nehéz” jégről - deutériumról és tríciumról (nehéz és szupernehéz hidrogénnel telített) beszélünk. Annak ellenére, hogy ugyanazok az üregek vannak, mint a protiumi jégben, elsüllyed a vízben. A „nehéz” jéggel ellentétben a protiumjég mentes a nehéz hidrogénizotópoktól, és 16 milligramm kalciumot tartalmaz literenként. Előállítása során a káros szennyeződésektől 80% -ban megtisztulnak, ami miatt a protiumvíz a legoptimálisabb az emberi élet számára.

Jelentés a természetben

A természetben fontos szerepe van annak, hogy jég lebeg a víztestek felszínén. Ha a víz nem rendelkezne ezzel a tulajdonsággal, és a jég a fenékre süllyedne, az a teljes tározó befagyásához és ennek következtében a benne lakó élőlények pusztulásához vezetne.

Hideg idő esetén először +4 ºС felett a hidegebb víz a tározó felszínéről lesüllyed, és a meleg (könnyebb) víz felemelkedik. Ezt a folyamatot a víz vertikális keringésének (keverésének) nevezik. Amikor a teljes tározóban eléri a +4 ºС-ot, ez a folyamat leáll, mivel a felszínről a már +3 ºС-os víz könnyebbé válik, mint az alatta lévő. A víz kitágul (térfogata körülbelül 10%-kal növekszik), és sűrűsége csökken. A hidegebb réteg tetején való megjelenése következtében a víz megfagy a felszínen és jégtakaró keletkezik. Kristályos szerkezete miatt a jég hővezető képessége gyenge, vagyis megtartja a hőt. A jégréteg egyfajta hőszigetelőként működik. A jég alatti víz pedig megtartja a hőjét. A jég hőszigetelő tulajdonságainak köszönhetően a „hideg” átvitele a víz alsó rétegeibe jelentősen csökken. Ezért a tározó fenekén szinte mindig legalább egy vékony vízréteg marad, ami rendkívül fontos a lakóinak élete szempontjából.

Így a +4 ºС - a víz maximális sűrűségének hőmérséklete - az élő szervezetek túlélési hőmérséklete a tározóban.

Használja a mindennapi életben

A fentebb említettük a vízvezetékek szétrepedésének lehetőségét, amikor a víz megfagy. A vízellátó rendszer alacsony hőmérsékleten történő károsodásának elkerülése érdekében nem szabad megszakítani a fűtőcsöveken átfolyó meleg víz ellátását. Hasonló veszélynek van kitéve egy jármű, ha hideg időben víz marad a hűtőben.

Most beszéljünk a víz egyedi tulajdonságainak kellemes oldaláról. A korcsolyázás nagyszerű szórakozás gyerekeknek és felnőtteknek. Gondolkoztál már azon, hogy miért olyan csúszós a jég? Például az üveg is csúszós, és simább és vonzóbb is, mint a jég. De a korcsolya nem siklik rajta. Csak a jégnek van ilyen különleges elragadó tulajdonsága.

A helyzet az, hogy súlyunk súlya alatt nyomás nehezedik a korcsolya vékony pengéjére, ami viszont nyomást gyakorol a jégre és annak olvadására. Ebben az esetben egy vékony vízréteg képződik, amelyhez a korcsolya acélpengéje csúszik.

Különbség a viasz és a víz fagyasztásában

Kísérletek azt mutatják, hogy a jégkocka felülete egy bizonyos dudort képez. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a középső fagyás utoljára következik be. És a szilárd állapotba való átmenet során tágulva ez a dudor még jobban megemelkedik. Ez ellensúlyozható a viasz megkeményedésével, ami éppen ellenkezőleg, mélyedést képez. Ez azzal magyarázható, hogy a viasz szilárd állapotba kerülése után összehúzódik. A fagyáskor egyenletesen összehúzódó folyadékok kissé homorú felületet alkotnak.

A víz lefagyasztásához nem elegendő 0 ºC-os fagypontra hűteni ezt a hőmérsékletet állandó hűtéssel.

Sóval kevert víz

Ha asztali sót adunk a vízhez, csökken a fagyáspontja. Ez az oka annak, hogy télen sóval szórják be az utakat. A sós víz -8°C-on és az alatt megfagy, így amíg a hőmérséklet le nem süllyed legalább erre a pontra, addig nem történik fagyás.

A jég-só keveréket néha „hűtő keverékként” használják alacsony hőmérsékletű kísérletekhez. A jég olvadásakor felveszi környezetéből az átalakuláshoz szükséges látens hőt, ezáltal lehűti azt. Ez annyi hőt nyel el, hogy a hőmérséklet -15 °C alá süllyedhet.

Univerzális oldószer

A tiszta víznek (molekulaképlete H 2 0) nincs színe, íze, szaga. A vízmolekula hidrogénből és oxigénből áll. Ha más (vízben oldható és nem oldódó) anyag kerül a vízbe, az szennyeződik, ezért a természetben nincs teljesen tiszta víz. A természetben előforduló összes anyag különböző mértékben oldható vízben. Ezt egyedi tulajdonságaik – vízben való oldhatóságuk – határozzák meg. Ezért a vizet „univerzális oldószernek” tekintik.

A levegő stabil hőmérsékletének garanciája

A víz a nagy hőkapacitása miatt lassan melegszik fel, de ennek ellenére a lehűlési folyamat sokkal lassabban megy végbe. Ez lehetővé teszi, hogy nyáron az óceánok és tengerek hőt halmozzanak fel. A hő felszabadulása télen történik, ami miatt egész évben nincs éles változás a levegő hőmérsékletében bolygónk területén. Az óceánok és a tengerek a Föld eredeti és természetes hőtárolója.

Felületi feszültség

Következtetés

Azt, hogy a jég nem süllyed, hanem lebeg a felszínen, a vízhez képest kisebb sűrűsége magyarázza (a víz fajlagos sűrűsége 1000 kg/m³, a jégé kb. 917 kg/m³). Ez a tézis nemcsak a jégre igaz, hanem bármely más fizikai testre is. Például egy papírcsónak vagy egy őszi levél sűrűsége sokkal kisebb, mint a víz sűrűsége, ami biztosítja a felhajtóképességüket.

Azonban a víznek az a tulajdonsága, hogy szilárd halmazállapotban kisebb a sűrűsége, nagyon ritka a természetben, kivétel az általános szabály alól. Csak a fém és az öntöttvas (a fémvas és a nemfémes szén ötvözete) rendelkezik hasonló tulajdonságokkal.

A Föld felszínének csaknem egytizedét tartósan jég borítja. Ennek a mennyiségnek körülbelül 90 százaléka az Antarktisz és Grönland jégtakarójából származik. A fennmaradó 10 százalék a hegyi gleccsereké. Érdekes módon az Antarktisz borítása másfélszer nagyobb, mint az Egyesült Államoké, és 9-szer több jég van itt, mint Grönland jeges területein.

Az északi régiók lakói ivóvízként jeget használnak. Érdekes módon, amikor a tengervíz megfagy, minimális sótartalmat tartalmaz. Ezért az olvadt jeget az északi tengeri szigetek vagy sarkvidékek lakói, például az eszkimók is használhatják.

Természetesen az északi régiókban, ahol nincsenek erdők, a jég is megtalálja második felhasználását - házak építésére. Külsőleg egy ilyen lakás (iglunak hívják) egy fejjel lefelé fordított félgömb alakú tálra hasonlít. Nagy jégtömbökből áll. A jégkunyhóba egy kis nyúlványon – egy lombkorona – keresztül jutnak be. A jégnek meglehetősen alacsony a hővezető képessége, ezért az iglu belseje gyorsan melegebb lesz, mint a külső.

A sarkvidéki kutatókat, akik elsőként láttak ilyen jégkunyhókat, meglepte, hogy kint harminc fokos fagy mellett a jégkunyhó belsejében a hőmérséklet nulla körül alakult. Az igló gyakori volt az észak-amerikai és grönlandi eszkimók körében.

Ilyen lakások használatával az eszkimók szabadon utazhattak nagy távolságokat a jégen, miközben vadásznak. Az eszkimók tapasztalatait a sarki állomásokon dolgozó tudósok átvették. Már az első északi-sarki állomáson rádióállomást telepítettek a jégházba.

A jég tanulmányozása nagyon fontos: a magashegységi gleccserekben és az Antarktisz mélyén fennmaradt fosszilis jég a távoli korszakok egyfajta krónikája. Életkoruk több százezer év.

A helyzet az, hogy a gleccser felszínére hulló hó fokozatosan firn - laza, szemcsés jéggé alakul, sok levegővel. Fokozatosan a firn sűrűbbé válik, és jéggé alakul, amelyben apró buborékok maradnak. A tudósok a gleccserbe fúrással nyerik ki őket, és laboratóriumokban tanulmányozzák őket.

A távoli múlt levegőjének elemzésével a tudósok megtudják, milyen volt az időjárás a Földön, honnan fújtak a szelek, és milyen port hordtak magukkal. A tudósok a fosszilis jégből tudták meg, hogy nem egy, hanem két nagy eljegesedés volt a Földön, és ezek az elmúlt 220 ezer év során fordultak elő.

Hogyan válik a víz jéggé?

Nézzük meg, hogyan válik jéggé a víz a tóban. Ahogy a levegő lehűl, lehűti a felső vízréteget. A felső hideg vízréteg nehezebbé válik, mint a meleg alsó réteg, és lesüllyed. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg a tó összes vize le nem hűl körülbelül 4 °C-ra.

De a levegő hőmérséklete csökken! Amikor a felső vízrétegek 4°C alá hűlnek, a felszínen maradnak. A helyzet az, hogy a 4°C alá hűtött víz lényegében könnyebbé válik!

Tehát a víz felső rétegei készen állnak a fagyásra. Amikor a hőmérséklet 0°C fagypont alatt vagy az alatt marad, apró kristályok kezdenek képződni.

Minden ilyen kristálynak hat sugara van. Amikor egyesülnek, jeget képeznek, és hamarosan jégkéreg képződik a víz felszínén. Néha átlátszó a jég, néha nem. Miért? A tény az, hogy amikor a vízcseppek megfagynak, apró légbuborékok szabadulnak fel. A jégkristályok sugaraihoz tapadnak. Minél több jégkristály képződik, annál több légbuborék van – ez átlátszatlan jég.

Ha a jég alatti víz megmozdul, a légbuborékok összegyűlnek, és tiszta jég képződik.

A víz, mint néhány más anyag, nem csökkenti térfogatát a folyadékból szilárd állapotba való átmenet során. Amikor a víz megfagy, térfogatának egykilencedével kitágul, vagyis kilenc liter víz megfagyásakor tíz liter szilárd jeget kapunk! Ha télen felrobbannak az autók hűtői és vízvezetékei, az azért van, mert a víz megfagy és térfogata kitágul!

Hadd kezdjem azzal a ténnyel, hogy azokon a helyeken, ahol sarkkutatást végeznek, sarki éghajlat uralkodik. Ezek a helyek általában az Északi-sarkvidék és az Antarktisz.

Az Északi-sarkvidék és az Antarktisz közötti különbség

Az Antarktisz, amely az Antarktisz része, a bolygó leghidegebb kontinense, a hőmérséklet nyáron eléri a –30 °C-ot, télen - −60 °C. Itt regisztrálták a bolygó legalacsonyabb hőmérsékletét is -91,2 °C. Ami az Északi-sarkot illeti, az éghajlat itt nem olyan zord. Az Északi-sarkvidékhez tartoznak a Jeges-tenger szigetei, amelyek nyáron felolvadnak.

A modern berendezések és berendezések típusai

Az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon, amikor nyáron expedícióra indul, a hőmérséklet csak -45 ... 50 ° C-ra csökken. Az ilyen „könnyű” hőmérsékletek elviselésére a sarkkutatók speciális overallt használnak. Az ECWCS család ma már népszerű öltönyei a harmadik generációhoz tartoznak. Az overallok gyártói garantálják, hogy –60 °C-on is kellemes hőmérsékletet tartanak bent.

A sarkkutatóink által viselt cipők változatossága nem változott a Szovjetunió óta. Magas csizmát, filccsizmát és gumicsizmát használnak. Bár a választék nem változott, a cipők kitöltése korrekción esett át, például korábban rókaprémből, most pedig finomított báránybőrből készültek a magas csizmák. A magas csizmák a legkényelmetlenebb cipők, ellentétben a gumitalpú filccsizmákkal.

Bármilyen furcsán is hangzik, a sarkkutatóknak személyes fegyverekre van szükségük. Mindenki tudja, hogy a sarki zónán belül nagyszámú vadállat él, amelyek közül néhány veszélyes a kutató számára. Ezért fegyvereket használnak jegesmedvék, rozmárok és elefántfókák ellen.

A sarkkutatók a jeget, az oázisokat, a jég eredetét és szerkezetét tanulmányozzák. DMindezek a vizsgálatok speciális felszerelést igényelnek. A jég tanulmányozásához csákányokat, jégcsákányokat és speciális jégfűrészt használnak. Az oázisok keresése közben a sarkkutatók hatalmas távolságokat tesznek meg a part mentén. De a geológusok a jég eredetének tanulmányozásához fúrókalapácsot, levegő- és gázmérést használnak.

Hadd foglaljam össze. Mire van szüksége a sarkkutatóknak:

• speciális overallok;
• szigetelt cipők;
• személyes fegyverek;
• kutatási eszközök.

Fontolja meg, milyen óvintézkedéseket kell tennie, amikor az oszlophoz megy FÜGGÉK) Óvintézkedések az oszlopoknál:
-Amikor a rúdra mész, vigyél magaddal minél több meleg ruhát
-Ha nyár van a sarkon, a hőmérséklet még elérheti a 0-t is. Ebben az esetben be kell tartani a törékeny jégen való mozgás szabályait.
Jég alá esés esetén:
-ne essen pánikba
-hívj segítséget
-kiszállás után mászkálj a jégen (ne állj fel, ez növeli a kéreg nyomását)
Fagyhalál esetén:
-Elsőfokú fagyhalál esetén a lehűtött területeket meleg kézzel, enyhe masszázzsal, gyapjúkendővel való dörzsöléssel, légzéssel pirosodásig kell felmelegíteni, majd vatta-géz kötést felhelyezni.
-II-IV fokú fagyhalál esetén gyors melegítés, masszázs, dörzsölés nem végezhető. Helyezzen hőszigetelő kötést az érintett felületre (egy réteg gézt, egy vastag vattát, egy másik réteg gézt, és olajszövet vagy gumírozott szövet a tetejére). Az érintett végtagokat a rendelkezésre álló eszközökkel (deszka, rétegelt lemez, vastag karton) rögzítjük, a kötésre felhelyezve és bekötözve. Hőszigetelő anyagként bélelt kabátokat, pulóvereket, gyapjúszövetet stb. használhatnak.