Air sering berkelakuan tidak biasa, sama seperti kebanyakan bahan lain. Menurut semua undang-undang fizik, zat dalam keadaan agregat padat harus lebih berat daripada analog cair, dan oleh itu, es seharusnya berada di bahagian bawah.
Namun demikian, ia terapung di atas, dan air di bawahnya tetap tidak hanya cair, tetapi juga sesuai untuk musim dingin makhluk hidup. Sekiranya semuanya berbeza, dan ais akan terkumpul di dasar, pemeliharaan hidup di dalam air adalah mustahil. Lagipun, kolam akan membeku sepenuhnya setiap musim sejuk. Apa yang memberi perlindungan kepada kolam, dan mengapa air tetap tidak membeku?
Mengapa ais tidak tenggelam?
Keapungan ais dipastikan oleh fakta bahawa apabila beku ketumpatannya menjadi kurang daripada air di sekitarnya. Ia memperoleh kisi kristal, dan sering diperkaya dengan gelembung udara, yang memberikannya kelebihan daya apung. Penutup terbentuk dari tepi takungan, secara beransur-ansur meluru ke arah pusat. Ketebalan awal dan kekuatan ais kecil, tetapi cepat dapat meningkat dalam cuaca sejuk.
Fakta menarik: Ais terkuat yang boleh anda gunakan dengan selamat mempunyai warna kebiruan atau kehijauan. Sekiranya ais berwarna putih, separuh tahan lama, dan jika kelabu, tidak ada gunanya memijaknya sama sekali. Sekiranya anda membuang sepotong ais ke dalam air, pertama kali ke bawah. Namun, di masa depan ia akan mencair sedikit, air di sekitarnya akan menebal, dan ia akan terapung.
Mengapa hanya bahagian atas kolam yang membeku?
Secara teori, mana-mana badan air boleh membeku, berubah menjadi ais ke dasar. Dalam praktiknya, sebuah tasik kecil dengan kedalaman maksimum 3 meter tidak membeku ke dasar walaupun pada musim sejuk Rusia yang keras, belum lagi badan air yang lain. Ini adalah kerana es, yang dapat memberikan perlindungan yang signifikan terhadap hipotermia. Untuk memahami nuansa, anda perlu mempertimbangkan bagaimana proses penyejukan air berlaku.
Apabila jisim air mencapai tanda +4 darjah, proses intensif untuk memindahkan lapisan di takungan bermula. Lapisan sejuk mulai meningkat, kerana ketumpatannya, dengan mengambil kira spesifik air, adalah yang paling rendah. Jisim hangat berkumpul di bahagian bawah takungan. Di lapisan sejuk atas, proses pembentukan ais bermula, yang secara beransur-ansur meliputi dan menutupi seluruh permukaan. Selepas ini, penyejukan air hampir berhenti.
Air di bawah ais tidak lagi dapat dicampurkan oleh angin, semua lapisan tetap utuh - terutama di perairan yang bertakung atau mengalir perlahan. Kekonduksian haba ais yang rendah menghasilkan sejenis bantal yang melindungi daripada penyejukan takungan yang lebih jauh. Walau bagaimanapun, kekonduksian terma air juga rendah.
Jisim air secara harfiah dimendam di bawah cangkang es hingga musim panas, dan semua penduduk di bawah air dapat musim sejuk tanpa masalah. Satu-satunya saat yang sukar bagi mereka adalah kekurangan oksigen, kerana ais memisahkan permukaan air dari udara dan mencegah ketepuannya dengan bahan penting ini.Itulah sebabnya mengapa ikan pada musim sejuk kadang-kadang dipaku ke lubang yang digerudi atau lubang lain di dalam ais - mereka hanya tersumbat.
Fakta menarik: Kerana sifat unik ais dan air, tasik bahkan ada di Antartika. Jadi, salah satunya, Vostok, terletak di bawah lapisan ais setebal 4 km. Pada masa ini, tidak jelas apakah ada makhluk hidup di dalamnya.
Sebilangan spesies haiwan berhibernasi secara langsung di dalam es tasik asalnya - seperti katak, kadal, misalnya. Ciri-ciri fisiologi membolehkan mereka membekukan badan tanpa risiko nyawa, dan kemudian, setelah mencair pada musim bunga, mereka dapat hidup semula seperti sebelumnya. Antibeku semula jadi dalam sel tidak termasuk pembentukan kristal ais akut di masing-masing semasa pembekuan, dan kristal inilah yang memusnahkan sel hidup, yang menyebabkan kematiannya dan ketidakupayaan untuk mencair dalam bentuk sebelumnya. Amfibi tidak takut beku dan beku di dalam ais.
Oleh itu, ais yang terbentuk di pinggir atas takungan melindunginya daripada pembekuan lebih jauh kerana kekonduksian haba yang rendah. Secara teorinya, bahkan lautan dapat membeku ke dasar, namun, suhu untuk ini harus sangat rendah. Dalam praktiknya, hanya lopak dan badan air yang sangat cetek membeku sepenuhnya, dan di samping itu, kolam dan tasik cetek dapat membeku sepenuhnya semasa musim sejuk yang sangat teruk. Dalam keadaan biasa, air dengan penunjuk suhu tambah kecil selalu disimpan di bawah lapisan ais.