Miért nem süllyed el a jég példák az irodalomból. Miért nem süllyed el a jég a vízben, hanem lebeg a felszínén?

Egyáltalán nem lepődünk meg a lebegő jégtömbökön a tavasz elején, amikor a víztározók kezdenek kiszabadulni a téli „ruhákból”, és feltárják az emberi szemnek az édesvíz szépségét. Annyira megszoktuk természeti jelenség hogy nem is gondolunk rá, és nem csodálkozunk, hogy miért nem olvad el a jég? És ha belegondolunk, nem jutnak azonnal eszünkbe olyan példák, amikor a szilárd anyagok, például a jég lebegnek az olvadáskor keletkező folyadékokban. Egy edényben megolvaszthatja a paraffint vagy viaszt, és ugyanabból az anyagból egy darabot dobhat a kapott tócsába, csak szilárd állapotban. És mit látunk? A viasz és a paraffin biztonságosan megfullad a saját olvadásuk következtében keletkezett folyadékban.

Miért nem süllyed el a jég a vízben? A helyzet az, hogy ebben a példában a víz nagyon ritka és eredendően egyedülálló kivétel. A természetben csak a fém és az öntöttvas viselkedik úgy, mint a víz felszínén lebegő jégdarab.

Ha a jég nehezebb lenne a víznél, akkor minden bizonnyal saját súlya alatt süllyedne, és egyúttal a tározó alsó részében lévő vizet a felszínre szorítaná. Ennek eredményeként az egész tó a fenékig befagyna! Amikor azonban a víz megfagy, teljesen más helyzet áll elő. A víz jéggé alakítása körülbelül 10%-kal növeli a térfogatát, és ebben a pillanatban ez az a jég kevésbé sűrű, mint maga a víz. Ez az oka annak, hogy a jég a víz felszínén lebeg, és nem süllyed. Ugyanez figyelhető meg, amikor egy papírcsónakot leeresztenek a vízre, amelynek sűrűsége jóval kisebb, mint a víz sűrűsége. Ha lenne fából vagy más anyagból készült csónak, az biztosan megfulladna. Ha a sűrűségmutatókat számokban hasonlítjuk össze, akkor például, ha a víz sűrűsége egységnyi, akkor a jég sűrűsége 0,91 lesz.

A mindennapi életben figyelembe kell venni a víz térfogatának növekedését a jég állapotába való átmenet során. Elég egy hordót hidegen hagyni, tetejéig vízzel megtöltve, ekkor a folyadék megfagyva széttöri az edényt. Éppen ezért nem ajánlott vizet hagyni a hidegben álló jármű hűtőjében. be is nagyon hidegÓvakodni kell a fűtőcsöveken átmenő melegvíz-ellátás megszakításától. Ha víz marad a külső csőben, az azonnal lefagy, ami elkerülhetetlenül a vízellátás károsodásához vezet.

Mint tudod, az óceánokban és a tengerekben tovább nagy mélységek, ahol a hőmérséklet nulla alatt van, a víz továbbra sem fagy meg és nem alakul át jégtömb. Ennek magyarázata meglehetősen egyszerű - a felső vízrétegek óriási nyomást keltenek. Például egy kilométernyi vízréteg több mint száz atmoszféra erővel présel.

Ha a víz normális lenne, és nem egyedi folyadék, akkor nem élveznénk a korcsolyázást. Ugye nem gurulunk üvegen? De sokkal simább és vonzóbb, mint a jég. De az üveg olyan anyag, amelyen a korcsolya nem csúszik. De jégen még a nem túl jó minőségű korcsolyázás is élvezet. Megkérdezed, hogy miért? A helyzet az, hogy testünk súlya rányomja a korcsolya nagyon vékony pengéjét, ami erős nyomást gyakorol jég. A gerinc felől érkező nyomás hatására a jég olvadni kezd, vékony vízréteg képződik, amelyen a gerinc kiválóan siklik.

Hogyan magyarázzuk el a komplex fizikai folyamatokat a gyermeknek?

Az első dolog, ami eszünkbe jut, az a sűrűség. Igen, valójában a jég lebeg, mert kevésbé sűrű, mint a víz. De hogyan magyarázzuk el a gyereknek, hogy mi az a sűrűség? Senki sem köteles elmondani neki az iskolai tantervet, de teljesen reális mindent arra redukálni, hogy a jég könnyebb. Valójában ugyanannak a víznek és jégnek más a súlya. Ha részletesebben tanulmányozzuk a problémát, akkor a sűrűségen kívül több okot is fel tudunk mondani.
A jég nem süllyed a vízben, már csak azért sem, mert a csökkentett sűrűsége megakadályozza, hogy lejjebb süllyedjen. Ennek oka az is, hogy a jég vastagságába kis légbuborékok fagynak bele. Csökkentik a sűrűséget is, és ezért általában kiderül, hogy a jéglemez súlya még kisebb lesz. Amikor a jég kitágul, nem ragad meg több levegőt, de másrészt mindazok a buborékok, amelyek már ebbe a rétegbe kerültek, mindaddig ott vannak, amíg a jég olvadni vagy szublimálódik.

Kísérletet végzünk a víz tágulási erejével kapcsolatban

De hogyan tudod bizonyítani, hogy a jég valóban tágul? Hiszen a víz is tágulhat, hogyan tudod ezt mesterséges körülmények között bizonyítani? Érdekes és nagyon egyszerű kísérletet hajthat végre. Ehhez műanyag vagy kartonpohárra és vízre van szüksége. A mennyiségének nem kell nagynak lennie, nem kell színültig megtölteni a poharat. Ideális esetben körülbelül -8 fokos vagy alacsonyabb hőmérsékletre van szükség. Ha a hőmérséklet túl magas, az élmény indokolatlanul sokáig fog tartani.
Tehát a víz be van öntve, meg kell várnunk a jég kialakulását. Mióta választottunk optimális hőmérséklet, amelynél egy kis mennyiségű folyadék két-három órán belül jéggé válik, nyugodtan mehet haza és várhat. Meg kell várni, amíg az összes víz jéggé válik. Egy idő után megnézzük az eredményt. A deformálódott vagy jégszakadt csésze garantált. Alacsonyabb hőmérsékleten a hatások lenyűgözőbbnek tűnnek, és maga a kísérlet is kevesebb időt vesz igénybe.

Negatív következmények

Kiderült, hogy egy egyszerű kísérlet megerősíti, hogy a jégtömbök valóban kitágulnak, ha a hőmérséklet csökken, és a víz térfogata könnyen megnő, ha fagy. Ez a funkció általában sok problémát okoz a feledékeny embereknek: egy üveg pezsgőt hagynak az erkélyen. Újév hosszú ideig, a jég hatására szakadt. Mivel a tágulási erő nagyon nagy, ezt semmilyen módon nem lehet befolyásolni. Nos, ami a jégtömbök felhajtóerejét illeti, itt semmit sem lehet bizonyítani. A legkíváncsibbak tavasszal vagy ősszel saját maguk is könnyen lebonyolíthatnak egy hasonló élményt, és megpróbálnak jégdarabokat belefojtani egy nagy tócsába.

Kétségtelen, hogy a jég lebeg a vízen; mindenki százszor látta már a tavon és a folyón egyaránt.

De vajon hányan gondolkoztak el ezen a kérdésen: vajon minden szilárd anyag ugyanúgy viselkedik, mint a jég, vagyis lebeg az olvadásuk során keletkezett folyadékokban?

Olvasszuk fel a paraffint vagy viaszt egy tégelyben, és dobjunk ebbe a folyadékba egy másik darabot ugyanabból a szilárd anyagból, azonnal elsüllyed. Ugyanez történik ólommal, ónnal és sok más anyaggal. Kiderült, hogy a szilárd testek általában mindig elsüllyednek az olvadáskor keletkező folyadékokban.

Amikor leggyakrabban vízzel foglalkozunk, annyira hozzászoktunk az ellenkező jelenséghez, hogy gyakran elfelejtjük ezt a tulajdonságot, amely minden más anyagra jellemző. Nem szabad elfelejteni, hogy a víz e tekintetben ritka kivétel. Csak a fém bizmut és az öntöttvas viselkedik ugyanúgy, mint a víz.

Ha a jég nehezebb lenne a víznél, és nem maradna a felszínén, hanem süllyedne, akkor még a mély tározókban is teljesen befagyna a víz télen. Valójában: a tó aljára hulló jég felfelé kényszerítené az alsó vízrétegeket, és ez addig történt, amíg az összes víz jéggé nem változik.

Amikor azonban a víz megfagy, ennek az ellenkezője igaz. Abban a pillanatban, amikor a víz jéggé változik, térfogata hirtelen körülbelül 10 százalékkal megnő, és a jég kevésbé sűrű, mint a víz. Ezért úszik a vízben, ahogyan bármely test úszik nagy sűrűségű folyadékban: vasszög a higanyban, parafa az olajban stb. Ha a víz sűrűségét eggyel egyenlőnek tekintjük, akkor a jég csak 0,91 lesz. Ez az ábra lehetővé teszi, hogy megtudjuk a vízen úszó jégtábla vastagságát. Ha a jégtáblának a víz feletti magassága például 2 centiméter, akkor azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a jégtábla víz alatti rétege 9-szer vastagabb, azaz 18 centiméter, a teljes jégtábla pedig 20 centiméter. centiméter vastag.

A tengerekben és óceánokban néha hatalmas jéghegyek - jéghegyek - találhatók (4. ábra). Ezek olyan gleccserek, amelyek a sarki hegyekből csúsztak le, és az áramlat és a szél a nyílt tengerbe hordja őket. Magasságuk elérheti a 200 métert, térfogatuk pedig több millió köbmétert. A jéghegy teljes tömegének kilenctizede víz alatt van. Ezért a vele való találkozás nagyon veszélyes. Ha a hajó nem veszi időben észre a mozgó jégóriást, az súlyosan megsérülhet, vagy akár meghalhat egy ütközés során.

A víz fontos jellemzője a hirtelen térfogatnövekedés, amikor a folyékony coda jéggé alakul. Ezt a funkciót gyakran figyelembe kell venni gyakorlati élet. Ha egy hordó vizet hidegen hagyunk, akkor a víz megfagyva széttöri a hordót. Ugyanezen okból nem szabad vizet hagyni egy hideg garázsban lévő autó hűtőjében. Súlyos fagyok esetén óvakodnia kell az ellátás legkisebb megszakításától meleg víz vízfűtő csöveken keresztül: a külső csőben megállt víz gyorsan megfagyhat, majd a cső szétreped.

A sziklák repedéseiben megfagyó víz gyakran a hegyomlások okozója.

Tekintsünk most egy kísérletet, amely közvetlenül kapcsolódik a víz melegítés közbeni tágulásához. Ennek a kísérletnek a felállítása speciális felszerelést igényel, és nem valószínű, hogy az olvasók közül bárki képes lenne otthon reprodukálni. Igen, ez nem szükségszerűség; A tapasztalat könnyen elképzelhető, eredményeit mindenki által jól ismert példákon igyekszünk megerősíteni.

Vegyünk egy nagyon erős fémet, lehetőleg egy acélhengert (5. ábra), öntsünk egy kis lövést az aljára, töltsük fel vízzel, rögzítsük csavarokkal a fedelet és kezdjük el forgatni a csavart. Mivel a víz nagyon keveset összenyom, nem kell sokáig forgatni a csavart. Már néhány fordulat után több száz atmoszférára emelkedik a nyomás a henger belsejében. Ha most még 2-3 fokkal is lehűtik a hengert, akkor nem fagy meg benne a víz. De hogyan lehetsz biztos ebben? Ha kinyitja a hengert, akkor ezen a hőmérsékleten ill légköri nyomás a víz azonnal jéggé változik, és nem tudjuk, hogy folyékony vagy szilárd volt-e, amikor nyomás alatt volt. Itt a kiöntött pellet lesz a segítségünkre. Amikor a henger kihűlt, fordítsa fejjel lefelé. Ha a víz megfagyott, a lövés az alján fekszik, ha nem fagyott, a sörét a fedélnél gyűlik össze. Csavarjuk ki a csavart. A nyomás csökkenni fog, és a víz biztosan megfagy. A fedő eltávolítása után megbizonyosodunk arról, hogy az összes lövés a fedél közelében összegyűlt. Tehát valóban a nyomás alatt lévő víz nem fagyott meg nulla alatti hőmérsékleten.

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

Ha érvelésünket sok más anyag megfigyelései alapján kezdenénk felépíteni, ellenkező következtetésre kellene jutnunk. A nyomás általában elősegíti a folyadékok megszilárdulását: nyomás alatt a folyadékok nagyobb mértékben fagynak meg magas hőmérsékletű, és nincs mit csodálkozni, ha emlékezünk arra, hogy a legtöbb anyag térfogata csökken a megszilárdulás során. A nyomás a térfogat csökkenését okozza, és ezáltal megkönnyíti a folyadék szilárd állapotba való átmenetét. A víz megszilárdulásakor, mint már tudjuk, nem csökken a térfogata, hanem éppen ellenkezőleg, kitágul. Ezért a nyomás, megakadályozva a víz tágulását, csökkenti a fagyáspontját.

Ismeretes, hogy az óceánokban nagy mélységben a víz hőmérséklete nulla fok alatt van, és a víz ezekben a mélységekben mégsem fagy meg. Ez a felső vízrétegeket létrehozó nyomással magyarázható. Egy kilométer vastag vízréteg körülbelül száz atmoszféra erővel présel.

Ha a víz normál folyadék lenne, aligha élnénk át a jégen korcsolyázás örömét. Ugyanolyan lenne, mintha tökéletesen sima üvegen hengerelnénk. A korcsolya nem csúszik az üvegen. Jégen egészen más a helyzet. A korcsolyázás nagyon egyszerű. Miért? Testünk súlya alatt a korcsolya vékony pengéje meglehetősen erős nyomást gyakorol a jégre, és a korcsolya alatti jég megolvad; vékony vízréteg képződik, amely kiváló kenőanyagként szolgál.

Jég és víz.
Köztudott, hogy egy pohár vízbe helyezett jégdarab nem süllyed el. A jégre ugyanis a víz oldaláról felhajtóerő hat.

Rizs. 4.1. Jég a vízben.

ábrából látható. A 4.1. ábrán a felhajtóerő a jég alámerült részének felületére ható víznyomás erők eredője (a 4.1. ábrán árnyékolt terület). A jég lebeg a vízen, mert az azt a mélyre húzó gravitációs erőt kiegyenlíti a felhajtóerő.
Képzelje el, hogy nincs jég a pohárban, és az ábrán árnyékolt terület tele van vízzel. Itt nem lesz választóvonal az ezen a területen belüli és azon kívüli víz között. Az árnyékolt területen lévő vízre ható felhajtóerő és gravitációs erő azonban ebben az esetben is kiegyenlíti egymást. Mivel mindkét fenti esetben a felhajtóerő változatlan marad, ez azt jelenti, hogy a jégdarabra és a vízre ható gravitációs erő a fenti területen azonos. Más szóval, egyenlő súlyúak. Az is helyes, hogy a jég tömege megegyezik az árnyékolt területen lévő víz tömegével.
Az olvadás után a jég azonos tömegű vízzé válik, és az árnyékolt terület térfogatával megegyező térfogatú lesz. Ezért a víz szintje egy pohár vízben és egy jégdarabban a jég elolvadása után nem változik.
Folyékony és szilárd halmazállapotú.
Ma már tudjuk, hogy egy jégdarab térfogata nagyobb, mint az azonos tömegű víz térfogata. Az anyag tömegének és az általa elfoglalt térfogatnak az arányát az anyag sűrűségének nevezzük. Ezért a jég sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége. Számértékeik 0 °C-on mérve: víznél - 0,9998, jégnél - 0,917 g/cm3. Nemcsak a jég, hanem más szilárd anyagok is felmelegítve elérnek egy bizonyos hőmérsékletet, amelynél megkezdődik átmenetük folyékony állapotba. Egy tiszta anyag megolvadása esetén a hőmérséklete addig nem kezd emelkedni, amíg teljes tömege folyékony állapotba nem kerül. Ezt a hőmérsékletet az anyag olvadáspontjának nevezzük. Az olvadás befejeződése után a melegítés a folyadék hőmérsékletének további növekedéséhez vezet. Ha a folyadékot lehűtjük, és a hőmérsékletet az olvadáspontra csökkentjük, akkor szilárd állapotba kerül.
A legtöbb anyag esetében, ellentétben a jéggel és vízzel, a sűrűség szilárd állapotban nagyobb, mint folyékony állapotban. Például az argon, amely általában gáz halmazállapotú, -189,2 ° C hőmérsékleten megszilárdul; a szilárd argon sűrűsége 1,809 g/cm3 (folyékony állapotban az argon sűrűsége 1,38 g/cm3). Ha tehát összehasonlítjuk egy anyag sűrűségét szilárd állapotban az olvadásponthoz közeli hőmérsékleten a folyékony halmazállapotú sűrűségével, akkor kiderül, hogy argon esetén 14,4%-kal csökken, az anyag sűrűsége pedig olvadásponthoz közeli hőmérsékleten. nátrium - 2,5%-kal.
A fémek olvadáspontján való áthaladáskor az anyag sűrűségének változása általában kicsi, kivéve az alumíniumot és az aranyat (0 és 5,3%). Mindezen anyagok esetében, ellentétben a vízzel, a megszilárdulás folyamata nem a felszínen, hanem az alján kezdődik.
Vannak azonban olyan fémek, amelyek sűrűsége a szilárd állapotba való átmenet során csökken. Ide tartozik az antimon, bizmut, gallium, amelyek esetében ez a csökkenés rendre 0,95, 3,35 és 3,2%. A gallium, amelynek olvadáspontja -29,8 ° C, a higannyal és a céziummal együtt az alacsony olvadáspontú fémek osztályába tartozik.
Az anyag szilárd és folyékony halmazállapota közötti különbség.
Szilárd állapotban a folyékony halmazállapottal ellentétben az anyagot alkotó molekulák rendezetten helyezkednek el.

Rizs. 4.2. Az anyag folyékony és szilárd halmazállapota közötti különbség

ábrán A 4.2 (jobb oldalon) példát mutat molekulák sűrű (feltételesen körökkel ábrázolt) tömörödésére, amely szilárd halmazállapotú anyagra jellemző. Mellette a folyadékra jellemző rendezetlen szerkezet látható. Folyékony állapotban a molekulák nagy távolságra vannak egymástól, nagyobb mozgásszabadsággal rendelkeznek, és ennek eredményeként a folyékony halmazállapotú anyag könnyen megváltoztatja alakját, vagyis olyan tulajdonsággal rendelkezik, mint a folyékonyság.
Folyékony anyagokra, amint fentebb megjegyeztük, a molekulák véletlenszerű elrendezése jellemző, de nem minden ilyen szerkezetű anyag képes áramlásra. Ilyen például az üveg, amelynek molekulái véletlenszerűen vannak elrendezve, de nem folyik.
A kristályos anyagok olyan anyagok, amelyek molekulái rendezetten vannak elrendezve. A természetben vannak olyan anyagok, amelyek kristályai jellegzetes megjelenésűek. Ide tartozik a kvarc és a jég. A keményfémek, például a vas és az ólom a természetben nem fordulnak elő nagy kristályokban. Felületüket mikroszkóp alatt vizsgálva azonban kisméretű kristályok csoportjait lehet megkülönböztetni, amint az a fényképen is látható (4.3. ábra).

Rizs. 4.3. A vas felületének mikroképe.

Speciális módszerek léteznek nagyméretű fémkristályok előállítására.
Bármi is legyen a kristályok mérete, közös bennük a molekulák rendezett elrendezése. Jellemző rájuk egy nagyon határozott olvadáspont megléte is. Ez azt jelenti, hogy az olvadó test hőmérséklete nem növekszik hevítés közben, amíg teljesen meg nem olvad. Az üvegnek, a kristályos anyagokkal ellentétben, nincs meghatározott olvadáspontja: hevítéskor fokozatosan meglágyul és közönséges folyadékká alakul. Így az olvadáspont annak a hőmérsékletnek felel meg, amelyen a molekulák rendezett elrendezése tönkremegy, és a kristályszerkezet rendezetlenné válik. Végezetül megjegyezzük, hogy az üvegnek még egy érdekes tulajdonsága a kristályos szerkezet hiánya miatt: hosszan tartó húzóerő kifejtésével például 10 éven keresztül biztosítjuk, hogy az üveg úgy folyjon, mint egy közönséges folyadék.
Molekula csomagolás.
Röntgensugarak és elektronsugár segítségével megvizsgálhatjuk, hogyan helyezkednek el a molekulák egy kristályban. A röntgensugárzás sokkal rövidebb hullámhosszú, mint a látható fényé, ezért az atomok vagy molekulák geometriailag szabályos kristályszerkezete miatt elhajolhat. Egy diffrakciós mintázat fényképészeti lemezen történő regisztrálásával (4.4. ábra) lehetővé válik az atomok elrendezése a kristályban. Ugyanezt a módszert alkalmazva folyadékokra is, megbizonyosodhatunk arról, hogy a folyadékban a molekulák véletlenszerűen vannak elrendezve.

Rizs. 4.4. Röntgendiffrakció periodikus szerkezeten.
Rizs. 4.5. Kétféleképpen lehet szorosan becsomagolni a golyókat.

A kristályos állapotban lévő szilárd anyagok molekulái egymáshoz képest meglehetősen összetettek. Az azonos típusú atomokból vagy molekulákból álló anyagok szerkezete viszonylag egyszerűnek tűnik, mint például az 1. ábrán látható argonkristályé. 4,5 (balra), ahol az atomokat hagyományosan golyókkal jelöljük. Különböző módokon egy bizonyos mennyiségű helyet szorosan megtölthet golyókkal. Az ilyen sűrű tömörülés az intermolekuláris vonzási erők jelenléte miatt lehetséges, amelyek hajlamosak a molekulákat úgy elrendezni, hogy az általuk elfoglalt térfogat minimális legyen. A valóságban azonban az ábra szerinti szerkezet. 4,5 (jobbra) nem fordul elő; Ezt a tényt nem könnyű megmagyarázni.
Szóval hogyan képzeled különböző módokon a golyók térbe helyezése meglehetősen nehéz, nézzük meg, hogyan lehet szorosan elhelyezni az érméket a síkon.

Rizs. 4.6. Érmék rendezett elrendezése egy repülőgépen.

ábrán 4.6 két ilyen módszert mutatunk be: az elsőben minden molekula négy szomszédos molekulával érintkezik, amelyek középpontjai egy d oldalú négyzet csúcsai, ahol d az érme átmérője; a második esetben minden érme hat szomszédos érmével érintkezik. Az ábrán a pontozott vonalak korlátozzák az egy érme által elfoglalt területet. Az első esetben
egyenlő d 2 -vel, és ez a terület ismét kisebb, és egyenlő √3d 2 /2-vel.
Az érmék elhelyezésének második módja jelentősen csökkenti a köztük lévő rést.
Molekula kristály belsejében. A kristályok vizsgálatának célja annak megállapítása, hogy a molekulák hogyan helyezkednek el bennük. Az olyan fémek kristályai, mint az arany, ezüst, réz, úgy vannak elrendezve, mint az argonkristályok. Fémek esetében az ionok rendezett elrendezéséről kell beszélni, nem a molekulákról. Egy rézatom például egy elektron elvesztésével negatív töltésű rézionná alakul. Az elektronok szabadon mozoghatnak az ionok között. Ha az ionokat feltételesen golyók formájában ábrázoljuk, akkor egy olyan szerkezetet kapunk, amelyet szoros tömörítés jellemez. A fémek, például a nátrium és a kálium kristályai szerkezetükben némileg különböznek a réztől. A különböző atomokból álló CO 2 és szerves vegyületek molekuláit nem lehet golyóként ábrázolni. Szilárd állapotba kerülve rendkívül összetett kristályszerkezetet alkotnak.

Rizs. 4.7. Kristály "szárazjég" (nagy, nagy golyók - szénatomok)

ábrán A 4.7. ábra szárazjégnek nevezett szilárd CO2 kristályokat mutat be. A gyémánt, amely nem kémiai vegyület, szintén különleges szerkezettel rendelkezik, mivel a szénatomok között kémiai kötések jönnek létre.
Folyadék sűrűsége. Folyékony halmazállapotba kerülve az anyag molekulaszerkezete rendezetlenné válik. Ez a folyamat az adott anyag által a térben elfoglalt térfogat csökkenésével és növekedésével is együtt járhat.


Rizs. 4.8. Téglából készült modellek, amelyek megfelelnek a víz szerkezetének és szilárd testnek.

Példaként tekintsük az ábrán láthatót. 4,8 tégla épület. Minden tégla egy molekulának feleljen meg. A földrengés által megsemmisült téglaépület téglahalommá változik, amelynek méretei kisebbek, mint az épületé. Ha azonban az összes téglát egyenként szépen egymásra rakják, az általuk elfoglalt hely még kisebb lesz. Hasonló kapcsolat van a szilárd és folyékony halmazállapotú anyag sűrűsége között. A réz- és argonkristályok az ábrázolt sűrű téglacsomagoláshoz köthetők. A bennük lévő folyékony állapot egy téglahalomnak felel meg. A szilárd halmazállapotból folyékony állapotba való átmenet ilyen körülmények között a sűrűség csökkenésével jár.
Ugyanakkor a nagy intermolekuláris távolságokkal rendelkező kristályos szerkezetből (ami egy téglaépületnek felel meg) a folyékony állapotba való átmenet sűrűségnövekedéssel jár. A valóságban azonban sok kristály nagy molekulák közötti távolságot tart meg a folyékony állapotba való átmenet során.
Az antimon, bizmut, gallium és más fémek esetében a nátriummal és a rézzel ellentétben nem jellemző a sűrű csomagolás. A nagy atomközi távolságok miatt sűrűségük a folyadékfázisba való átmenet során megnő.

Jégszerkezet.
A vízmolekula egy oxigénatomból és két hidrogénatomból áll, amelyek annak ellentétes oldalán helyezkednek el. A szén-dioxid-molekulától eltérően, amelyben a szénatom és két oxigénatom egy egyenes vonal mentén helyezkedik el, a vízmolekulában az oxigénatomot a hidrogénatomok mindegyikével összekötő vonalak 104,5 ° -os szöget zárnak be közöttük. Ezért az elektromos természetű vízmolekulák között kölcsönhatási erők lépnek fel. Ráadásul a hidrogénatom speciális tulajdonságai miatt a kristályosodás során a víz olyan szerkezetet hoz létre, amelyben minden molekula négy szomszédos molekulához kapcsolódik. Ezt a szerkezetet leegyszerűsítettük az ábrán. 4.9. A nagy golyók oxigénatomok, a kis fekete golyók hidrogénatomok.

Rizs. 4.9. A jég kristályszerkezete.

Ebben a szerkezetben nagy molekulák közötti távolságok valósulnak meg. Tehát amikor a jég elolvad és a szerkezet összeomlik, a molekulánkénti térfogat csökken. Ez oda vezet, hogy a víz sűrűsége nagyobb, mint a jég sűrűsége, és a jég lebeghet a vízen.

1. tanulmány
MIÉRT A VÍZ SŰRŰSÉGE 4°C-on A LEGMAGASABB?

Hidrogénkötés és hőtágulás. Olvadás után a jég vízzé alakul, amelynek sűrűsége nagyobb, mint a jégé. A vízhőmérséklet további emelkedésével sűrűsége növekszik, amíg a hőmérséklet el nem éri a 4 °C-ot. Ha 0°C-on a víz sűrűsége 0,99984 g/cm3, akkor 4°C-on 0,99997 g/cm3. A hőmérséklet további emelkedése a sűrűség csökkenését okozza, és 8°C-on ismét ugyanaz lesz, mint 0°C-on.

Rizs. 4.10. A jég kristályos szerkezete (a nagy golyók oxigénatomok).

Ez a jelenség a jég kristályszerkezetének jelenlétével függ össze. Az összes részlet az ábrán látható. 4.10, ahol az egyértelműség kedvéért az atomokat golyókként, a kémiai kötéseket pedig folytonos vonalak jelzik. A szerkezet sajátossága, hogy a hidrogénatom mindig két oxigénatom között helyezkedik el, közelebb lévén az egyikhez. Így a hidrogénatom hozzájárul két szomszédos vízmolekula közötti kohéziós erő kialakulásához. Ezt a kötőerőt hidrogénkötésnek nevezzük. Mivel a hidrogénkötések csak bizonyos irányokban fordulnak elő, a vízmolekulák elrendezése egy jégdarabban közel áll a tetraéderhez. Amikor a jég megolvadva vízzé alakul, a hidrogénkötések jelentős része nem pusztul el, aminek következtében a szerkezet megmarad, közel a tetraéderhez, nagy molekulák közötti távolságokkal. A hőmérséklet emelkedésével a molekulák transzlációs és forgómozgásának sebessége megnő, aminek következtében a hidrogénkötések felszakadnak, a molekulák közötti távolság csökken és a víz sűrűsége nő.
Ezzel a folyamattal párhuzamosan azonban a hőmérséklet emelkedésével a víz hőtágulása következik be, ami a sűrűség csökkenését okozza. E két tényező hatása ahhoz vezet, hogy a maximális vízsűrűséget 4 °C-on érjük el. 4°C feletti hőmérsékleten a hőtágulási tényező kezd uralkodni, és a sűrűség ismét csökken.

2. tanulmány
JÉG ALACSONY HŐMÉRSÉKLETEN VAGY MAGAS NYOMÁSON

A jég fajtái. Mivel a víz kristályosodása során a molekulák közötti távolságok nőnek, a jég sűrűsége kisebb, mint a víz sűrűsége. Ha egy jégdarab ki van téve magas nyomású, akkor arra lehet számítani, hogy az intermolekuláris távolság csökkenni fog. Valóban, ha 0°C-os jeget 14 kbar (1 kbar = 987 atm) nyomásnak teszünk ki, más kristályszerkezetű jeget kapunk, melynek sűrűsége 1,38 g/cm3. Ha az ilyen nyomás alatt lévő vizet egy bizonyos hőmérsékletre lehűtjük, akkor elkezd
kristályosodni. Mivel az ilyen jég sűrűsége nagyobb, mint a vízé, a kristályok nem tudnak a felszínén maradni és lesüllyedni a fenékre. Így az edényben lévő víz alulról kiindulva kristályosodik. Ezt a jégtípust jég VI-nak nevezik; normál jég - jég I.
25 kbar nyomáson és 100 °C hőmérsékleten a víz megszilárdul, 1,57 g/cm3 sűrűségű VII jéggé alakul.

Rizs. 4.11. Vízállapot diagram.

A hőmérséklet és nyomás változtatásával 13 fajta jég nyerhető. A paraméterváltozás területeit az állapotdiagram mutatja (4.11. ábra). Ebből a diagramból meghatározhatja, hogy egy adott hőmérsékletnek és nyomásnak melyik jégtípus felel meg. A folytonos vonalak azoknak a hőmérsékleteknek és nyomásoknak felelnek meg, amelyeken két különböző jégszerkezet létezik. Az Ice VIII a legnagyobb sűrűségű, 1,83 g/cm3 az összes jégtípus közül.
Viszonylag alacsony nyomáson, 3 kbar-on létezik II. jég, amelynek sűrűsége is nagyobb, mint a vízé, és 1,15 g/cm3. Érdekesség, hogy -120 °C hőmérsékleten a kristályszerkezet eltűnik, és a jég üveges állapotba kerül.
Ami a vizet és a jeget I illeti, a diagramból látható, hogy a nyomás növekedésével az olvadáspont csökken. Mivel a víz sűrűsége nagyobb, mint a jégé, a „jég – víz” átmenet térfogatcsökkenéssel jár, és a kívülről kifejtett nyomás csak felgyorsítja ezt a folyamatot. Nál nél Jég III, amelynek sűrűsége nagyobb, mint a vízé, a helyzet pont fordítva van - olvadáspontja a nyomás növekedésével nő.

A sarki jégtömbök és jéghegyek sodródnak az óceánban, és még az italokban sem süllyed a jég a fenékre. Megállapítható, 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 folyékony. Bár ez az állítás a legtöbb anyagra igaz, a víz kivétel a szabály alól. A vizet és a jeget hidrogénkötések különböztetik meg, amelyek szilárd állapotban könnyebbé teszik a jeget, mint folyékony állapotban.

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

Képzeld el, hogy egy leckében vagyunk A világ» a 3. osztályban. „Miért nem süllyed el a jég a vízben?” – teszi fel a kérdést a tanárnő a gyerekeknek. És a gyerekek, mivel nem rendelkeznek mély fizikális ismeretekkel, okoskodni kezdenek. – Talán 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 hogy őszinte legyek, ez az, ami megváltoztatja a bolygófejlődés útját.

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

Tudományosan szólva, a fagyás folyamata gyors időjárási ciklusokat indít be és bizonyos vegyi anyagok a felszínre kerülve képesek az ásványi anyagok feloldására. Általánosságban elmondható, hogy a víz megfagyásával kapcsolatos folyamatok és lehetőségek az fizikai tulajdonságok más folyadék nem várható.

A jég és a víz sűrűsége

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

Emlékezzünk vissza 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 öntött víz térfogata pontosan megegyezik a tárgy térfogatával. Nem számít, hogy az objektum teljesen vagy részben víz alá kerül.

A víz tulajdonságai

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

Például egy saláta készítése közben 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, hanem a benzinben és a kerozinban. Csak hát ennek a két anyagnak kisebb a sűrűsége, mint a jégnek. Tehát ha bedobunk egy felfújható labdát a medencébe, az a felszínen lebeg, de ha a vízbe dobunk egy követ, az a fenékre süllyed.

Milyen változások történnek a vízzel, ha megfagy

Az ok, amiért a jég nem süllyed el a vízben, a hidrogénkötések miatt változik, amikor a víz megfagy. Mint tudják, a víz egy oxigénatomból és két hidrogénatomból áll. Hihetetlenül erős kovalens kötések kötik össze őket. A különböző molekulák között kialakuló másik típusú kötés, 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 közeledjenek egymáshoz és gyorsan mozogjanak. Miért nem süllyed el a jég a vízben? A kémia rejti a választ.

A jég fizikai kémiája

Amint a víz hőmérséklete 4 °C alá csökken, a folyadék mozgási energiája csökken, így a molekulák már nem mozognak. Nincs elegendő energiájuk a mozgáshoz, és olyan könnyen felszakadnak és kötéseket alkotnak, mint magas hőmérsékleten. Ehelyett több hidrogénkötést képeznek más vízmolekulákkal, és hatszögletű rácsszerkezeteket alkotnak.

Ezeket a struktúrákat azért alkotják, hogy a negatív töltésű oxigénmolekulákat egymástól távol tartsák. 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. Ezért nem ajánlott lefagyasztani üveg víz - a fagyott víz még a betonban is nagy repedéseket okozhat. Ha van egy literes palack jeges és egy literes palack vizünk, akkor könnyebb lesz egy jeges vizes palack. 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 lebeg a tetején hideg víz- kisebb a sűrűsége. Ne feledje, amikor a tavon tartózkodik, úszás közben a víz felső rétege mindig kellemes és meleg, de amikor leteszi a lábát, érzi az alsó réteg hidegét.

A víz megfagyásának folyamatának jelentősége a bolygó működésében

Annak ellenére, hogy a "Miért nem süllyed 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 felhajtóereje fontos hatással van a földi életre. A tavak télen befagynak a hideg helyeken – ez lehetővé teszi a halak és más vízi állatok túlélését a jégtakaró alatt. Ha a fenék befagyott, akkor nagy a valószínűsége annak, hogy az egész tó befagyhat.

Ilyen körülmények között egyetlen élőlény sem maradt volna életben.

Ha a jég sűrűsége nagyobb lenne, mint a víz sűrűsége, akkor az óceánok elsüllyednének, és az akkor a fenéken lévő jégsapkák nem engednék meg 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, hogy a Föld túlmelegedjen.

Mindannyian figyeltük, hogyan úsznak jégtáblák tavasszal a folyón. De miért vannak ne fulladj meg? Mi tartja őket a víz felszínén?

Az embernek az a benyomása, hogy súlyuk ellenére valami egyszerűen nem engedi, hogy lemenjenek. Ennek a titokzatos jelenségnek a lényegét, és feltárom.

Miért nem süllyed a jég?

A lényeg az, hogy a víz nagyon szokatlan anyag. Elképesztő tulajdonságai vannak, amelyeket néha egyszerűen nem vesszük észre.

Mint tudják, a világon szinte minden dolog kitágul, ha felmelegszik, és összehúzódik, ha lehűl. Ez a szabály a vízre is vonatkozik, de egy érdekes megjegyzéssel: +4°C-ról 0°C-ra hűtve a víz tágulni kezd. Ez magyarázza a jégtömegek alacsony sűrűségét. A fenti jelenségből kibővítve a víz válik könnyebb, mint amelyikben van, és sodródni kezd a felületén.

Miért veszélyes ez a jég?

A fent leírt jelenség gyakran előfordul a természetben és a mindennapi életben. De ha elkezdi elfelejteni, akkor sok probléma forrásává válhat. Például:

• télen fagyott vizes kannából szétrobbantak a vízcsövek;

• ugyanaz a víz, amely a hegyi repedésekben fagy meg, hozzájárul sziklák pusztítása, sziklaomlást okozva;
• nem szabad elfelejteni engedje le a vizet az autó hűtőjéből hogy elkerülje a fenti helyzeteket.

De vannak pozitív oldalai is. Végül is, ha a víznek nem lennének ilyen csodálatos tulajdonságai, akkor nem lenne olyan sport, mint korcsolyázás. Az emberi test súlya alatt a korcsolya pengéje olyan erősen nyomja a jeget, hogy egyszerűen elolvad, így egy vízréteg jön létre, amely ideális a csúszáshoz.

Víz a mély óceánban

Egy másik érdekesség, hogy az óceán (vagy tenger) mélyén még a nulla hőmérséklet ellenére is ott a víz nem fagy meg, nem válik jégtömbbé. Miért történik ez? Itt minden arról szól nyomás, amelyet a felső vízrétegek biztosítanak.

Általában a nyomás hozzájárul a különféle folyadékok megszilárdulásához. A test térfogatának csökkenését okozza, nagymértékben megkönnyítve a szilárd állapotba való átmenetet. De amikor a víz megfagy, nem csökken a térfogata, hanem növekszik. És így a nyomás, amely megakadályozza a víz tágulását, csökkenti a fagyáspontját.

Ennyit tudok róla mondani érdekes jelenség. Remélem tanultál valami újat magadnak. Sok sikert az utazásokhoz!

Kétségtelen, hogy a jég lebeg a vízen; mindenki százszor látta már a tavon és a folyón egyaránt.

De vajon hányan gondolkoztak el ezen a kérdésen: vajon minden szilárd anyag ugyanúgy viselkedik, mint a jég, vagyis lebeg az olvadásuk során keletkezett folyadékokban?

Olvasszuk fel a paraffint vagy viaszt egy tégelyben, és dobjunk ebbe a folyadékba egy másik darabot ugyanabból a szilárd anyagból, azonnal elsüllyed. Ugyanez történik ólommal, ónnal és sok más anyaggal. Kiderült, hogy a szilárd testek általában mindig elsüllyednek az olvadáskor keletkező folyadékokban.

Amikor leggyakrabban vízzel foglalkozunk, annyira hozzászoktunk az ellenkező jelenséghez, hogy gyakran elfelejtjük ezt a tulajdonságot, amely minden más anyagra jellemző. Nem szabad elfelejteni, hogy a víz e tekintetben ritka kivétel. Csak a fém bizmut és az öntöttvas viselkedik ugyanúgy, mint a víz.

Ha a jég nehezebb lenne a víznél, és nem maradna a felszínén, hanem süllyedne, akkor még a mély tározókban is teljesen befagyna a víz télen. Valójában: a tó aljára hulló jég felfelé kényszerítené az alsó vízrétegeket, és ez addig történt, amíg az összes víz jéggé nem változik.

Amikor azonban a víz megfagy, ennek az ellenkezője igaz. Abban a pillanatban, amikor a víz jéggé változik, térfogata hirtelen körülbelül 10 százalékkal megnő, és a jég kevésbé sűrű, mint a víz. Ezért úszik a vízben, ahogyan bármely test úszik nagy sűrűségű folyadékban: vasszög a higanyban, parafa az olajban stb. Ha a víz sűrűségét eggyel egyenlőnek tekintjük, akkor a jég csak 0,91 lesz. Ez az ábra lehetővé teszi, hogy megtudjuk a vízen úszó jégtábla vastagságát. Ha a jégtáblának a víz feletti magassága például 2 centiméter, akkor azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a jégtábla víz alatti rétege 9-szer vastagabb, azaz 18 centiméter, a teljes jégtábla pedig 20 centiméter. centiméter vastag.

A tengerekben és óceánokban néha hatalmas jéghegyek - jéghegyek - találhatók (4. ábra). Ezek olyan gleccserek, amelyek a sarki hegyekből csúsztak le, és az áramlat és a szél a nyílt tengerbe hordja őket. Magasságuk elérheti a 200 métert, térfogatuk pedig több millió köbmétert. A jéghegy teljes tömegének kilenctizede víz alatt van. Ezért a vele való találkozás nagyon veszélyes. Ha a hajó nem veszi időben észre a mozgó jégóriást, az súlyosan megsérülhet, vagy akár meghalhat egy ütközés során.

A víz fontos jellemzője a hirtelen térfogatnövekedés, amikor a folyékony coda jéggé alakul. Ezt a tulajdonságot gyakran figyelembe kell venni a gyakorlati életben. Ha egy hordó vizet hidegen hagyunk, akkor a víz megfagyva széttöri a hordót. Ugyanezen okból nem szabad vizet hagyni egy hideg garázsban lévő autó hűtőjében. Súlyos fagyok esetén óvakodnia kell a melegvíz-ellátás legkisebb megszakításától a vízmelegítő csöveken keresztül: a külső csőben megállt víz gyorsan megfagyhat, majd a cső szétreped.

A sziklák repedéseiben megfagyó víz gyakran a hegyomlások okozója.

Tekintsünk most egy kísérletet, amely közvetlenül kapcsolódik a víz melegítés közbeni tágulásához. Ennek a kísérletnek a felállítása speciális felszerelést igényel, és nem valószínű, hogy az olvasók közül bárki képes lenne otthon reprodukálni. Igen, ez nem szükségszerűség; A tapasztalat könnyen elképzelhető, eredményeit mindenki által jól ismert példákon igyekszünk megerősíteni.

Vegyünk egy nagyon erős fémet, lehetőleg egy acélhengert (5. ábra), öntsünk egy kis lövést az aljára, töltsük fel vízzel, rögzítsük csavarokkal a fedelet és kezdjük el forgatni a csavart. Mivel a víz nagyon keveset összenyom, nem kell sokáig forgatni a csavart. Már néhány fordulat után több száz atmoszférára emelkedik a nyomás a henger belsejében. Ha most még 2-3 fokkal is lehűtik a hengert, akkor nem fagy meg benne a víz. De hogyan lehetsz biztos ebben? Ha kinyitja a hengert, akkor ezen a hőmérsékleten és légköri nyomáson a víz azonnal jéggé válik, és nem tudjuk, hogy folyékony vagy szilárd volt-e, amikor nyomás alatt volt. Itt a kiöntött pellet lesz a segítségünkre. Amikor a henger kihűlt, fordítsa fejjel lefelé. Ha a víz megfagyott, a lövés az alján fekszik, ha nem fagyott, a sörét a fedélnél gyűlik össze. Csavarjuk ki a csavart. A nyomás csökkenni fog, és a víz biztosan megfagy. A fedő eltávolítása után megbizonyosodunk arról, hogy az összes lövés a fedél közelében összegyűlt. Tehát valóban a nyomás alatt lévő víz nem fagyott meg nulla alatti hőmérsékleten.

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

Ha érvelésünket sok más anyag megfigyelései alapján kezdenénk felépíteni, ellenkező következtetésre kellene jutnunk. A nyomás általában elősegíti a folyadékok megszilárdulását: nyomás alatt a folyadékok magasabb hőmérsékleten megfagynak, és ez nem meglepő, ha emlékszel arra, hogy a legtöbb anyag térfogata csökken, amikor megszilárdul. A nyomás a térfogat csökkenését okozza, és ezáltal megkönnyíti a folyadék szilárd állapotba való átmenetét. A víz megszilárdulásakor, mint már tudjuk, nem csökken a térfogata, hanem éppen ellenkezőleg, kitágul. Ezért a nyomás, megakadályozva a víz tágulását, csökkenti a fagyáspontját.

Ismeretes, hogy az óceánokban nagy mélységben a víz hőmérséklete nulla fok alatt van, és a víz ezekben a mélységekben mégsem fagy meg. Ez a felső vízrétegeket létrehozó nyomással magyarázható. Egy kilométer vastag vízréteg körülbelül száz atmoszféra erővel présel.

Ha a víz normál folyadék lenne, aligha élnénk át a jégen korcsolyázás örömét. Ugyanolyan lenne, mintha tökéletesen sima üvegen hengerelnénk. A korcsolya nem csúszik az üvegen. Jégen egészen más a helyzet. A korcsolyázás nagyon egyszerű. Miért? Testünk súlya alatt a korcsolya vékony pengéje meglehetősen erős nyomást gyakorol a jégre, és a korcsolya alatti jég megolvad; vékony vízréteg képződik, amely kiváló kenőanyagként szolgál.