Air sering berperilaku sangat tidak biasa, sama sekali tidak seperti sebagian besar zat lain. Menurut semua hukum fisika, suatu zat dalam keadaan padat agregasi harus lebih berat daripada analog cair, dan oleh karena itu, es seharusnya berada di bagian bawah.
Namun demikian, itu mengapung di atas, dan air di bawahnya tetap tidak hanya cair, tetapi juga cocok untuk musim dingin makhluk hidup. Jika semuanya berbeda, dan es akan menumpuk di bagian bawah, menjaga kehidupan di air menjadi mustahil. Setelah semua, maka kolam akan membeku sepenuhnya setiap musim dingin. Apa yang memberi perlindungan pada kolam, dan mengapa air tetap tidak beku?
Mengapa es tidak tenggelam?
Daya apung es dipastikan oleh fakta bahwa ketika membeku, kepadatannya menjadi kurang dari air di sekitarnya. Ini memperoleh kisi kristal, dan sering diperkaya dengan gelembung udara, yang memberinya margin daya apung tambahan. Bentuk penutup dari tepi reservoir, secara bertahap bergegas menuju pusat. Ketebalan awal dan kekuatan es kecil, tetapi mereka dapat dengan cepat meningkat di cuaca dingin.
Fakta yang menarik: es terkuat yang dapat Anda berjalan dengan aman memiliki warna kebiruan atau kehijauan. Jika es berwarna putih, ia setengah tahan lama, dan jika abu-abu, sama sekali tidak layak diinjak. Jika Anda melemparkan sepotong es ke dalam air, maka pertama-tama es itu jatuh ke dasar. Namun, di masa depan akan meleleh sedikit, air di sekitarnya akan menebal, dan itu akan melayang.
Mengapa hanya bagian atas kolam yang beku?
Secara teori, sembarang air bisa membeku, berubah menjadi es sampai ke dasar. Dalam praktiknya, sebuah danau kecil dengan kedalaman maksimum 3 meter tidak membeku sampai ke dasar bahkan di musim dingin Rusia yang keras, belum lagi genangan air lainnya. Ini justru karena es, yang dapat memberikan perlindungan signifikan terhadap hipotermia. Untuk memahami nuansa, perlu dipertimbangkan bagaimana proses pendinginan air terjadi.
Ketika massa air mencapai tanda +4 derajat, proses intensif untuk memindahkan lapisan di reservoir dimulai. Lapisan dingin mulai naik, karena kepadatannya, dengan mempertimbangkan spesifikasi air, adalah yang terendah. Massa hangat menumpuk di bagian bawah reservoir. Di lapisan dingin atas, proses pembentukan es dimulai, yang secara bertahap menutupi dan menutupi seluruh permukaan. Setelah ini, pendinginan air praktis berhenti.
Air di bawah es tidak bisa lagi dicampur oleh angin, semua lapisan tetap utuh - terutama di air yang tergenang atau mengalir perlahan. Konduktivitas termal yang rendah dari es menciptakan sejenis bantal yang melindungi terhadap pendinginan reservoir lebih lanjut. Namun, konduktivitas termal air juga rendah.
Massa air tetap secara harfiah kapur barus di bawah cangkang es sampai periode hangat, dan semua penghuni bawah air dapat musim dingin tanpa masalah. Satu-satunya saat yang sulit bagi mereka adalah kekurangan oksigen, karena es memisahkan permukaan air dari udara dan mencegah kejenuhannya dengan zat vital ini.Itulah sebabnya ikan di musim dingin kadang-kadang dipaku ke lubang bor atau lubang lain di es - mereka hanya pengap.
Fakta yang menarik: Karena sifat unik es dan air, danau bahkan ada di Antartika. Jadi, salah satunya, Vostok, terletak di bawah lapisan es setebal 4 km. Saat ini, tidak jelas apakah ada makhluk hidup yang hidup di dalamnya.
Beberapa spesies hewan hibernasi langsung di es danau asli mereka - seperti katak, kadal, misalnya. Fitur fisiologis memungkinkan mereka untuk membekukan tubuh tanpa risiko hidup, dan kemudian, setelah mencair di musim semi, mereka dapat hidup kembali seperti sebelumnya. Antifreeze alami dalam sel mengecualikan pembentukan kristal es akut di masing-masing sel selama pembekuan, dan kristal inilah yang menghancurkan sel hidup, yang menyebabkan kematiannya dan ketidakmampuan untuk mencairkan dalam bentuk sebelumnya. Amfibi tidak takut beku dan beku dalam es.
Jadi, es yang terbentuk di sepanjang tepi atas reservoir melindunginya dari pembekuan lebih lanjut karena konduktivitas termal yang rendah. Secara teoritis, bahkan samudra dapat membeku hingga ke dasar, namun suhu untuk ini harus sangat rendah. Dalam praktiknya, hanya genangan air dan badan air yang sangat dangkal yang benar-benar membeku, dan di samping itu, kolam dan danau yang dangkal dapat sepenuhnya membeku selama musim dingin yang sangat parah. Dalam kondisi normal, air dengan indikator suhu plus kecil selalu disimpan di bawah lapisan es.