Paine vaikuttaa veden jäätymiseen

Vesi laajenee jäätyessään. Mitä tapahtuu, jos vettä laitetaan metallisäiliöön, jossa vesi ei mahdu laajenemaan, ja säiliön lämpötilaa lasketaan?

tiistai 1. syyskuuta 2009

Veden ja muutamien muiden aineiden ominaisuuksiin kuuluu, että ne laajenevat kylmetessään. Veden kohdalla rajalämpötila on neljä astetta. Jos vesi on sitä kylmempää, se laajenee ja kevenee. Tästä syystä esimerkiksi jäävuoret kelluvat eivätkä uppoa kokonaan. Kun vesi laajenee, se saa valtavat voimat. Esimerkiksi kun vesi jäätyy talvella kalliomuodostelmissa olevissa pienissä taskuissa, kallio murenee kappaleiksi. Toinen esimerkki veden laajenemisesta on huonosti eristetty vesiputki, joka voi haljeta pakkasella. Ja jos paljon vettä sisältäviä nesteitä pakastetaan, astiaan on muistettava jättää tarpeeksi tilaa. Myös säiliössä vesi muuttuisi jääksi, tosin kyse ei olisi aivan tavallisesta jäästä. Lämpötilasta ja paineesta riippuen jää voi nimittäin esiintyä useassa eri muodossa. Tutkijat ovat jaotelleet erityyppiset jäät 11 eri luokkaan, jotka on nimetty roomalaisin numeroin I–XI. Koska vedellä on taipumus laajeta kylmetessään, säiliöön syntyy 7 000 baarin (7 x 10^8 pascalin) paine. Silloin syntyy VI-jäätä. Se on tiivistä jäätä, jossa molekyylit ovat sijoittuneet niin, että jään tilavuus on normaalissa ilmanpaineessa syntyvää jäätä pienempi. Jos säiliöön ulkopuolelta kohdistuvaa painetta kasvatettaisiin, vesimolekyylit painautuisivat vielä tiukemmin toisiaan vasten. Kovassa paineessa jäätä voidaan saada aikaan myös varsin korkeissa lämpötiloissa. Esimerkiksi tilassa, jossa vallitsisi 10^11 pascalin paine, jäätä syntyisi, vaikka tilan lämpötila olisi satoja asteita plussan puolella.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: