பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது? - மற்ற பனி நீரில் மிதக்கிறது ஏனெனில்

கிம் இரினா, நான்காம் வகுப்பு மாணவி

"பனி ஏன் மூழ்கவில்லை?" என்ற தலைப்பில் ஆய்வுக் கட்டுரை.

பதிவிறக்க Tamil:

முன்னோட்ட:

நகராட்சி மாநில கல்வி நிறுவனம் "கிராஸ்நோயார்ஸ்க் மேல்நிலைப் பள்ளி"

ஆராய்ச்சி

நிகழ்த்தப்பட்டது:

கிம் இரினா,

4ஆம் வகுப்பு மாணவர்.

மேற்பார்வையாளர்:

இவனோவா எலெனா விளாடிமிரோவ்னா,

ஆரம்ப பள்ளி ஆசிரியர்.

உடன். க்ராஸ்னி யார் 2013

1. அறிமுகம்.

2.முக்கிய பகுதி:

பொருள்கள் ஏன் மிதக்கின்றன?

பண்டைய கிரேக்க விஞ்ஞானி ஆர்க்கிமிடிஸ்.

ஆர்க்கிமிடிஸ் சட்டம்.

பரிசோதனைகள்.

தண்ணீரின் முக்கிய அம்சம்.

3. முடிவுரை.

4. குறிப்புகளின் பட்டியல்.

5. விண்ணப்பங்கள்.

அறிமுகம்.

சில பொருட்கள் தண்ணீரில் மூழ்குவது ஏன் மற்றவை இல்லை? மேலும் காற்றில் மிதக்கக்கூடிய (அதாவது பறக்கும்) சில பொருட்கள் ஏன் உள்ளன? மிதக்கும் (மற்றும் மூழ்கும்) விதிகளைப் புரிந்துகொள்வது, பொறியாளர்கள் தண்ணீரை விட கனமான உலோகங்களிலிருந்து கப்பல்களை உருவாக்கவும், காற்றில் மிதக்கக்கூடிய ஏர்ஷிப்கள் மற்றும் பலூன்களை வடிவமைக்கவும் அனுமதிக்கிறது. ஒரு லைஃப் ஜாக்கெட் காற்றால் உயர்த்தப்பட்டுள்ளது, எனவே இது ஒரு நபருக்கு தண்ணீரில் இருக்க உதவுகிறது.

பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மிதக்கிறது என்பதில் யாருக்கும் சந்தேகம் இல்லை; எல்லோரும் இதை குளத்திலும் ஆற்றிலும் நூற்றுக்கணக்கான முறை பார்த்திருக்கிறார்கள். ஆனால் இது ஏன் நடக்கிறது? வேறு என்ன பொருட்கள் தண்ணீரில் மிதக்க முடியும்? இதைத்தான் நான் கண்டுபிடிக்க முடிவு செய்தேன்.

இலக்கு:

பனிக்கட்டி மூழ்காமல் இருப்பதற்கான காரணங்களைத் தீர்மானித்தல்.

பணிகள்:

1. உடல்களின் மிதக்கும் நிலைமைகளைக் கண்டறியவும்.

2. பனி ஏன் மூழ்காது என்பதைக் கண்டறியவும்.

3. மிதவை ஆய்வு செய்ய ஒரு பரிசோதனை நடத்தவும்.

கருதுகோள்:

பனியை விட நீர் அடர்த்தியாக இருப்பதால் பனி மூழ்காது.

முக்கிய பாகம்:

பொருள்கள் ஏன் மிதக்கின்றன?

நீங்கள் ஒரு உடலை தண்ணீரில் மூழ்கடித்தால், அது சிறிது தண்ணீரை இடமாற்றம் செய்யும். தண்ணீர் இருந்த இடத்தை உடல் ஆக்கிரமித்து, நீர்மட்டம் உயர்கிறது.

புராணத்தின் படி, பண்டைய கிரேக்க விஞ்ஞானி ஆர்க்கிமிடிஸ் (கிமு 287 - 212), ஒரு குளியல் போது, ​​நீரில் மூழ்கிய உடல் சம அளவு நீரை இடமாற்றம் செய்கிறது என்று யூகித்தார். ஒரு இடைக்கால வேலைப்பாடு ஆர்க்கிமிடிஸ் தனது கண்டுபிடிப்பைச் செய்வதை சித்தரிக்கிறது. (இணைப்பு 1 ஐப் பார்க்கவும்)

நீரில் மூழ்கியிருக்கும் உடலைத் தள்ளும் விசை மிதப்பு விசை எனப்படும்.

ஆர்க்கிமிடிஸ் விதி, மிதக்கும் விசையானது, அதில் மூழ்கியிருக்கும் உடலால் இடம்பெயர்ந்த திரவத்தின் எடைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது. மிதப்பு சக்தி உடலின் எடையை விட குறைவாக இருந்தால், அது உடலின் எடைக்கு சமமாக இருந்தால், அது மிதக்கிறது.

சோதனை எண். 1 :(இணைப்பு 2 ஐப் பார்க்கவும்)

மிதப்பு சக்தி எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பார்க்க முடிவு செய்தேன், நீர் மட்டத்தைக் குறிப்பிட்டேன், மேலும் ஒரு எலாஸ்டிக் பேண்டுடன் ஒரு பிளாஸ்டைன் பந்தை தண்ணீருடன் ஒரு பாத்திரத்தில் இறக்கினேன். டைவிங் செய்த பிறகு, நீர் மட்டம் உயர்ந்தது மற்றும் மீள் நீளம் குறைந்தது. நான் புதிய நீர் மட்டத்தை உணர்ந்த-முனை பேனாவால் குறித்தேன்.

முடிவு: நீர் பக்கத்திலிருந்து, மேல்நோக்கி இயக்கப்பட்ட ஒரு சக்தி பிளாஸ்டைன் பந்தில் செயல்பட்டது. எனவே, மீள் இசைக்குழுவின் நீளம் குறைந்துள்ளது, அதாவது. தண்ணீரில் மூழ்கிய பந்து இலகுவானது.

பின்னர் அவள் அதே பிளாஸ்டைனில் இருந்து ஒரு படகை வடிவமைத்து கவனமாக தண்ணீரில் இறக்கினாள். நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, தண்ணீர் இன்னும் உயர்ந்துள்ளது. படகு பந்தைக் காட்டிலும் அதிகமான தண்ணீரை இடம்பெயர்ந்தது, அதாவது மிதக்கும் சக்தி அதிகமாக உள்ளது.

மாயம் நடந்தது, மூழ்கும் பொருள் மேற்பரப்பில் மிதக்கிறது! ஏய் ஆர்க்கிமிடிஸ்!

ஒரு உடல் மூழ்குவதைத் தடுக்க, அதன் அடர்த்தி தண்ணீரின் அடர்த்தியை விட குறைவாக இருக்க வேண்டும்.

அடர்த்தி என்னவென்று தெரியவில்லையா? இது ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு ஒரே மாதிரியான பொருளின் நிறை.

சோதனை எண். 2: "நீர் அடர்த்தியில் மிதக்கும் சக்தியின் சார்பு"(இணைப்பு 3 ஐப் பார்க்கவும்)

நான் எடுத்தேன்: ஒரு கிளாஸ் சுத்தமான தண்ணீர் (நிரம்பவில்லை), ஒரு மூல முட்டை மற்றும் உப்பு.

முட்டை புதியதாக இருந்தால், அது கீழே மூழ்கிவிடும். பின்னர் அவள் கவனமாக கிளாஸில் உப்பை ஊற்ற ஆரம்பித்தாள், முட்டை மிதக்கத் தொடங்குவதைப் பார்த்தாள்.

முடிவு: ஒரு திரவத்தின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போது, ​​மிதப்பு விசை அதிகரிக்கிறது.

முட்டையில் காற்று பாக்கெட் உள்ளது, திரவத்தின் அடர்த்தி மாறும்போது, ​​முட்டை நீர்மூழ்கிக் கப்பல் போல மேற்பரப்பில் மிதக்கிறது.

முன்பு, குளிர்சாதன பெட்டிகள் கண்டுபிடிப்பதற்கு முன்பு, நம் முன்னோர்கள் ஒரு முட்டை புதியதா இல்லையா என்பதை சோதித்தனர்: புதிய முட்டைகள் சுத்தமான தண்ணீரில் மூழ்கி, கெட்டுப்போன முட்டைகள் மிதக்கின்றன, அவை வாயுவை உருவாக்குகின்றன.

பரிசோதனை எண். 3 "நீரில் மிதக்கும் எலுமிச்சை"(இணைப்பு 4 ஐப் பார்க்கவும்)

நான் ஒரு கொள்கலனில் தண்ணீரை நிரப்பி அதில் எலுமிச்சையை வைத்தேன். எலுமிச்சை மிதக்கிறது. பின்னர் அதை உரித்து மீண்டும் தண்ணீரில் போட்டாள். எலுமிச்சை நீரில் மூழ்கியது.

முடிவு: எலுமிச்சை அதன் அடர்த்தி அதிகரித்ததால் மூழ்கியது. எலுமிச்சம்பழத்தின் தலாம் அதன் உட்புறத்தை விட குறைவான அடர்த்தியானது மற்றும் எலுமிச்சை நீரின் மேற்பரப்பில் இருக்க உதவும் பல காற்றுத் துகள்களைக் கொண்டுள்ளது.

சோதனை எண். 4 (இணைப்பு 5 ஐப் பார்க்கவும்)

1. நான் ஒரு கிளாஸில் தண்ணீரை ஊற்றி வெளியே வைத்தேன். தண்ணீர் உறைந்ததும் கண்ணாடி வெடித்தது. நான் உருவான பனியை குளிர்ந்த நீர் கொண்ட ஒரு கொள்கலனில் வைத்து அது மிதப்பதைப் பார்த்தேன்.

2. மற்றொரு கொள்கலனில், தண்ணீரை நன்கு உப்பு மற்றும் அது முற்றிலும் கரைக்கும் வரை கிளறவும். நான் ஐஸ் எடுத்து பரிசோதனையை மீண்டும் செய்தேன். பனி மிதக்கிறது, மேலும் புதிய நீரைக் காட்டிலும் சிறந்தது, தண்ணீரில் இருந்து கிட்டத்தட்ட பாதி நீண்டுள்ளது.

அனைத்தும் தெளிவாக! ஒரு ஐஸ் க்யூப் மிதக்கிறது, ஏனெனில் அது உறைந்தால், பனி விரிவடைந்து தண்ணீரை விட இலகுவாக மாறும். சாதாரண திரவ நீரின் அடர்த்தி உறைந்த நீரின் அடர்த்தியை விட சற்றே அதிகமாக உள்ளது, அதாவது, திரவத்தின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போது, ​​மிதப்பு சக்தி அதிகரிக்கிறது.

அறிவியல் உண்மைகள்:

1 உண்மை ஆர்க்கிமிடிஸ்: ஒரு திரவத்தில் மூழ்கியிருக்கும் எந்த உடலும் மிதக்கும் சக்திக்கு உட்பட்டது.

உண்மை 2 மிகைல் லோமோனோசோவ்:

920 கிலோ/குட்டி அடர்த்தி இருப்பதால் பனி மூழ்காது. மேலும் அடர்த்தியான நீர், 1000 கிலோ/கப்.மீ.

முடிவுரை:

பனிக்கட்டி மூழ்காததற்கு 2 காரணங்களைக் கண்டறிந்தேன்:

1. தண்ணீரில் மூழ்கும் எந்த உடலும் மிதக்கும் சக்திக்கு உட்பட்டது.
2. பனிக்கட்டியின் அடர்த்தி எந்த நீரின் அடர்த்தியையும் விடக் குறைவு.

நீர் இயல்பான பண்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும், பனிக்கட்டியானது திரவ நீரை விட அடர்த்தியான எந்தப் பொருளாக இருந்தாலும், உலகம் எப்படி இருக்கும் என்று கற்பனை செய்து பார்க்க முயற்சிப்போம்.

குளிர்காலத்தில், மேலே இருந்து உறைபனி அடர்த்தியான பனி நீரில் மூழ்கி, தொடர்ந்து நீர்த்தேக்கத்தின் அடிப்பகுதியில் மூழ்கும். கோடையில், குளிர்ந்த நீரின் ஒரு அடுக்கு மூலம் பாதுகாக்கப்பட்ட பனி, உருக முடியாது.

படிப்படியாக, அனைத்து ஏரிகள், குளங்கள், ஆறுகள், நீரோடைகள் முற்றிலும் உறைந்து, பெரிய பனிக்கட்டிகளாக மாறும். இறுதியாக, கடல்கள் உறைந்துவிடும், அதைத் தொடர்ந்து பெருங்கடல்கள். நமது அழகான, பூக்கும் பசுமையான உலகம் தொடர்ச்சியான பனிக்கட்டி பாலைவனமாக மாறும், சில இடங்களில் உருகிய நீரின் தனித்தன்மை வாய்ந்த பண்புகளில் ஒன்று உறைந்திருக்கும் போது விரிவடையும். எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, அனைத்து பொருட்களும் உறைந்திருக்கும் போது, ​​அதாவது, ஒரு திரவத்திலிருந்து ஒரு திட நிலைக்கு மாறும்போது, ​​அவை சுருக்கப்படுகின்றன, ஆனால் நீர், மாறாக, விரிவடைகிறது. அதன் அளவு 9% அதிகரிக்கிறது. ஆனால் நீரின் மேற்பரப்பில் பனி உருவாகும்போது, ​​அது குளிர்ந்த காற்றுக்கும் தண்ணீருக்கும் இடையில் இருப்பதால், நீர்நிலைகள் மேலும் குளிர்ச்சியையும் உறைபனியையும் தடுக்கிறது. நீரின் இந்த அசாதாரண சொத்து, மலைகளில் மண் உருவாவதற்கும் முக்கியமானது. கற்களில் எப்போதும் காணப்படும் சிறிய விரிசல்களில் சிக்கி, உறைந்திருக்கும் போது மழைநீர் விரிவடைந்து கல்லை அழிக்கிறது. இவ்வாறு, படிப்படியாக கல் மேற்பரப்பு தாவரங்களுக்கு அடைக்கலம் கொடுக்கும் திறன் கொண்டது, அவை அவற்றின் வேர்களைக் கொண்டு, கற்களை அழிக்கும் இந்த செயல்முறையை முடித்து, மலை சரிவுகளில் மண் உருவாவதற்கு வழிவகுக்கும்.

பனி எப்போதும் நீரின் மேற்பரப்பில் இருக்கும் மற்றும் உண்மையான வெப்ப இன்சுலேட்டராக செயல்படுகிறது. அதாவது, அடியில் உள்ள நீர் குளிர்ச்சியடையாது; அதனால்தான் குளிர்காலத்தில் நீர்நிலைகள் கீழே உறைவது அரிது, இருப்பினும் இது தீவிர காற்று வெப்பநிலையில் சாத்தியமாகும்.

நீர் பனியாக மாறும்போது திடீரென அளவு அதிகரிப்பது தண்ணீரின் முக்கிய அம்சமாகும். இந்த அம்சம் பெரும்பாலும் நடைமுறை வாழ்க்கையில் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும். குளிரில் ஒரு பீப்பாய் தண்ணீரை விட்டால், தண்ணீர் உறைந்து பீப்பாய் வெடித்துவிடும். அதே காரணத்திற்காக, குளிர் கேரேஜில் நிறுத்தப்பட்டிருக்கும் காரின் ரேடியேட்டரில் தண்ணீரை விடக்கூடாது. கடுமையான உறைபனிகளில், நீர் சூடாக்கும் குழாய்கள் மூலம் வெதுவெதுப்பான நீரை வழங்குவதில் சிறிதளவு குறுக்கீடு குறித்து நீங்கள் எச்சரிக்கையாக இருக்க வேண்டும்: வெளிப்புற குழாயில் நிறுத்தப்பட்ட நீர் விரைவாக உறைந்துவிடும், பின்னர் குழாய் வெடிக்கும்.

ஆம், ஒரு கட்டை, அது எவ்வளவு பெரியதாக இருந்தாலும், தண்ணீரில் மூழ்காது. இந்த நிகழ்வின் ரகசியம் என்னவென்றால், மரத்தின் அடர்த்தி தண்ணீரின் அடர்த்தியை விட குறைவாக உள்ளது.

மூலம்...

தண்ணீரில் மூழ்கும் மரங்கள் உள்ளன! இவற்றின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியை விட அதிகமாக இருப்பதே இதற்குக் காரணம். இந்த மரங்கள் "இரும்பு" மரங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. "இரும்பு மரங்கள்", எடுத்துக்காட்டாக, பாரசீக பரோஷியா, அசோப் (ஆப்பிரிக்க வெப்பமண்டல இரும்பு மரம்), அமேசானிய மரம், கருங்காலி, ரோஸ்வுட் அல்லது ரோஸ்வுட், குமாரு மற்றும் பிற. இந்த மரங்கள் அனைத்தும் மிகவும் கடினமான மற்றும் அடர்த்தியான மரங்களைக் கொண்டுள்ளன, இந்த மரங்களின் பட்டைகள் அழுகுவதை எதிர்க்கின்றன. எனவே, அத்தகைய மரத்தால் செய்யப்பட்ட படகு உடனடியாக கீழே மூழ்கிவிடும், ஆனால் "இரும்பு மரங்கள்" தளபாடங்கள் தயாரிப்பதற்கு ஒரு சிறந்த பொருள்.

கடல்கள் மற்றும் பெருங்கடல்களில் சில நேரங்களில் பெரிய பனி மலைகள் உள்ளன - பனிப்பாறைகள். இவை பனிப்பாறைகள், அவை துருவ மலைகளிலிருந்து சரிந்து, நீரோட்டம் மற்றும் காற்றினால் திறந்த கடலுக்குள் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன. அவற்றின் உயரம் 200 மீட்டரை எட்டும், அவற்றின் அளவு பல மில்லியன் கன மீட்டரை எட்டும். பனிப்பாறையின் மொத்த நிறையில் பத்தில் ஒன்பது பங்கு தண்ணீருக்கு அடியில் மறைந்துள்ளது. எனவே, அவரை சந்திப்பது மிகவும் ஆபத்தானது. கப்பல் சரியான நேரத்தில் நகரும் பனிக்கட்டியை கவனிக்கவில்லை என்றால், அது கடுமையான சேதத்தை சந்திக்கலாம் அல்லது மோதலில் இறக்கலாம்.

அரிசி. 4. பனிப்பாறையின் பத்தில் ஒன்பது பங்கு தண்ணீருக்கு அடியில் உள்ளது.

இரும்பினால் செய்யப்பட்ட கப்பல், மிகவும் கனமானது, ஆட்களையும் சரக்குகளையும் ஏற்றிச் சென்றாலும், அது மூழ்காது. ஏன்? ஆனால் முழு புள்ளி என்னவென்றால், கப்பலில், பணியாளர்கள், பயணிகள் மற்றும் சரக்குகளுக்கு கூடுதலாக, காற்று உள்ளது. மேலும் காற்று தண்ணீரை விட மிகவும் இலகுவானது. இந்தக் கப்பலின் உள்ளே சிறிது இடம் காற்று நிரப்பப்படும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இதுவே நீரின் மேற்பரப்பில் கப்பலைத் தாங்கி மூழ்காமல் தடுக்கிறது.

நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள்

நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மூழ்கி மேற்பரப்புடன், அவற்றின் ஒப்பீட்டு அடர்த்தியை மாற்றுகின்றன. அவர்கள் போர்டில் பெரிய கொள்கலன்களைக் கொண்டுள்ளனர் - நிலைப்படுத்தும் தொட்டிகள். அவற்றிலிருந்து காற்று வெளியேறி நீரை உள்ளே செலுத்தும்போது படகின் அடர்த்தி அதிகரித்து மூழ்கும். மேற்பரப்பில் மிதக்க, குழுவினர் தொட்டிகளில் இருந்து தண்ணீரை அகற்றி, அதில் காற்றை செலுத்துகிறார்கள். அடர்த்தி மீண்டும் குறைகிறது மற்றும் படகு மேற்பரப்பில் மிதக்கிறது. பேலாஸ்ட் தொட்டிகள் வெளிப்புற மேலோடு மற்றும் உள் பெட்டியின் சுவர்களுக்கு இடையில் வைக்கப்படுகின்றன. குழுவினர் உள் பெட்டியில் வசிக்கிறார்கள் மற்றும் வேலை செய்கிறார்கள். நீர்மூழ்கிக் கப்பலில் சக்திவாய்ந்த உந்துசக்திகள் பொருத்தப்பட்டுள்ளன, அவை தண்ணீருக்குள் செல்ல அனுமதிக்கின்றன. சில படகுகளில் அணு உலைகள் உள்ளன.

முடிவுரை.

எனவே, நிறைய வேலை செய்த பிறகு, நான் புரிந்துகொண்டேன். பனி ஏன் மூழ்காது என்பது பற்றிய எனது கருதுகோள் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.

மூழ்காததற்கான காரணங்கள்பனி:

1. பனி நீர் படிகங்களைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றுக்கிடையே காற்று உள்ளது. எனவே, பனியின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியை விட குறைவாக உள்ளது.

2. ஒரு மிதக்கும் சக்தி தண்ணீரின் பக்கத்திலிருந்து பனியில் செயல்படுகிறது.

தண்ணீர் ஒரு சாதாரண திரவம் மற்றும் ஒரு தனிப்பட்ட திரவம் இல்லை என்றால், நாம் ஸ்கேட்டிங் அனுபவிக்க முடியாது. நாம் கண்ணாடி மீது உருளவில்லை, இல்லையா? ஆனால் இது பனியை விட மிகவும் மென்மையானது மற்றும் கவர்ச்சியானது. ஆனால் கண்ணாடி என்பது ஸ்கேட்கள் சறுக்காத ஒரு பொருள். ஆனால் பனியில், அது மிகவும் தரமானதாக இல்லாவிட்டாலும், ஸ்கேட்டிங் ஒரு மகிழ்ச்சி. ஏன் என்று கேட்பீர்கள்? உண்மை என்னவென்றால், நமது உடலின் எடை ஸ்கேட்டின் மிக மெல்லிய பிளேடில் அழுத்துகிறது, இது பனியின் மீது வலுவான அழுத்தத்தை செலுத்துகிறது. ஸ்கேட்டில் இருந்து இந்த அழுத்தத்தின் விளைவாக, பனி உருகத் தொடங்குகிறது, இது ஒரு மெல்லிய நீரை உருவாக்குகிறது, அதில் ஸ்கேட் சரியாக சறுக்குகிறது.

விண்ணப்பம்

இணைப்பு 1

பனி ஏன் தண்ணீரில் மிதக்கிறது? நீர் ஏன் பல்வேறு பொருட்களைக் கரைக்க முடிகிறது? புவியீர்ப்பு விதிகளுக்கு மாறாக, ஒரு துண்டு ஏன் தண்ணீரை கீழே இருந்து மேலே உறிஞ்ச முடியும்? நீர் வேறொரு உலகத்திலிருந்து நமக்கு வந்தது என்று நாம் கருதினால், இந்த மற்றும் தண்ணீரைச் சுற்றியுள்ள பிற மர்மங்கள் புரிந்துகொள்வது குறைவாகவே தோன்றும்.

பூமியில் உள்ள மற்ற எல்லா பொருட்களையும் போல நீர் நடந்து கொண்டால், நீங்களும் நானும் இல்லை.

தண்ணீர் என்பது மிகவும் எளிமையான ஒன்று, அதைப் பற்றி நாம் அரிதாகவே சிந்திக்கிறோம். இருப்பினும், வெற்று நீரை விட மர்மமான எதுவும் இல்லை. தண்ணீரின் மிகப்பெரிய மர்மம்: பனி ஏன் மிதக்கிறது. ஒரு திரவத்திலிருந்து திட நிலைக்குச் செல்லும் வேறு எந்தப் பொருளும், பொருளின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும்போது கனமாகிறது.

நீர், ஒரு திரவத்திலிருந்து ஒரு திட நிலைக்கு செல்கிறது, மாறாக, இலகுவாக மாறும்.

பனிக்கட்டியின் கட்டமைப்பில், நீர் துகள்கள் மிகவும் ஒழுங்கான முறையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும், துகள்களுக்கு இடையில் நிறைய இலவச இடைவெளி உள்ளது. பனிக்கட்டியின் அளவு அது உருவான நீரின் அளவை விட அதிகமாக உள்ளது. அளவு பெரியது, அடர்த்தி குறைவாக உள்ளது - பனிக்கட்டி தண்ணீரை விட இலகுவானது, எனவே அது தண்ணீரில் மூழ்காது. பெரிய பனிக்கட்டிகள் மற்றும் பனிப்பாறைகள் தண்ணீரில் மூழ்காது.

• பனி மீண்டும் தண்ணீராக மாறும்போது, ​​​​துகள்கள் நூறாயிரக்கணக்கான மடங்கு அதிக சுறுசுறுப்பாக மாறும், மேலும் காலி இடம் நிரப்பப்படுகிறது.

நீரின் திரவ வடிவம் திட வடிவத்தை விட அடர்த்தியானது மற்றும் கனமானது. + 4 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் நீர் கனமாகிறது. வெப்பநிலை உயரும் போது, ​​நீர் துகள்கள் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக மாறும், இது அதன் அடர்த்தி குறைவதற்கு வழிவகுக்கிறது.

நீர்த்தேக்கத்தின் மீது குளிர்காலம் எவ்வளவு குளிராக இருந்தாலும், கீழே உள்ள நீர் வெப்பநிலை நிலையானது: +4 ° C. கீழே வாழும் எதுவும் பனிக்கட்டியின் கீழ் நீண்ட குளிர்காலத்தில் வாழ முடியும். பனி நீரை விட இலகுவானது. நீரின் மேற்பரப்பில் அதன் ஷெல் மூலம், அது உறைபனியிலிருந்து நீர்த்தேக்கத்தின் அடிப்பகுதியை பாதுகாக்கிறது.

பனி மற்றும் நீர்.
ஒரு கிளாஸ் தண்ணீரில் வைக்கப்படும் ஒரு பனிக்கட்டி மூழ்காது என்று அறியப்படுகிறது. நீரிலிருந்து பனியில் மிதக்கும் சக்தி செயல்படுவதால் இது நிகழ்கிறது.

அரிசி. 4.1 தண்ணீரில் பனிக்கட்டி.

படத்தில் இருந்து பார்க்க முடியும். 4.1, மிதப்பு விசை என்பது பனிக்கட்டியின் நீரில் மூழ்கிய பகுதியின் மேற்பரப்பில் செயல்படும் நீர் அழுத்த சக்திகளின் விளைவாகும் (படம் 4.1 இல் நிழல் பகுதி). பனி நீரின் மீது மிதக்கிறது, ஏனெனில் புவியீர்ப்பு விசை அதை கீழே இழுக்கும் மிதப்பு விசையால் சமநிலைப்படுத்தப்படுகிறது.
கண்ணாடியில் பனி இல்லை என்று கற்பனை செய்து கொள்வோம், மேலும் படத்தில் நிழலாடிய பகுதி தண்ணீரில் நிரம்பியுள்ளது. இங்கு இந்தப் பகுதிக்குள்ளும் அதற்கு வெளியேயும் அமைந்துள்ள தண்ணீருக்கு இடையில் எந்த இடைமுகமும் இருக்காது. இருப்பினும், இந்த விஷயத்தில், மிதக்கும் விசையும், நிழலான பகுதியில் உள்ள நீரில் செயல்படும் ஈர்ப்பு விசையும் ஒன்றையொன்று சமநிலைப்படுத்துகின்றன. மேலே விவாதிக்கப்பட்ட இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் மிதக்கும் விசை மாறாமல் இருப்பதால், மேற்கூறிய பகுதியில் உள்ள ஒரு பனிக்கட்டியின் மீதும் தண்ணீரின் மீதும் செயல்படும் ஈர்ப்பு விசை ஒன்றுதான். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அவை சம எடையைக் கொண்டுள்ளன. பனிக்கட்டியின் நிறை நிழலாடிய பகுதியில் உள்ள நீரின் நிறைக்குச் சமம் என்பதும் உண்மை.
உருகிய பிறகு, பனி அதே வெகுஜனத்தின் நீராக மாறும் மற்றும் நிழலாடிய பகுதியின் அளவிற்கு சமமான அளவை நிரப்புகிறது. எனவே, பனி உருகிய பிறகு தண்ணீர் மற்றும் ஒரு துண்டு பனிக்கட்டியில் உள்ள நீர் நிலை மாறாது.
திரவ மற்றும் திட நிலைகள்.
ஒரு பனிக்கட்டியின் அளவு சம நிறை கொண்ட நீரால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவை விட அதிகமாக இருப்பதை இப்போது நாம் அறிவோம். ஒரு பொருளின் நிறை மற்றும் அது ஆக்கிரமித்துள்ள தொகுதியின் விகிதம் பொருளின் அடர்த்தி எனப்படும். எனவே, பனியின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியை விட குறைவாக உள்ளது. அவற்றின் எண் மதிப்புகள், 0 °C இல் அளவிடப்படுகின்றன: தண்ணீருக்கு - 0.9998, பனிக்கு - 0.917 g/cm3. வெப்பமடையும் போது, ​​பனி மட்டுமல்ல, மற்ற திடப்பொருட்களும் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையை அடைகின்றன, அதில் அவற்றின் மாற்றம் திரவ நிலைக்குத் தொடங்குகிறது. ஒரு தூய பொருள் உருகினால், அதன் முழு நிறை திரவ நிலைக்கு செல்லும் வரை வெப்பமடையும் போது அதன் வெப்பநிலை அதிகரிக்காது. இந்த வெப்பநிலை கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் உருகுநிலை என்று அழைக்கப்படுகிறது. உருகுதல் முடிந்ததும், வெப்பமூட்டும் திரவத்தின் வெப்பநிலை மேலும் உயரும். ஒரு திரவம் குளிர்ந்தால், வெப்பநிலையை உருகும் இடத்திற்குக் குறைத்தால், அது ஒரு திடமான நிலைக்கு மாறத் தொடங்கும்.
பெரும்பாலான பொருட்களுக்கு, பனி மற்றும் நீர் போன்றவற்றில், திட நிலையில் உள்ள அடர்த்தி திரவ நிலையில் இருப்பதை விட அதிகமாக உள்ளது. எடுத்துக்காட்டாக, ஆர்கான், பொதுவாக வாயு நிலையில், -189.2 °C வெப்பநிலையில் திடப்படுத்துகிறது; திட ஆர்கானின் அடர்த்தி 1.809 g/cm3 (திரவ நிலையில் ஆர்கானின் அடர்த்தி 1.38 g/cm3 ஆகும்). எனவே, உருகுநிலைக்கு நெருக்கமான வெப்பநிலையில் திட நிலையில் உள்ள ஒரு பொருளின் அடர்த்தியை திரவ நிலையில் அதன் அடர்த்தியுடன் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், ஆர்கானின் விஷயத்தில் அது 14.4% குறைகிறது. சோடியம் - 2.5%.
அலுமினியம் மற்றும் தங்கம் (முறையே 0 மற்றும் 5.3%) தவிர, உலோகங்கள் உருகும் புள்ளியைக் கடந்து செல்லும் போது ஒரு பொருளின் அடர்த்தியில் ஏற்படும் மாற்றம் பொதுவாக சிறியதாக இருக்கும். இந்த அனைத்து பொருட்களுக்கும், தண்ணீரைப் போலல்லாமல், திடப்படுத்துதல் செயல்முறை மேற்பரப்பில் அல்ல, ஆனால் கீழே தொடங்குகிறது.
இருப்பினும், திட நிலைக்கு மாறும்போது அடர்த்தி குறையும் உலோகங்கள் உள்ளன. ஆண்டிமனி, பிஸ்மத், கேலியம் ஆகியவை இதில் அடங்கும், இந்த குறைவு முறையே 0.95, 3.35 மற்றும் 3.2% ஆகும். காலியம், அதன் உருகுநிலை -29.8 டிகிரி செல்சியஸ், பாதரசம் மற்றும் சீசியம் ஆகியவை உருகும் உலோகங்களின் வகுப்பைச் சேர்ந்தது.
பொருளின் திட மற்றும் திரவ நிலைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு.
திட நிலையில், திரவ நிலை போலல்லாமல், பொருளை உருவாக்கும் மூலக்கூறுகள் ஒழுங்கான முறையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும்.

அரிசி. 4.2 பொருளின் திரவ மற்றும் திட நிலைகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடு

படத்தில். படம் 4.2 (வலது) மூலக்கூறுகளின் அடர்த்தியான பொதியின் உதாரணத்தைக் காட்டுகிறது (வழக்கமாக வட்டங்களில் சித்தரிக்கப்படுகிறது), திட நிலையில் உள்ள ஒரு பொருளின் சிறப்பியல்பு. அதற்கு அடுத்ததாக ஒரு திரவத்தின் ஒழுங்கற்ற அமைப்பு பண்பு உள்ளது. ஒரு திரவ நிலையில், மூலக்கூறுகள் ஒருவருக்கொருவர் அதிக தூரத்தில் அமைந்துள்ளன, அதிக இயக்க சுதந்திரம் கொண்டவை, இதன் விளைவாக, ஒரு திரவ நிலையில் உள்ள ஒரு பொருள் அதன் வடிவத்தை எளிதில் மாற்றுகிறது, அதாவது, அது திரவத்தன்மையின் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது.
திரவப் பொருட்கள், மேலே குறிப்பிட்டுள்ளபடி, மூலக்கூறுகளின் சீரற்ற ஏற்பாட்டால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன, ஆனால் அத்தகைய கட்டமைப்பைக் கொண்ட அனைத்து பொருட்களும் ஓட்டம் திறன் கொண்டவை அல்ல. ஒரு உதாரணம் கண்ணாடி, அதன் மூலக்கூறுகள் சீரற்ற முறையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன, ஆனால் அது திரவத்தன்மையைக் கொண்டிருக்கவில்லை.
படிகப் பொருட்கள் என்பது மூலக்கூறுகள் ஒழுங்கான முறையில் அமைக்கப்பட்ட பொருட்கள். இயற்கையில், படிகங்கள் ஒரு சிறப்பியல்பு தோற்றத்தைக் கொண்ட பொருட்கள் உள்ளன. குவார்ட்ஸ் மற்றும் பனிக்கட்டி ஆகியவை இதில் அடங்கும். இரும்பு மற்றும் ஈயம் போன்ற கடினமான உலோகங்கள் பெரிய படிக வடிவில் இயற்கையில் ஏற்படாது. இருப்பினும், நுண்ணோக்கின் கீழ் அவற்றின் மேற்பரப்பைப் படிப்பதன் மூலம், புகைப்படத்தில் (படம் 4.3) காணக்கூடிய சிறிய படிகங்களின் கொத்துக்களை வேறுபடுத்துவது சாத்தியமாகும்.

அரிசி. 4.3 இரும்பின் மேற்பரப்பின் மைக்ரோஃபோட்டோகிராஃப்.

உலோகப் பொருட்களின் பெரிய படிகங்களைப் பெறுவதற்கு சிறப்பு முறைகள் உள்ளன.
படிகங்களின் அளவு எதுவாக இருந்தாலும், அவை அனைத்திற்கும் பொதுவானது மூலக்கூறுகளின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பாகும். அவை முற்றிலும் திட்டவட்டமான உருகுநிலை இருப்பதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. இதன் பொருள், உருகும் உடலின் வெப்பநிலை முழுமையாக உருகும் வரை சூடாகும்போது அதிகரிக்காது. கண்ணாடி, படிகப் பொருட்களைப் போலல்லாமல், ஒரு குறிப்பிட்ட உருகும் புள்ளியைக் கொண்டிருக்கவில்லை: சூடாகும்போது, ​​அது படிப்படியாக மென்மையாகி சாதாரண திரவமாக மாறும். இவ்வாறு, உருகுநிலையானது மூலக்கூறுகளின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட ஏற்பாடு அழிக்கப்படும் வெப்பநிலைக்கு ஒத்திருக்கிறது மற்றும் படிக அமைப்பு சீர்குலைகிறது. முடிவில், கண்ணாடியின் மற்றொரு சுவாரஸ்யமான சொத்தை நாங்கள் கவனிக்கிறோம், அதன் படிக அமைப்பு இல்லாததால் விளக்கப்பட்டது: அதற்கு ஒரு நீண்ட கால இழுவிசை சக்தியைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், எடுத்துக்காட்டாக, 10 ஆண்டுகளுக்கு, கண்ணாடி இப்படி பாய்கிறது என்பதை நாம் உறுதியாக நம்புவோம். ஒரு சாதாரண திரவம்.
மூலக்கூறுகளின் பேக்கேஜிங்.
எக்ஸ்-கதிர்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி, ஒரு படிகத்தில் மூலக்கூறுகள் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன என்பதைப் படிக்கலாம். X-கதிர்கள் புலப்படும் ஒளியை விட மிகக் குறைவான அலைநீளத்தைக் கொண்டிருக்கின்றன, எனவே அவை அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் வடிவியல் ரீதியாக வழக்கமான படிக அமைப்பால் வேறுபடலாம். ஒரு புகைப்படத் தட்டில் (படம் 4.4) ஒரு மாறுபாடு வடிவத்தை பதிவு செய்வதன் மூலம், படிகத்தில் அணுக்களின் அமைப்பை நிறுவ முடியும். திரவங்களுக்கும் இதே முறையைப் பயன்படுத்தி, அவற்றில் உள்ள மூலக்கூறுகள் ஒழுங்கற்ற முறையில் அமைக்கப்பட்டிருப்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளலாம்.

அரிசி. 4.4 ஒரு குறிப்பிட்ட கால கட்டமைப்பின் மூலம் எக்ஸ்ரே டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன்.
அரிசி. 4.5 பந்துகளை இறுக்கமாக பேக் செய்ய இரண்டு வழிகள்.

படிக நிலையில் உள்ள திடப்பொருளின் மூலக்கூறுகள் ஒன்றுக்கொன்று தொடர்புடைய சிக்கலான முறையில் அமைக்கப்பட்டிருக்கும். ஒரே மாதிரியான அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளைக் கொண்ட பொருட்களின் அமைப்பு, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள ஆர்கான் படிகம் போன்ற ஒப்பீட்டளவில் எளிமையானதாகத் தெரிகிறது. 4.5 (இடது), அணுக்கள் வழக்கமாக பந்துகளால் குறிக்கப்படுகின்றன. நீங்கள் பல்வேறு வழிகளில் பந்துகளால் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு இடத்தை அடர்த்தியாக நிரப்பலாம். மூலக்கூறுகளின் கவர்ச்சிகரமான சக்திகள் இருப்பதால் இத்தகைய அடர்த்தியான பேக்கிங் சாத்தியமாகும், அவை மூலக்கூறுகளை ஒழுங்கமைக்க முனைகின்றன, இதனால் அவை ஆக்கிரமித்துள்ள அளவு குறைவாக இருக்கும். இருப்பினும், உண்மையில் படத்தில் உள்ள அமைப்பு. 4.5 (வலது) ஏற்படாது; இந்த உண்மையை விளக்குவது எளிதல்ல.
விண்வெளியில் பந்துகளை வைப்பதற்கான வெவ்வேறு வழிகளை கற்பனை செய்வது மிகவும் கடினம் என்பதால், ஒரு விமானத்தில் நாணயங்களை எவ்வாறு இறுக்கமாக ஏற்பாடு செய்யலாம் என்பதைக் கருத்தில் கொள்வோம்.

அரிசி. 4.6 ஒரு விமானத்தில் நாணயங்களின் ஒழுங்கான ஏற்பாடு.

படத்தில். 4.6 அத்தகைய இரண்டு முறைகளைக் காட்டுகிறது: முதலாவதாக, ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் நான்கு அண்டை நாடுகளுடன் தொடர்பு கொள்கிறது, அதன் மையங்கள் d பக்கத்துடன் ஒரு சதுரத்தின் முனைகளாகும், அங்கு d என்பது நாணயத்தின் விட்டம்; இரண்டாவது, ஒவ்வொரு நாணயமும் ஆறு அண்டை நாணயங்களுடன் தொடர்பு கொள்கிறது. படத்தில் புள்ளியிடப்பட்ட கோடுகள் ஒரு நாணயத்தால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட பகுதியைக் குறிக்கின்றன. முதல் வழக்கில்
இது d 2 க்கு சமம், மீண்டும் இந்த பகுதி சிறியது மற்றும் √3d 2/2 க்கு சமம்.
நாணயங்களை வைப்பதற்கான இரண்டாவது முறை அவற்றுக்கிடையேயான இடைவெளியை கணிசமாகக் குறைக்கிறது.
ஒரு படிகத்தின் உள்ளே இருக்கும் மூலக்கூறு.படிகங்களைப் படிப்பதன் நோக்கம், அவற்றில் மூலக்கூறுகள் எவ்வாறு அமைக்கப்பட்டிருக்கின்றன என்பதைக் கண்டறிவதாகும். தங்கம், வெள்ளி மற்றும் செம்பு போன்ற உலோகங்களின் படிகங்கள் ஆர்கான் படிகங்களைப் போலவே கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. உலோகங்களைப் பொறுத்தவரை, மூலக்கூறுகள் அல்ல, அயனிகளின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட அமைப்பைப் பற்றி நாம் பேச வேண்டும். உதாரணமாக, ஒரு செப்பு அணு ஒரு எலக்ட்ரானை இழந்து எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட செப்பு அயனியாக மாறுகிறது. எலக்ட்ரான்கள் அயனிகளுக்கு இடையில் சுதந்திரமாக நகரும். அயனிகள் வழக்கமாக கோளங்களாகக் குறிப்பிடப்பட்டால், நெருக்கமான பேக்கிங்கால் வகைப்படுத்தப்படும் கட்டமைப்பைப் பெறுகிறோம். சோடியம் மற்றும் பொட்டாசியம் போன்ற உலோகங்களின் படிகங்கள் தாமிரத்திலிருந்து கட்டமைப்பில் சற்றே வேறுபட்டவை. CO 2 மற்றும் கரிம சேர்மங்களின் மூலக்கூறுகள், வெவ்வேறு அணுக்களைக் கொண்டவை, பந்துகளின் வடிவத்தில் குறிப்பிட முடியாது. அவை திடமான நிலைக்கு மாறும்போது, ​​​​அவை மிகவும் சிக்கலான படிக அமைப்பை உருவாக்குகின்றன.

அரிசி. 4.7. உலர் பனிக்கட்டி (பெரிய பெரிய பந்துகள் - கார்பன் அணுக்கள்)

படத்தில். படம் 4.7 உலர் பனி எனப்படும் திடமான CO2 படிகங்களைக் காட்டுகிறது. கார்பன் அணுக்களுக்கு இடையே வேதியியல் பிணைப்புகள் உருவாகும் என்பதால், ஒரு வேதியியல் கலவை அல்லாத வைரமும் ஒரு சிறப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது.
திரவ அடர்த்தி.திரவ நிலைக்கு மாறும்போது, ​​பொருளின் மூலக்கூறு அமைப்பு சீர்குலைகிறது. இந்த செயல்முறையானது விண்வெளியில் கொடுக்கப்பட்ட பொருளால் ஆக்கிரமிக்கப்பட்ட அளவின் குறைவு மற்றும் அதிகரிப்பு ஆகிய இரண்டும் சேர்ந்து கொள்ளலாம்.


அரிசி. 4.8 நீர் மற்றும் திடப்பொருட்களின் அமைப்புடன் தொடர்புடைய செங்கல் மாதிரிகள்.

ஒரு விளக்கமாக, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளதைக் கவனியுங்கள். 4.8 செங்கல் கட்டிடம். ஒவ்வொரு செங்கல்லும் ஒரு மூலக்கூறுக்கு ஒத்திருக்கட்டும். பூகம்பத்தால் அழிக்கப்பட்ட ஒரு செங்கல் கட்டிடம் செங்கற்களின் குவியலாக மாறும், அதன் பரிமாணங்கள் கட்டிடத்தின் அளவை விட சிறியதாக இருக்கும். இருப்பினும், அனைத்து செங்கற்களும் ஒன்றுக்கு ஒன்று நேர்த்தியாக அடுக்கப்பட்டிருந்தால், அவை ஆக்கிரமித்துள்ள இடத்தின் அளவு இன்னும் சிறியதாகிவிடும். திட மற்றும் திரவ நிலைகளில் ஒரு பொருளின் அடர்த்திக்கும் இடையே இதே போன்ற உறவு உள்ளது. காட்டப்பட்டுள்ள செங்கற்களின் அடர்த்தியான பொதிக்கு செம்பு மற்றும் ஆர்கானின் படிகங்களை பொருத்தலாம். அவற்றில் உள்ள திரவ நிலை செங்கற்களின் குவியலுக்கு ஒத்திருக்கிறது. இந்த நிலைமைகளின் கீழ் திடத்திலிருந்து திரவத்திற்கு மாறுவது அடர்த்தி குறைவதோடு சேர்ந்துள்ளது.
அதே நேரத்தில், பெரிய இடைக்கணிப்பு தூரங்களைக் கொண்ட ஒரு படிக அமைப்பிலிருந்து (இது ஒரு செங்கல் கட்டிடத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது) ஒரு திரவ நிலைக்கு மாறுவது அடர்த்தியின் அதிகரிப்புடன் சேர்ந்துள்ளது. இருப்பினும், உண்மையில், பல படிகங்கள் திரவ நிலைக்கு மாறும்போது பெரிய மூலக்கூறு தூரங்களைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன.
ஆண்டிமனி, பிஸ்மத், காலியம் மற்றும் பிற உலோகங்கள், சோடியம் மற்றும் தாமிரம் போலல்லாமல், அடர்த்தியான பொதிகளால் வகைப்படுத்தப்படவில்லை. திரவ கட்டத்திற்கு மாறும்போது பெரிய அணுக்கரு தூரங்கள் காரணமாக, அவற்றின் அடர்த்தி அதிகரிக்கிறது.

பனி அமைப்பு.
ஒரு நீர் மூலக்கூறு ஆக்ஸிஜன் அணு மற்றும் அதன் எதிர் பக்கங்களில் அமைந்துள்ள இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. ஒரு கார்பன் டை ஆக்சைடு மூலக்கூறைப் போலல்லாமல், அதில் ஒரு கார்பன் அணுவும் இரண்டு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களும் ஒரே நேர் கோட்டில் அமைந்திருக்கும், நீர் மூலக்கூறில் ஒவ்வொரு ஹைட்ரஜன் அணுக்களுக்கும் ஆக்ஸிஜன் அணுவை இணைக்கும் கோடுகள் ஒன்றோடொன்று 104.5° கோணத்தை உருவாக்குகின்றன. எனவே, நீர் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே மின்னியல் தன்மை கொண்ட தொடர்பு சக்திகள் உள்ளன. கூடுதலாக, ஹைட்ரஜன் அணுவின் சிறப்பு பண்புகள் காரணமாக, நீர் படிகமாக்கும்போது, ​​​​அது ஒரு கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது, அதில் ஒவ்வொரு மூலக்கூறும் நான்கு அண்டை அணுக்களுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த அமைப்பு படம் 1 இல் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட முறையில் வழங்கப்படுகிறது. 4.9 பெரிய பந்துகள் ஆக்ஸிஜன் அணுக்களைக் குறிக்கின்றன, சிறிய கருப்பு பந்துகள் ஹைட்ரஜன் அணுக்களைக் குறிக்கின்றன.

அரிசி. 4.9 பனியின் படிக அமைப்பு.

இந்த கட்டமைப்பில், பெரிய மூலக்கூறு தூரங்கள் உணரப்படுகின்றன. எனவே, பனி உருகும்போது மற்றும் கட்டமைப்பு சரிந்து, ஒரு மூலக்கூறுக்கான அளவு குறைகிறது. இது பனியின் அடர்த்தியை விட நீரின் அடர்த்தி அதிகமாக உள்ளது மற்றும் பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மிதக்க முடியும் என்பதற்கு இது வழிவகுக்கிறது.

ஆய்வு 1
நீரின் அடர்த்தி ஏன் 4 °C இல் அதிகமாக உள்ளது?

ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மற்றும் வெப்ப விரிவாக்கம்.உருகிய பிறகு, பனி நீராக மாறும், அதன் அடர்த்தி பனியை விட அதிகமாக உள்ளது. நீர் வெப்பநிலையில் மேலும் அதிகரிப்புடன், வெப்பநிலை 4 ° C ஐ அடையும் வரை அதன் அடர்த்தி அதிகரிக்கிறது. 0°C இல் நீரின் அடர்த்தி 0.99984 g/cm3 எனில், 4°C இல் அது 0.99997 g/cm3 ஆகும். வெப்பநிலையில் மேலும் அதிகரிப்பு அடர்த்தியில் குறைவை ஏற்படுத்துகிறது மற்றும் 8 ° C இல் அது மீண்டும் 0 ° C இல் உள்ள அதே மதிப்பைக் கொண்டிருக்கும்.

அரிசி. 4.10. பனியின் படிக அமைப்பு (பெரிய பந்துகள் ஆக்ஸிஜன் அணுக்கள்).

பனிக்கட்டியில் ஒரு படிக அமைப்பு இருப்பதால் இந்த நிகழ்வு ஏற்படுகிறது. இது அனைத்து விவரங்களுடன் படம் 1 இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. 4.10, தெளிவுக்காக, அணுக்கள் பந்துகளாக சித்தரிக்கப்படுகின்றன, மேலும் இரசாயன பிணைப்புகள் திடமான கோடுகளால் குறிக்கப்படுகின்றன. கட்டமைப்பின் ஒரு அம்சம் என்னவென்றால், ஹைட்ரஜன் அணு எப்போதும் இரண்டு ஆக்ஸிஜன் அணுக்களுக்கு இடையில் அமைந்துள்ளது, அவற்றில் ஒன்றுக்கு நெருக்கமாக அமைந்துள்ளது. இவ்வாறு, ஹைட்ரஜன் அணு இரண்டு அண்டை நீர் மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் ஒட்டுதல் சக்தியை ஊக்குவிக்கிறது. இந்த ஒட்டும் சக்தி ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் சில திசைகளில் மட்டுமே நிகழும் என்பதால், ஒரு பனிக்கட்டியில் உள்ள நீர் மூலக்கூறுகளின் அமைப்பு டெட்ராஹெட்ரலுக்கு அருகில் உள்ளது. பனி உருகி நீராக மாறும் போது, ​​ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளின் குறிப்பிடத்தக்க பகுதி அழிக்கப்படுவதில்லை, இதன் காரணமாக டெட்ராஹெட்ரலுக்கு நெருக்கமான ஒரு அமைப்பு அதன் சிறப்பியல்பு பெரிய இடைக்கணிப்பு தூரத்துடன் பாதுகாக்கப்படுகிறது. அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன், மூலக்கூறுகளின் மொழிபெயர்ப்பு மற்றும் சுழற்சி இயக்கத்தின் வேகம் அதிகரிக்கிறது, இதன் விளைவாக ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் உடைக்கப்படுகின்றன, இடைக்கணிப்பு தூரம் குறைகிறது மற்றும் நீரின் அடர்த்தி அதிகரிக்கிறது.
இருப்பினும், இந்த செயல்முறைக்கு இணையாக, வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​நீரின் வெப்ப விரிவாக்கம் ஏற்படுகிறது, இது அதன் அடர்த்தியில் குறைவு ஏற்படுகிறது. இந்த இரண்டு காரணிகளின் செல்வாக்கு நீரின் அதிகபட்ச அடர்த்தி 4 ° C இல் அடையப்படுகிறது என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது. 4 ° C க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையில், வெப்ப விரிவாக்கத்துடன் தொடர்புடைய காரணி ஆதிக்கம் செலுத்தத் தொடங்குகிறது மற்றும் அடர்த்தி மீண்டும் குறைகிறது.

ஆய்வு 2
குறைந்த வெப்பநிலை அல்லது உயர் அழுத்தத்தில் பனிக்கட்டி

ஐஸ் வகைகள்.நீர் படிகமயமாக்கலின் போது மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தூரம் அதிகரிப்பதால், பனியின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியை விட குறைவாக உள்ளது. ஒரு பனிக்கட்டியானது அதிக அழுத்தத்திற்கு உட்படுத்தப்பட்டால், மூலக்கூறுகளுக்கு இடையிலான தூரம் குறையும் என்று எதிர்பார்க்கலாம். உண்மையில், 0°C இல் பனியை 14 kbar (1 kbar = 987 atm) அழுத்தத்திற்கு வெளிப்படுத்துவதன் மூலம், நாம் வேறுபட்ட படிக அமைப்புடன் கூடிய பனியைப் பெறுகிறோம், அதன் அடர்த்தி 1.38 g/cm3 ஆகும். அத்தகைய அழுத்தத்தின் கீழ் உள்ள நீர் ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலையில் குளிர்ந்தால், அது தொடங்கும்
படிகமாக்குகிறது. அத்தகைய பனியின் அடர்த்தி தண்ணீரை விட அதிகமாக இருப்பதால், படிகங்கள் அதன் மேற்பரப்பில் தங்கி கீழே மூழ்க முடியாது. இதனால், பாத்திரத்தில் உள்ள நீர் கீழே இருந்து தொடங்கி படிகமாக்குகிறது. இந்த வகை பனிக்கட்டி ஐஸ் VI என்று அழைக்கப்படுகிறது; வழக்கமான பனி - பனி I.
25 kbar அழுத்தம் மற்றும் 100 ° C வெப்பநிலையில், நீர் திடப்படுத்துகிறது, 1.57 g/cm3 அடர்த்தி கொண்ட பனி VII ஆக மாறும்.

அரிசி. 4.11. நீரின் மாநில வரைபடம்.

வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தை மாற்றுவதன் மூலம், நீங்கள் 13 வகையான பனிக்கட்டிகளைப் பெறலாம். அளவுரு மாற்றத்தின் பகுதிகள் மாநில வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன (படம் 4.11). கொடுக்கப்பட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்திற்கு எந்த வகையான பனி ஒத்துப்போகிறது என்பதை இந்த வரைபடத்திலிருந்து நீங்கள் தீர்மானிக்கலாம். திடக் கோடுகள் இரண்டு வெவ்வேறு பனி கட்டமைப்புகள் இணைந்திருக்கும் வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தங்களுக்கு ஒத்திருக்கும். அனைத்து வகையான பனிக்கட்டிகளிலும் 1.83 g/cm3 ஐஸ் VIII அதிக அடர்த்தி கொண்டது.
ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த அழுத்தத்தில், 3 kbar, பனி II உள்ளது, அதன் அடர்த்தி நீரை விட அதிகமாக உள்ளது, மேலும் 1.15 g/cm3 ஆகும். -120 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில், படிக அமைப்பு மறைந்து, பனிக்கட்டி ஒரு கண்ணாடி நிலையாக மாறும் என்பது சுவாரஸ்யமானது.
நீர் மற்றும் பனி I ஐப் பொறுத்தவரை, அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​உருகும் புள்ளி குறைகிறது என்பதை வரைபடம் காட்டுகிறது. நீரின் அடர்த்தி பனிக்கட்டியை விட அதிகமாக இருப்பதால், பனிக்கட்டி-நீர் மாற்றம் அளவு குறைவதோடு, வெளிப்புறமாக பயன்படுத்தப்படும் அழுத்தம் இந்த செயல்முறையை துரிதப்படுத்துகிறது. பனி III ஐப் பொறுத்தவரை, அதன் அடர்த்தி தண்ணீரை விட அதிகமாக உள்ளது, நிலைமை சரியாக எதிர்மாறாக உள்ளது - அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது அதன் உருகும் புள்ளி அதிகரிக்கிறது.

வசந்த காலத்தின் தொடக்கத்தில் மிதக்கும் பனிக்கட்டிகளால் நாம் ஆச்சரியப்படுவதில்லை, குளிர்கால "ஆடைகளில்" இருந்து நீர்த்தேக்கங்கள் தங்களை விடுவித்து, புதிய நீரின் அழகை மனித கண்ணுக்கு வெளிப்படுத்தத் தொடங்கும் போது. இந்த இயற்கை நிகழ்வுக்கு நாம் மிகவும் பழக்கமாகிவிட்டோம், அதைப் பற்றி யோசிக்கக்கூட இல்லை, ஏன் பனி உருகவில்லை? நீங்கள் இதைப் பற்றி சிந்தித்தால், பனி போன்ற திடப்பொருட்கள் உருகும்போது உருவாகும் திரவங்களில் மிதக்கும் எடுத்துக்காட்டுகள் உங்களுக்கு உடனடியாக நினைவில் இருக்காது. நீங்கள் ஒரு கொள்கலனில் பாரஃபின் அல்லது மெழுகு உருகலாம் மற்றும் அதே பொருளின் ஒரு பகுதியை, ஒரு திட நிலையில் மட்டுமே, அதன் விளைவாக வரும் குட்டையில் வீசலாம். நாம் என்ன பார்க்கிறோம்? மெழுகு மற்றும் பாரஃபின் அவற்றின் உருகலின் விளைவாக உருவாகும் திரவத்தில் பாதுகாப்பாக மூழ்கிவிடும்.

பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது?உண்மை என்னவென்றால், இந்த எடுத்துக்காட்டில் உள்ள நீர் மிகவும் அரிதான மற்றும் உள்ளார்ந்த தனித்துவமான விதிவிலக்கு. இயற்கையில், உலோகம் மற்றும் வார்ப்பிரும்பு மட்டுமே நீரின் மேற்பரப்பில் மிதக்கும் பனிக்கட்டியைப் போலவே செயல்படுகின்றன.

பனி நீரை விட கனமாக இருந்தால், அது நிச்சயமாக அதன் சொந்த எடையின் கீழ் மூழ்கிவிடும், அதே நேரத்தில் நீர்த்தேக்கத்தின் கீழ் பகுதியில் அமைந்துள்ள நீரை மேற்பரப்புக்கு இடமாற்றம் செய்யும். இதன் விளைவாக, முழு நீர்த்தேக்கமும் மிகக் கீழே உறைந்துவிடும்! இருப்பினும், நீர் உறைந்தால், முற்றிலும் மாறுபட்ட சூழ்நிலை ஏற்படுகிறது. நீரை பனியாக மாற்றுவது அதன் அளவை ஏறக்குறைய 10% அதிகரிக்கிறது, அது இந்த நேரத்தில் பனியானது தண்ணீரை விட குறைவான அடர்த்தி கொண்டது. இந்த காரணத்திற்காகவே, பனி நீரின் மேற்பரப்பில் மிதக்கிறது மற்றும் மூழ்காது. ஒரு காகிதப் படகு, நீரின் அடர்த்தியை விட பல மடங்கு குறைவான அடர்த்தி, தண்ணீரின் மீது இறக்கப்படும்போது இதையே கவனிக்க முடியும். படகு மரத்தாலோ அல்லது வேறு பொருளாலோ செய்யப்பட்டிருந்தால், அது நிச்சயமாக மூழ்கியிருக்கும். அடர்த்தி குறிகாட்டிகளை எண்களில் ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், எடுத்துக்காட்டாக, நீரின் அடர்த்தி ஒன்று என்றால், பனியின் அடர்த்தி 0.91 க்கு சமமாக இருக்கும்.

அது பனிக்கட்டியாக மாறும் போது நீரின் அளவு அதிகரிப்பதை அன்றாட வாழ்க்கையில் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள வேண்டும். குளிரில் தண்ணீர் நிரப்பப்பட்ட ஒரு பீப்பாயை விட்டு வெளியேறினால் போதும், திரவம் உறைந்து கொள்கலனை வெடிக்கும். அதனால்தான் குளிரில் நிறுத்தப்படும் வாகனத்தின் ரேடியேட்டரில் தண்ணீர் விடுவது பரிந்துரைக்கப்படவில்லை. மேலும், கடுமையான உறைபனிகளில், வெப்பமூட்டும் குழாய்கள் வழியாக இயங்கும் சூடான நீரின் விநியோகத்தில் குறுக்கீடுகள் குறித்து எச்சரிக்கையாக இருக்க வேண்டும். வெளிப்புற குழாயில் தண்ணீர் இருந்தால், அது உடனடியாக உறைந்துவிடும், இது தவிர்க்க முடியாமல் நீர் விநியோகத்திற்கு சேதம் விளைவிக்கும்.

அறியப்பட்டபடி, கடல்கள் மற்றும் கடல்களில் அதிக ஆழத்தில், வெப்பநிலை பூஜ்ஜியத்திற்குக் கீழே இருக்கும், நீர் இன்னும் உறைந்து போகாது மற்றும் மாறாது பனிக்கட்டி தொகுதி. விளக்குவது மிகவும் எளிது - நீரின் மேல் அடுக்குகள் மகத்தான அழுத்தத்தை உருவாக்குகின்றன. உதாரணமாக, ஒரு கிலோமீட்டர் நீர் அடுக்கு நூற்றுக்கும் மேற்பட்ட வளிமண்டலங்களின் சக்தியுடன் அழுத்துகிறது.

தண்ணீர் ஒரு சாதாரண திரவம் மற்றும் ஒரு தனிப்பட்ட திரவம் இல்லை என்றால், நாம் ஸ்கேட்டிங் அனுபவிக்க முடியாது. நாம் கண்ணாடி மீது உருளவில்லை, இல்லையா? ஆனால் இது பனியை விட மிகவும் மென்மையானது மற்றும் கவர்ச்சியானது. ஆனால் கண்ணாடி என்பது ஸ்கேட்கள் சறுக்காத ஒரு பொருள். ஆனால் பனியில், அது மிகவும் தரமானதாக இல்லாவிட்டாலும், ஸ்கேட்டிங் ஒரு மகிழ்ச்சி. ஏன் என்று கேட்பீர்கள்? உண்மை என்னவென்றால், நமது உடலின் எடை ஸ்கேட்டின் மிக மெல்லிய பிளேடில் அழுத்துகிறது, இது வலுவான அழுத்தத்தை அளிக்கிறது. பனிக்கட்டி. ஸ்கேட்டில் இருந்து இந்த அழுத்தத்தின் விளைவாக, பனி உருகத் தொடங்குகிறது, இது ஒரு மெல்லிய நீரை உருவாக்குகிறது, அதில் ஸ்கேட் சரியாக சறுக்குகிறது.

ஒரு குழந்தைக்கு சிக்கலான உடல் செயல்முறைகளை எவ்வாறு விளக்குவது?

நினைவுக்கு வரும் முதல் விஷயம் அடர்த்தி. ஆம், உண்மையில், பனி மிதக்கிறது, ஏனெனில் அது தண்ணீரை விட அடர்த்தி குறைவாக உள்ளது. ஆனால் அடர்த்தி என்ன என்பதை ஒரு குழந்தைக்கு எப்படி விளக்குவது? பள்ளி பாடத்திட்டத்தை அவரிடம் சொல்ல யாரும் கடமைப்பட்டிருக்கவில்லை, ஆனால் பனிக்கட்டி எளிதானது என்ற உண்மையைக் குறைக்க மிகவும் சாத்தியம். உண்மையில், அதே அளவு நீர் மற்றும் பனி வெவ்வேறு எடைகள் உள்ளன. சிக்கலை இன்னும் விரிவாகப் படித்தால், அடர்த்தியைத் தவிர வேறு பல காரணங்களையும் நாம் கூறலாம்.
பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மூழ்காது, ஏனெனில் அதன் குறைக்கப்பட்ட அடர்த்தி குறைந்த மூழ்குவதைத் தடுக்கிறது. சிறிய காற்று குமிழ்கள் பனியில் உறைந்திருப்பதும் காரணம். அவை அடர்த்தியையும் குறைக்கின்றன, எனவே, பொதுவாக, பனிக்கட்டியின் எடை இன்னும் குறைவாகிறது. பனி விரிவடையும் போது, ​​​​அது அதிக காற்றை எடுத்துக் கொள்ளாது, ஆனால் ஏற்கனவே இந்த அடுக்குக்குள் இருக்கும் அனைத்து குமிழ்களும் பனி உருக அல்லது பதங்கமடையத் தொடங்கும் வரை அங்கேயே இருக்கும்.

நீரின் விரிவாக்க விசையில் ஒரு பரிசோதனையை நடத்துதல்

ஆனால் பனி உண்மையில் விரிவடைகிறது என்பதை எவ்வாறு நிரூபிக்க முடியும்? எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, தண்ணீரும் விரிவடையும், எனவே செயற்கை நிலைமைகளின் கீழ் இதை எவ்வாறு நிரூபிக்க முடியும்? நீங்கள் ஒரு சுவாரஸ்யமான மற்றும் மிகவும் எளிமையான பரிசோதனையை நடத்தலாம். இதைச் செய்ய, உங்களுக்கு ஒரு பிளாஸ்டிக் அல்லது அட்டை கப் மற்றும் தண்ணீர் தேவைப்படும். அளவு பெரியதாக இருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை; மேலும், உங்களுக்கு -8 டிகிரி அல்லது அதற்கும் குறைவான வெப்பநிலை தேவை. வெப்பநிலை மிக அதிகமாக இருந்தால், அனுபவம் நியாயமற்ற நீண்ட காலம் நீடிக்கும்.
எனவே, தண்ணீர் உள்ளே ஊற்றப்படுகிறது, பனி உருவாகும் வரை நாம் காத்திருக்க வேண்டும். இரண்டு முதல் மூன்று மணி நேரத்திற்குள் ஒரு சிறிய அளவு திரவம் பனியாக மாறும் உகந்த வெப்பநிலையை நாங்கள் தேர்ந்தெடுத்துள்ளதால், நீங்கள் பாதுகாப்பாக வீட்டிற்குச் சென்று காத்திருக்கலாம். எல்லா நீரும் பனியாக மாறும் வரை நீங்கள் காத்திருக்க வேண்டும். சிறிது நேரம் கழித்து, முடிவைப் பார்ப்போம். சிதைக்கப்பட்ட அல்லது பனியால் கிழிந்த ஒரு கோப்பை உத்தரவாதம் அளிக்கப்படுகிறது. குறைந்த வெப்பநிலையில், விளைவுகள் மிகவும் சுவாரஸ்யமாக இருக்கும், மேலும் சோதனை குறைந்த நேரத்தை எடுக்கும்.

எதிர்மறையான விளைவுகள்

வெப்பநிலை குறையும் போது பனிக்கட்டிகள் உண்மையில் விரிவடைகின்றன என்பதையும், உறைபனியின் போது நீரின் அளவு எளிதாக அதிகரிக்கிறது என்பதையும் ஒரு எளிய சோதனை உறுதிப்படுத்துகிறது. ஒரு விதியாக, இந்த அம்சம் மறதி மக்களுக்கு நிறைய சிக்கல்களை ஏற்படுத்துகிறது: புத்தாண்டு தினத்தன்று பால்கனியில் நீண்ட நேரம் விடப்பட்ட ஷாம்பெயின் பாட்டில் பனிக்கட்டியின் வெளிப்பாடு காரணமாக உடைகிறது. விரிவாக்க சக்தி மிகப் பெரியதாக இருப்பதால், அதை எந்த வகையிலும் பாதிக்க முடியாது. சரி, பனிக்கட்டிகளின் மிதவையைப் பொறுத்தவரை, இங்கே நிரூபிக்க எதுவும் இல்லை. மிகவும் ஆர்வமுள்ளவர்கள் வசந்த காலத்தில் அல்லது இலையுதிர்காலத்தில் இதேபோன்ற பரிசோதனையை எளிதாக மேற்கொள்ளலாம், ஒரு பெரிய குட்டையில் பனி துண்டுகளை மூழ்கடிக்க முயற்சிப்பார்கள்.

பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மிதக்கிறது என்பதில் யாருக்கும் சந்தேகம் இல்லை; எல்லோரும் இதை குளத்திலும் ஆற்றிலும் நூற்றுக்கணக்கான முறை பார்த்திருக்கிறார்கள்.

ஆனால் இந்த கேள்வியைப் பற்றி எத்தனை பேர் யோசித்திருக்கிறார்கள்: அனைத்து திடப்பொருட்களும் பனியைப் போலவே செயல்படுகின்றனவா, அதாவது அவை உருகும்போது உருவாகும் திரவங்களில் மிதக்கின்றனவா?

ஒரு ஜாடியில் பாரஃபின் அல்லது மெழுகு உருக்கி, அதே திடப்பொருளின் மற்றொரு பகுதியை இந்த திரவத்தில் எறிந்தால், அது உடனடியாக மூழ்கிவிடும். ஈயம், மற்றும் தகரம் மற்றும் பல பொருட்களிலும் இதேதான் நடக்கும். ஒரு விதியாக, திடப்பொருட்கள் எப்போதும் உருகும்போது உருவாகும் திரவங்களில் மூழ்கிவிடும் என்று மாறிவிடும்.

தண்ணீரை அடிக்கடி கையாள்வது, எதிர் நிகழ்வுக்கு நாம் மிகவும் பழக்கமாகிவிட்டோம், மற்ற எல்லா பொருட்களின் சிறப்பியல்புகளான இந்த சொத்தை நாம் அடிக்கடி மறந்து விடுகிறோம். இந்த விஷயத்தில் தண்ணீர் ஒரு அரிய விதிவிலக்கு என்பதை நினைவில் கொள்ள வேண்டும். உலோக பிஸ்மத் மற்றும் வார்ப்பிரும்பு மட்டுமே தண்ணீரைப் போலவே செயல்படுகின்றன.

பனி நீரை விட கனமாக இருந்தால், அதன் மேற்பரப்பில் தங்காது, ஆனால் மூழ்கினால், ஆழமான நீர்த்தேக்கங்களில் கூட குளிர்காலத்தில் தண்ணீர் முற்றிலும் உறைந்துவிடும். உண்மையில், குளத்தின் அடிப்பகுதியில் விழும் பனியானது நீரின் கீழ் அடுக்குகளை மேல்நோக்கி இடமாற்றம் செய்யும், மேலும் அனைத்து நீரும் பனியாக மாறும் வரை இது நடக்கும்.

இருப்பினும், நீர் உறைந்தால், எதிர் நிகழ்கிறது. நீர் பனியாக மாறும் தருணத்தில், அதன் அளவு திடீரென சுமார் 10 சதவிகிதம் அதிகரிக்கிறது, இதனால் பனியானது தண்ணீரை விட குறைவான அடர்த்தியாக இருக்கும். அதனால்தான் அது தண்ணீரில் மிதக்கிறது, எந்த உடலும் அதிக அடர்த்தி கொண்ட திரவத்தில் மிதக்கிறது: பாதரசத்தில் ஒரு இரும்பு ஆணி, எண்ணெயில் ஒரு கார்க் போன்றவை. நீரின் அடர்த்தி ஒற்றுமைக்கு சமமாக இருக்கும் என்று நாம் கருதினால், அடர்த்தி பனி 0.91 மட்டுமே இருக்கும். இந்த எண்ணிக்கை தண்ணீரில் மிதக்கும் பனிக்கட்டியின் தடிமன் கண்டுபிடிக்க அனுமதிக்கிறது. தண்ணீருக்கு மேலே உள்ள பனிக்கட்டியின் உயரம், எடுத்துக்காட்டாக, 2 சென்டிமீட்டர் என்றால், பனிக்கட்டியின் நீருக்கடியில் அடுக்கு 9 மடங்கு தடிமனாக, அதாவது 18 சென்டிமீட்டருக்கு சமம், மற்றும் முழு பனிக்கட்டியும் 20 ஆகும் என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். சென்டிமீட்டர் தடிமன்.

கடல்கள் மற்றும் பெருங்கடல்களில் சில நேரங்களில் பெரிய பனி மலைகள் உள்ளன - பனிப்பாறைகள் (படம் 4). இவை பனிப்பாறைகள், அவை துருவ மலைகளிலிருந்து கீழே விழுந்து, நீரோட்டம் மற்றும் காற்றினால் திறந்த கடலுக்குள் கொண்டு செல்லப்படுகின்றன. அவற்றின் உயரம் 200 மீட்டரை எட்டும், அவற்றின் அளவு பல மில்லியன் கன மீட்டரை எட்டும். பனிப்பாறையின் மொத்த நிறையில் பத்தில் ஒன்பது பங்கு தண்ணீருக்கு அடியில் மறைந்துள்ளது. எனவே, அவரை சந்திப்பது மிகவும் ஆபத்தானது. கப்பல் சரியான நேரத்தில் நகரும் பனி ராட்சதத்தை கவனிக்கவில்லை என்றால், அது கடுமையான சேதத்தை சந்திக்கலாம் அல்லது மோதலில் இறக்கலாம்.

திரவ நீர் பனியாக மாறும்போது திடீரென அளவு அதிகரிப்பது தண்ணீரின் முக்கிய அம்சமாகும். இந்த அம்சம் பெரும்பாலும் நடைமுறை வாழ்க்கையில் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்பட வேண்டும். குளிரில் ஒரு பீப்பாய் தண்ணீரை விட்டால், தண்ணீர் உறைந்து பீப்பாய் வெடித்துவிடும். அதே காரணத்திற்காக, குளிர் கேரேஜில் நிறுத்தப்பட்டிருக்கும் காரின் ரேடியேட்டரில் தண்ணீரை விடக்கூடாது. கடுமையான உறைபனிகளில், நீர் சூடாக்கும் குழாய்கள் மூலம் வெதுவெதுப்பான நீரை வழங்குவதில் சிறிதளவு குறுக்கீடு குறித்து நீங்கள் எச்சரிக்கையாக இருக்க வேண்டும்: வெளிப்புற குழாயில் நிறுத்தப்பட்ட நீர் விரைவாக உறைந்துவிடும், பின்னர் குழாய் வெடிக்கும்.

பாறை விரிசல்களில் உறைந்து, தண்ணீர் அடிக்கடி மலை சரிவுகளை ஏற்படுத்துகிறது.

சூடுபடுத்தும் போது நீரின் விரிவாக்கத்துடன் நேரடியாக தொடர்புடைய ஒரு பரிசோதனையை இப்போது பரிசீலிப்போம். இந்த பரிசோதனையை நடத்துவதற்கு சிறப்பு உபகரணங்கள் தேவைப்படுகின்றன, மேலும் எந்த வாசகரும் அதை வீட்டில் மீண்டும் உருவாக்குவது சாத்தியமில்லை. ஆம், இது ஒரு தேவையல்ல; அனுபவத்தை கற்பனை செய்வது எளிது, மேலும் அனைவருக்கும் தெரிந்த உதாரணங்களைப் பயன்படுத்தி அதன் முடிவுகளை உறுதிப்படுத்த முயற்சிப்போம்.

மிகவும் வலுவான உலோகத்தை எடுத்துக் கொள்வோம், முன்னுரிமை ஒரு எஃகு உருளை (படம் 5), கீழே சில ஷாட்களை ஊற்றவும், அதை தண்ணீரில் நிரப்பவும், மூடியை போல்ட் மூலம் பாதுகாக்கவும் மற்றும் திருகு திருப்பவும். நீர் மிகக் குறைவாக அழுத்துவதால், நீங்கள் நீண்ட நேரம் திருகு திருப்ப வேண்டியதில்லை. ஒரு சில புரட்சிகளுக்குப் பிறகு, சிலிண்டரின் உள்ளே அழுத்தம் நூற்றுக்கணக்கான வளிமண்டலங்களுக்கு உயர்கிறது. நீங்கள் இப்போது சிலிண்டரை பூஜ்ஜியத்திற்கு கீழே 2-3 டிகிரி கூட குளிர்வித்தால், அதில் உள்ள நீர் உறைந்து போகாது. ஆனால் இதை நீங்கள் எப்படி உறுதியாக நம்பலாம்? நாம் சிலிண்டரைத் திறந்தால், இந்த வெப்பநிலை மற்றும் வளிமண்டல அழுத்தத்தில் நீர் உடனடியாக பனியாக மாறும், மேலும் அது அழுத்தத்தில் இருக்கும்போது அது திரவமா அல்லது திடமானதா என்பது எங்களுக்குத் தெரியாது. தெளிக்கப்பட்ட துகள்கள் இங்கே நமக்கு உதவும். சிலிண்டர் குளிர்ந்ததும், அதை தலைகீழாக மாற்றவும். தண்ணீர் உறைந்திருந்தால், ஷாட் உறைந்திருக்கவில்லை என்றால், ஷாட் மூடியில் சேகரிக்கப்படும். திருக்குறளை அவிழ்ப்போம். அழுத்தம் குறையும் மற்றும் தண்ணீர் கண்டிப்பாக உறைந்துவிடும். மூடியை அகற்றிய பிறகு, அனைத்து ஷாட்களும் மூடிக்கு அருகில் சேகரிக்கப்பட்டிருப்பதை உறுதிசெய்கிறோம். இதன் பொருள் அழுத்தத்தின் கீழ் உள்ள நீர் பூஜ்ஜியத்திற்கும் குறைவான வெப்பநிலையில் உறையவில்லை.

ஒவ்வொரு 130 வளிமண்டலங்களுக்கும் ஏறக்குறைய ஒரு டிகிரி அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது நீரின் உறைபனி குறைகிறது என்று அனுபவம் காட்டுகிறது.

வேறு பல பொருட்களின் அவதானிப்புகளின் அடிப்படையில் நமது பகுத்தறிவை அடிப்படையாகக் கொள்ளத் தொடங்கினால், நாம் எதிர் முடிவுக்கு வர வேண்டியிருக்கும். அழுத்தம் பொதுவாக திரவங்களை திடப்படுத்த உதவுகிறது: அழுத்தத்தின் கீழ், திரவங்கள் அதிக வெப்பநிலையில் உறைகின்றன, மேலும் அவை திடப்படுத்தும்போது பெரும்பாலான பொருட்கள் அளவு குறைவதை நீங்கள் நினைவில் வைத்திருந்தால் ஆச்சரியப்படுவதற்கில்லை. அழுத்தம் அளவு குறைகிறது மற்றும் இது திரவத்தை திட நிலைக்கு மாற்ற உதவுகிறது. நீர் கடினமடையும் போது, ​​நமக்கு ஏற்கனவே தெரியும், அது அளவு குறையாது, மாறாக, விரிவடைகிறது. எனவே, அழுத்தம், நீரின் விரிவாக்கத்தைத் தடுக்கிறது, அதன் உறைபனியை குறைக்கிறது.

அதிக ஆழத்தில் உள்ள பெருங்கடல்களில் நீர் வெப்பநிலை பூஜ்ஜிய டிகிரிக்குக் கீழே உள்ளது என்பது அறியப்படுகிறது, ஆனால் இந்த ஆழத்தில் உள்ள நீர் உறைவதில்லை. நீரின் மேல் அடுக்குகளால் உருவாக்கப்பட்ட அழுத்தத்தால் இது விளக்கப்படுகிறது. ஒரு கிலோமீட்டர் தடிமனான நீரின் அடுக்கு சுமார் நூறு வளிமண்டலங்களின் சக்தியுடன் அழுத்துகிறது.

தண்ணீர் ஒரு சாதாரண திரவமாக இருந்தால், பனியில் சறுக்குவதை நாம் அனுபவிக்க முடியாது. இது முற்றிலும் மென்மையான கண்ணாடி மீது உருட்டுவது போலவே இருக்கும். ஸ்கேட்டுகள் கண்ணாடி மீது படவில்லை. பனியில் இது முற்றிலும் வேறுபட்ட விஷயம். பனியில் சறுக்குவது மிகவும் எளிது. ஏன்? நமது உடலின் எடையின் கீழ், ஸ்கேட்டின் மெல்லிய கத்தி பனியின் மீது மிகவும் வலுவான அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் ஸ்கேட்டின் கீழ் உள்ள பனி உருகும்; நீர் ஒரு மெல்லிய படம் உருவாகிறது, இது ஒரு சிறந்த மசகு எண்ணெய் உதவுகிறது.

துருவ பனிக்கட்டிகள் மற்றும் பனிப்பாறைகள் கடலில் நகர்கின்றன, மேலும் பானங்களில் கூட பனி ஒருபோதும் கீழே மூழ்காது. பனி தண்ணீரில் மூழ்காது என்று நாம் முடிவு செய்யலாம். ஏன்? நீங்கள் இதைப் பற்றி சிந்தித்தால், இந்த கேள்வி கொஞ்சம் விசித்திரமாகத் தோன்றலாம், ஏனென்றால் பனி திடமானது மற்றும் - உள்ளுணர்வாக - திரவத்தை விட கனமாக இருக்க வேண்டும். இந்த அறிக்கை பெரும்பாலான பொருட்களுக்கு உண்மையாக இருந்தாலும், தண்ணீர் விதிக்கு விதிவிலக்காகும். நீர் மற்றும் பனிக்கட்டிகளை வேறுபடுத்துவது ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் ஆகும், இது பனியை அதன் திரவ நிலையில் இருப்பதை விட அதன் திட நிலையில் இலகுவாக ஆக்குகிறது.

அறிவியல் கேள்வி: பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது?

நாம் 3 ஆம் வகுப்பில் "நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகம்" என்ற பாடத்தில் இருக்கிறோம் என்று கற்பனை செய்து கொள்வோம். "ஏன் பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மூழ்கவில்லை?" என்று குழந்தைகளிடம் கேட்டார். குழந்தைகள், இயற்பியல் பற்றிய ஆழமான அறிவு இல்லாமல், நியாயப்படுத்தத் தொடங்குகிறார்கள். "ஒருவேளை இது மந்திரமா?" - குழந்தைகளில் ஒருவர் கூறுகிறார்.

உண்மையில், பனி மிகவும் அசாதாரணமானது. ஒரு திட நிலையில், ஒரு திரவத்தின் மேற்பரப்பில் மிதக்கக்கூடிய வேறு எந்த இயற்கை பொருட்களும் நடைமுறையில் இல்லை. இது தண்ணீரை மிகவும் அசாதாரணமான பொருளாக மாற்றும் பண்புகளில் ஒன்றாகும், வெளிப்படையாக, இது கிரக பரிணாமத்தின் பாதையை மாற்றுகிறது.

அம்மோனியா போன்ற பெரிய அளவிலான திரவ ஹைட்ரோகார்பன்களைக் கொண்ட சில கிரகங்கள் உள்ளன - இருப்பினும், இந்த பொருள் உறைந்தால், அது கீழே மூழ்கிவிடும். பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மூழ்காததற்குக் காரணம், நீர் உறையும் போது அது விரிவடைவதும், அதே நேரத்தில் அதன் அடர்த்தியும் குறைவதும்தான். சுவாரஸ்யமாக, பனியின் விரிவாக்கம் கற்களை உடைக்கக்கூடும் - நீரின் பனிப்பாறை செயல்முறை மிகவும் அசாதாரணமானது.

விஞ்ஞான ரீதியாகப் பார்த்தால், உறைபனி செயல்முறை விரைவான வானிலை சுழற்சிகளை அமைக்கிறது மற்றும் மேற்பரப்பில் வெளியிடப்படும் சில இரசாயனங்கள் கனிமங்களைக் கரைக்கும். பொதுவாக, நீர் உறைதல் என்பது மற்ற திரவங்களின் இயற்பியல் பண்புகள் பரிந்துரைக்காத செயல்முறைகள் மற்றும் சாத்தியக்கூறுகளை உள்ளடக்கியது.

பனி மற்றும் நீரின் அடர்த்தி

இவ்வாறு, பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது, ஆனால் மேற்பரப்பில் மிதக்கிறது என்ற கேள்விக்கான பதில், திரவத்தை விட குறைந்த அடர்த்தி கொண்டது - ஆனால் இது முதல் நிலை பதில். நன்றாகப் புரிந்து கொள்ள, பனி ஏன் குறைந்த அடர்த்தியைக் கொண்டுள்ளது, பொருட்கள் ஏன் முதலில் மிதக்கின்றன, மற்றும் அடர்த்தி எவ்வாறு மிதக்கிறது என்பதை நீங்கள் அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.

ஒரு குறிப்பிட்ட பொருளை தண்ணீரில் மூழ்கடித்த பிறகு, நீரில் மூழ்கிய பொருளின் அளவிற்கு சமமான எண்ணிக்கையில் நீரின் அளவு அதிகரிக்கிறது என்பதைக் கண்டுபிடித்த கிரேக்க மேதை ஆர்க்கிமிடீஸை நினைவில் கொள்வோம். வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், நீங்கள் ஒரு ஆழமான பாத்திரத்தை நீரின் மேற்பரப்பில் வைத்து, அதில் ஒரு கனமான பொருளை வைத்தால், பாத்திரத்தில் ஊற்றப்படும் நீரின் அளவு பொருளின் அளவிற்கு சரியாக இருக்கும். பொருள் முழுமையாகவோ அல்லது பகுதியாகவோ மூழ்கிவிட்டதா என்பது முக்கியமல்ல.

நீரின் பண்புகள்

நீர் என்பது ஒரு அற்புதமான பொருளாகும், இது முக்கியமாக பூமியில் உள்ள வாழ்க்கையை வளர்க்கிறது, ஏனென்றால் ஒவ்வொரு உயிரினத்திற்கும் அது தேவைப்படுகிறது. தண்ணீரின் மிக முக்கியமான பண்புகளில் ஒன்று, அது 4 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் அதிக அடர்த்தியில் உள்ளது. இதனால், குளிர்ந்த நீரை விட சூடான நீர் அல்லது பனி அடர்த்தி குறைவாக இருக்கும். குறைந்த அடர்த்தியான பொருட்கள் அடர்த்தியான பொருட்களின் மேல் மிதக்கின்றன.

உதாரணமாக, ஒரு சாலட் தயாரிக்கும் போது, ​​எண்ணெய் வினிகரின் மேற்பரப்பில் இருப்பதை நீங்கள் கவனிக்கலாம் - இது குறைந்த அடர்த்தியைக் கொண்டிருப்பதன் மூலம் விளக்கலாம். பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது, பெட்ரோல் மற்றும் மண்ணெண்ணெய் ஆகியவற்றில் மூழ்குகிறது என்பதை விளக்கும் அதே சட்டம் செல்லுபடியாகும். இந்த இரண்டு பொருட்களும் பனியை விட குறைந்த அடர்த்தி கொண்டவை. எனவே, நீங்கள் ஒரு ஊதப்பட்ட பந்தை ஒரு குளத்தில் வீசினால், அது மேற்பரப்பில் மிதக்கும், ஆனால் நீங்கள் ஒரு கல்லை தண்ணீரில் வீசினால், அது கீழே மூழ்கிவிடும்.

நீர் உறையும்போது என்ன மாற்றங்கள் ஏற்படும்?

பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மூழ்காமல் இருப்பதற்குக் காரணம் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள், நீர் உறையும்போது மாறும். உங்களுக்குத் தெரியும், நீர் ஒரு ஆக்ஸிஜன் அணு மற்றும் இரண்டு ஹைட்ரஜன் அணுக்களைக் கொண்டுள்ளது. அவை நம்பமுடியாத அளவிற்கு வலுவான கோவலன்ட் பிணைப்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு எனப்படும் வெவ்வேறு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையில் உருவாகும் மற்றொரு வகை பிணைப்பு பலவீனமானது. நேர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அணுக்கள் அண்டை நீர் மூலக்கூறுகளின் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஆக்ஸிஜன் அணுக்களால் ஈர்க்கப்படுவதால் இந்த பிணைப்புகள் உருவாகின்றன.

தண்ணீர் சூடாக இருக்கும் போது, ​​மூலக்கூறுகள் மிகவும் சுறுசுறுப்பாக இருக்கும், நிறைய சுற்றி நகரும், மேலும் விரைவாக மற்ற நீர் மூலக்கூறுகளுடன் பிணைப்புகளை உருவாக்கி உடைக்கிறது. அவர்கள் ஒருவரையொருவர் நெருங்கி விரைவாக நகரும் ஆற்றல் பெற்றவர்கள். எனவே பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது? வேதியியல் விடையை மறைக்கிறது.

பனியின் இயற்பியல் வேதியியல்

நீர் வெப்பநிலை 4 டிகிரி செல்சியஸுக்குக் கீழே குறைவதால், திரவத்தின் இயக்க ஆற்றல் குறைகிறது, எனவே மூலக்கூறுகள் இனி நகராது. அதிக வெப்பநிலையில் இருப்பதைப் போல எளிதில் நகரும் மற்றும் உடைத்து பிணைப்புகளை உருவாக்கும் ஆற்றல் அவர்களிடம் இல்லை. மாறாக, அவை அறுகோண லட்டு அமைப்புகளை உருவாக்க மற்ற நீர் மூலக்கூறுகளுடன் அதிக ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகின்றன.

எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ஆக்ஸிஜன் மூலக்கூறுகளை ஒருவருக்கொருவர் விலக்கி வைப்பதற்காக அவை இந்த கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகின்றன. மூலக்கூறுகளின் செயல்பாட்டின் விளைவாக உருவாகும் அறுகோணங்களின் நடுவில், வெறுமை நிறைய உள்ளது.

தண்ணீரில் பனி மூழ்குகிறது - காரணங்கள்

ஐஸ் உண்மையில் திரவ நீரை விட 9% குறைவான அடர்த்தி கொண்டது. எனவே, பனியானது தண்ணீரை விட அதிக இடத்தை எடுத்துக் கொள்கிறது. நடைமுறையில், பனி விரிவடைவதால் இது அர்த்தமுள்ளதாக இருக்கிறது. அதனால்தான் ஒரு கண்ணாடி பாட்டில் தண்ணீரை உறைய வைக்க பரிந்துரைக்கப்படவில்லை - உறைந்த நீர் கான்கிரீட்டில் கூட பெரிய விரிசல்களை உருவாக்கும். உங்களிடம் ஒரு லிட்டர் பாட்டில் ஐஸ் மற்றும் ஒரு லிட்டர் தண்ணீர் பாட்டில் இருந்தால், ஐஸ் வாட்டர் பாட்டில் இலகுவாக இருக்கும். பொருள் திரவ நிலையில் இருப்பதை விட இந்த கட்டத்தில் மூலக்கூறுகள் மேலும் விலகி இருக்கும். இதனால்தான் பனிக்கட்டி தண்ணீரில் மூழ்காது.

பனி உருகும்போது, ​​நிலையான படிக அமைப்பு உடைந்து அடர்த்தியாகிறது. நீர் 4 டிகிரி செல்சியஸ் வரை வெப்பமடையும் போது, ​​அது ஆற்றலைப் பெறுகிறது மற்றும் மூலக்கூறுகள் வேகமாகவும் மேலும் மேலும் நகரும். அதனால்தான் குளிர்ந்த நீரை விட சூடான நீர் அதிக இடத்தை எடுத்துக்கொள்கிறது மற்றும் குளிர்ந்த நீரின் மேல் மிதக்கிறது - இது குறைவான அடர்த்தியானது. நினைவில் கொள்ளுங்கள், நீங்கள் ஒரு ஏரியில் இருக்கும்போது, ​​​​நீந்தும்போது, ​​மேல் நீர் எப்போதும் இனிமையானதாகவும், சூடாகவும் இருக்கும், ஆனால் நீங்கள் உங்கள் கால்களை ஆழமாக வைக்கும்போது, ​​​​கீழ் அடுக்கின் குளிர்ச்சியை உணர்கிறீர்கள்.

கிரகத்தின் செயல்பாட்டில் நீரின் உறைபனி செயல்முறையின் முக்கியத்துவம்

"பனி ஏன் தண்ணீரில் மூழ்காது?" என்ற கேள்வி இருந்தபோதிலும். தரம் 3 க்கு, இந்த செயல்முறை ஏன் நிகழ்கிறது மற்றும் கிரகத்திற்கு என்ன அர்த்தம் என்பதைப் புரிந்துகொள்வது மிகவும் முக்கியம். எனவே, பனியின் மிதப்பு பூமியில் வாழ்வதற்கு முக்கியமான விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. குளிர்காலத்தில் குளிர்ந்த இடங்களில் ஏரிகள் உறைந்து, மீன் மற்றும் பிற நீர்வாழ் விலங்குகள் பனிக்கட்டி போர்வையின் கீழ் உயிர்வாழ அனுமதிக்கிறது. அடிப்பகுதி உறைந்திருந்தால், முழு ஏரியும் உறைந்திருக்க அதிக நிகழ்தகவு உள்ளது.

இத்தகைய நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு உயிரினம் கூட உயிருடன் இருக்காது.

பனியின் அடர்த்தி நீரின் அடர்த்தியை விட அதிகமாக இருந்தால், கடல்களில் உள்ள பனி மூழ்கிவிடும், மேலும் இந்த விஷயத்தில் கீழே இருக்கும் பனிக்கட்டிகள் யாரையும் அங்கு வாழ அனுமதிக்காது. கடலின் அடிப்பகுதி பனியால் நிரம்பியிருக்கும் - அது என்னவாக மாறும்? மற்றவற்றுடன், துருவ பனி முக்கியமானது, ஏனெனில் அது ஒளியைப் பிரதிபலிக்கிறது மற்றும் பூமியின் வெப்பமடைவதைத் தடுக்கிறது.