A víz gyakran teljesen szokatlanul viselkedik, egyáltalán nem úgy, mint a többi anyag túlnyomó többsége. A fizika minden törvénye szerint az szilárd halmazállapotú anyagnak nehezebbnek kell lennie, mint egy folyékony analógnak, ezért a jégnek alul kell lennie.
Ennek ellenére úszik a tetején, és a víz alatta nemcsak folyékony, hanem élőlények telezésére is alkalmas. Ha minden más lenne, és jég halmozódna fel az alján, lehetetlen lenne megőrizni az életet a vízben. Végül is, a tavak minden télen teljesen lefagytak. Mi védelmet nyújt a tavaknak, és miért marad a víz fagymentes?
Miért nem süllyed a jég?
A jég úszóképességét az a tény biztosítja, hogy fagyasztáskor a sűrűsége kisebb, mint a környező vízé. Kristályrácsot szerez, és gyakran légbuborékokkal dúsul, amelyek további úszóképességet adnak neki. A tartályok szélétől fedél alakul ki, fokozatosan a központ felé rohanva. A jég kezdeti vastagsága és szilárdsága kicsi, de hideg időben gyorsan növekedhetnek.
Érdekes tény: A legerősebb jég, amelyen biztonságosan járhat, kékes vagy zöldes árnyalatú. Ha a jég fehér, akkor fele annyira tartós, és ha szürke, akkor nem érdemes rajta lépni. Ha dob egy darab jégt a vízbe, akkor először az aljára megy. A jövőben azonban kissé elolvad, körülötte lévő víz megvastagszik, és úszni fog.
Miért fagy le csak a tó teteje?
Elméletileg bármilyen víztest lefagyhat, jéggé alakulva. A gyakorlatban egy legfeljebb 3 méteres mélységű tó még a szigorú orosz télen sem fagy le az aljára, más víztestről nem is beszélve. Pontosan ezt a jég okozza, amely jelentős védelmet nyújthat a hipotermia ellen. Az árnyalatok megértése érdekében figyelembe kell vennie a vízhűtés folyamatát.
Amikor a víztömeg eléri a +4 fokos pontot, megkezdődik a rétegek intenzív mozgatása a tartályban. A hideg rétegek emelkedni kezdenek, mert sűrűségük, figyelembe véve a víz sajátosságait, a legalacsonyabb. Meleg tömegek halmozódnak fel a rezervoár alján. A felső hidegrétegekben megkezdődik a jégképződés folyamata, amely fokozatosan lefedi és lefedi az egész felületet. Ezután a víz hűtése gyakorlatilag leáll.
A jég alatti vizet a szél már nem keverheti, az összes réteg ép marad - különösen a csendes vagy lassan folyó vizekben. A jég alacsony hővezető képessége egyfajta párnát hoz létre, amely megvédi a tartály további lehűlését. A víz hővezető képessége ugyanakkor alacsony is.
A víztömegek a meleg periódusig a jéghéja alatt szó szerint mozognak, és minden víz alatti lakos probléma nélkül téli. Számukra az egyetlen nehéz pillanat az oxigénhiány, mert a jég elválasztja a víz felszínét a levegőtől és megakadályozza annak telítettségét ezzel a létfontosságú anyaggal.Ezért télen a halakat időnként szögezték be a jégbe fúrt lyukakkal vagy más lyukakkal - ezek csak fáradtak.
Érdekes tény: A jég és a víz különleges tulajdonságai miatt az Antarktiszon is vannak tavak. Tehát egyikük, a Vostok, 4 km vastag jégréteg alatt helyezkedik el. Jelenleg nem világos, hogy élnek-e benne élőlények.
Néhány állatfaj közvetlenül az őshonos tavai jégében hibernál - ilyenek például a békák, az ászok. A fiziológiás tulajdonságok lehetővé teszik a testek fagyasztását az élet veszélyeztetése nélkül, és később, a tavaszi olvadás után újra élhetnek, mint korábban. A sejtekben a természetes fagyok kizárják az akut jégkristályos képződést mindegyikben a fagyasztás során, és ez a kristály pusztítja el az élő sejtet, ami halálához és az előző formában való kihasználatlansághoz vezet. A kétéltűek nem félnek a fagytól és a jég fagyától.
Így a tartály felső szélén képződött jég alacsony hővezető képessége miatt védi a további fagyástól. Elméletileg még az óceánok is lefagyhatnak az aljára, azonban ennek hőmérséklete nagyon alacsonynak kell lennie. A gyakorlatban csak a pocsolya és a nagyon sekély víztestek fagytak le teljesen, továbbá a sekély tavak és tavak is teljesen fagyhatnak be nagyon szélsőséges télen. Normál körülmények között a kis plusz hőmérsékleti mutatóval ellátott vizet mindig jégréteg alatt tárolják.