Меню

Озеро замерзает с середины



Озеро замерзает с середины

comment

2015-03-27
Теплая вода, охлаждаясь становиться более плотной и, следовательно, опускается на дно. То есть лед должно образовываться на дне озера в первую очередь. Но этот процесс происходит только до отметки 4 градуса по Цельсию, далее вода начинает опять расширяться и становится менее плотной. Таким образом, в точке близкой к замораживанию, холодная вода всплывает на поверхность, а теплая вода опускается на дно. В конце концов, вода в верхней части озера в зимних условиях, замерзнет и превращается в слой льда. Кроме того, когда вода замерзает и превращается в лед, лед становится значительно менее плотным, чем вода и продолжает плавать на поверхности озера.

Лед имеет меньшую плотность, чем вода, из-за того, что он имеет гексагональную кристаллическую структуру. Каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных с атомом кислорода. При формировании льда, атомы водорода одной молекулы образуют слабые водородные связи с атомами кислорода двух других молекул воды. Выстраиваемые молекулы воды в этой модели занимают больше места, чем хаотически перемешанные молекулы в жидкой воде. Следовательно, лед является менее плотным. По той же причине вода, ниже 4 градусов по Цельсию становится все менее плотной.

Так что теперь мы понимаем, почему лед плавает на поверхности воды, но, как это работает на водоемах? Представьте себе, что это начало зимы, и температура только недавно стала ниже точки замерзания. Воздух меняет температуру быстрее, чем вода — вот почему вода в водоеме, кажется, гораздо теплее, в вечернее время. Воздух охлаждается ночью, но вода в водоеме остается почти такой же горячий. Таким образом, хотя воздух холодный, вода не замерзает. Вода в верхней части водоеме находится в непосредственном контакте с холодным воздухом и все время охлаждается. Образующейся на поверхности лед также действует в качестве барьера, или изолятора, между холодным воздухом и теплой воды под ним.

Последний факт позволяет воде в озерах и прудах не замерзать до самого дна, что позволяет растениям и рыбам пережить зиму в условиях севера.

Источник

Почему реки и озёра начинают замерзать с берегов

С наступлением холодов, и низких температур воздуха, нам было интересно наблюдать за действием рек и озёр. Ведь маленькие лужи сразу замерзают при низких температурах. А реки и озёра нет, хотя это ведь всё вода. Почему так в природе происходит? Почему реки и озёра замерзают не сразу, а постепенно. Как же всё-таки происходит замерзание воды в озёрах и реках?

Обычно река берёт своё начало в горах. Сначала это маленький ручеёк, потом он сливается с другими ручейками и получается большой ручей. Постепенно вода скапливается и множество ручейков образует полноводную реку.

У большой реки могут появляться притоки, то есть другие реки. Реки впадают не только друг в друга, но и могут впадать в море или океан.

Как начинает замерзать лёд у реки, которая впадает, в какое-нибудь озеро?

Читайте также:  Озеро беспокойное выборгский район пляжи

Для того, чтобы ответить на этот вопрос проведём небольшой опыт. Наливаем воду в тарелку и ставим на мороз. Примерно через тридцать минут вода начинает замерзать. Первый ледок появляется на воде у краёв тарелки. Дальнейшее наблюдение показывает, что ледяной покров устанавливается постепенно по мере охлаждения воды, от края тарелки к середине. Это можно объяснить тем, что на краях тарелки воды меньше, Поэтому она охлаждается и замерзает быстрее. Ближе к центру водяной слой толще и для его охлаждения и замерзания требуется больше времени.

Тоже самое происходит и в природе. При установлении минусовых температур на озёрах и мелких водоёмах у берегов, где глубина маленькая появляется мелкий ледок, в народе его называют закраины. По мере усиления морозов вода охлаждается и в более глубоких местах и замерзает. Процесс этот идёт так же, как в нашем опыте от берегов водоёма к центру.

У берегов очень маленькая глубина и чтобы застыть, у берега нужна не очень низкая температура. Река не может начинать замерзать от середины. У середины реки слишком большая глубина, которая примерно может достигать в глубину около 50-и метров.

Если лёд начнёт замерзать с середины, то его может раздавить давление реки. На глубине температура значительно выше окружающего воздуха – это задерживает замерзание реки

Давайте понаблюдаем за рекой в месте впадения её в озеро:

За несколько дней наблюдения за этим местом мы видим, что замерзание реки в месте её впадения замедленно из-за течения, и льдина не успевает зацепиться за берега. В этом месте река замерзает очень долго, если морозы не сильнее. Замерзание в этом месте происходит также от берега к середине, но медленнее, чем в верховьях реки.

Когда река сделает ледяной мост через реку, льдину по течению отнесёт к месту, эта льдина зацепиться за берега. Так будет, пока вся река не будет покрыта этими льдинами. Когда ударят, морозы эти все льдины соединятся в один крепкий лёд.

Весной, когда лёд начинает таять, льдины пот течению начинают плыть по рекам или лесным ручейкам. Оттаивать реки начинают от середины, а по краям льдины не растают долго. Но бывают случаи, когда плывущие льдины натыкаются на не растаявший лёд. И тогда начинается наводнение.

Замершее озеро под слоем снега

Для этого можно провести эксперимент:

Поставим тарелку с водой на мороз, мы увидим, что тарелка начнёт замерзать с краёв, постепенно к центру, потому что на глубине вода теплее, чем на поверхности.

Когда вся вода охладится, лёд покроет всю тарелку, так же происходит замерзание и в озере.

Почему реки и озёра начинают замерзать так? У берега вода холоднее, а на глубине вода теплее.

Реки и озёра начинают замерзать от берега, а таять от середины.

Перед выходом на лёд надо знать правила.

Правила поведения на льду

1. Нельзя выходить на тонкий лёд — можно провалиться под лёд.

Читайте также:  Озеро пилигрим в нижнем новгороде пермякова

2. Безопасным для человека считается лёд толщиною не менее 10 сантиметров в пресной воде и 15 сантиметров- в солёной. В устьях рек и притоках прочность льда ослаблена. Лёд непрочен в местах быстрого течения, бьющих ключей и стоковых вод, а также в районах произрастания водной растительности, вблизи деревьев, кустов и камыша.

3. Прочность льда можно определить визуально: лёд голубого цвета – прочный, белого – прочность его в 2 раза меньше, серый, матово-белый или с желтоватым оттенком лёд – ненадёжен.

4. Во время движения по застывшей реке надо обходить участки, покрытые слоем снега

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Замерзание озер

Появление первичных форм ледообразования и замерзание озер в одних и тех же климатических условиях происходят неодновременно.[ . ]

В глубоких и больших по площади озерах, подверженных действию ветра и обладающих большими теплозапасами, образованию льда предшествует сравнительно длительный период переохлаждения достаточно мощного слоя воды. Ветер, кроме того, механически препятствует формированию ледяного покрова, разрушая его. Известны случаи, когда ветер разламывал лед толщиной до 20 см (оз. Ильмень) и даже свыше 30 см (оз. Байкал). Взлом ледяного покрова на Байкале происходит под влиянием штормов типа боры. Срывающийся с гор ветер создает сильно пульсирующее и неравномерное давление на ледяной покров. Под ним возбуждаются волны, которые в свою очередь влекут за собой возникновение ледовых волн различных периодов, амплитуд и длин, распространяющихся в разные стороны. Короткие и высокие (до 10—15 см) ледовые волны вызывают разлом монолитного льда, не имеющего сквозных трещин, что наблюдали В. М. Сокольников и др. на оз. Байкал.[ . ]

С накоплением в озере ледового материала возникает ледоход — свободно переносимый ветром и течениями плавающий лед. Специфической формой плавучих льдов в большом озере, так же как и в морях, являются блинчатый лед и ледяные поля, оторвавшиеся, от берегового припая. Формирование ледостава, так же как и возникновение ледохода, происходит сначала на мелководье, в заливах и бухтах. Период замерзания больших озер растягивается на два-три месяца (Онежское, Ладожское, Байкал). Эти озера сплошь покрываются льдом только в январе. Отдельные глубокие плёсы в озерах Ладожском, Телецком, Онежском в теплые зимы не замерзают. Озеро Севан замерзает только в суровые зимы, оз. Иссык-Куль не замерзает.[ . ]

Малые озера замерзают спустя несколько дней после перехода температуры воздуха через 0° С к отрицательным значениям. Обычно ледостав возникает путем смерзания заберегов. При резком похолодании пруды и озера (с небольшими площадями и глубинами) покрываются ледяной коркой в течение одной ночи. В последующие морозные дни происходит интенсивное нарастание льда.[ . ]

Замерзание большей части озер на Европейской территории СССР в среднем, по данным наблюдений, происходит начиная с конца октября — начала ноября (Кольский полуостров, Северный Край) до середины декабря (Западная Украина, Молдавия).[ . ]

Источник

IT News

  • Новости науки
  • Новости игр
  • Новости IT
  • Другие новости
  • Физика
  • Погода и климат
  • Человеческое тело
  • Подводный мир
  • Все о транспорте
Читайте также:  Часть озера от этого моста

Last update Вс, 29 Янв 2017 11pm

Вы здесь: Главная Познавательное Физика Почему вода замерзает сверху?

Почему вода замерзает сверху?

  • » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
  • E-mail

Дата Категория: Физика

Первым признаком зимы является плавающий на поверхности прудов и озер лед. Это может показаться тривиальным и не очень важным, но если бы вода вела себя аналогично практически всем другим жидкостям, никто бы не смог кататься на коньках на пруду, потому что лед опускался бы на дно сразу же после своего образования. Что еще хуже, Земля в этом случае, по-видимому, была бы безжизненной пустыней, так как большая часть воды лежала бы в виде льда на дне океанов, озер и рек.

Большинство жидкостей сжимаются при охлаждении, уменьшаясь в объеме и увеличивая свою плотность. Например, твердый свечной воск опускается на дно миски с более горячим расплавленным воском. Вода также сжимается, но только до тех пор, пока не достигнет 4°С (39°F). Ниже этой температуры вода начинает расширяться и ее плотность уменьшается. Поэтому лед легче воды, находящейся вблизи точки замерзания, и как результат, он плавает.

Как вода замерзает

  1. Вода в пруду, охлажденная до 4°С (39°F), становится плотнее и опускается на дно. Более теплая и поэтому более легкая вода поднимается к поверхности, охлаждается и также опускается вниз.
  2. Когда последняя порция воды охладится до 4°С (39°F), конвекция, под действием которой холодная вода опускается вниз, а более теплая вода поднимается вверх, прекращается. В этом случае вся вода имеет одинаковую температуру. Плотность воды также одинакова.
  3. Когда вода в поверхностном слое охладится ниже 4°С (39°F), она расширяется и становится менее плотной. Поскольку вода при 3°С (37°F) легче, чем при 4°С (s39°F), более холодная вода остается наверху.
  4. Поверхностный слой воды продолжает охлаждаться с дальнейшим уменьшением плотности. Наконец, при 0°С (32°F) поверхностный слой воды превращается в лед.

Температурное расширение и плотность воды

При температурах выше 4°С (39°F) вода при охлаждении сжимается, достигая своей наибольшей плотности при 4°С. Однако, если охлаждение продолжается и температура падает ниже 4°С, вода начинает расширяться и ее плотность уменьшается. Количественно плотность равна массе единицы объема вещества и обычно измеряется в г/см 3 .

Воск и лед замерзают по-разному

На поверхности кубика льда образуется выпуклость (левый рисунок), потому что вода в центре кубика замерзает последней и, расширяясь по мере замерзания, может только подниматься вверх. В противоположность этому, в верхней части кубика воска образуется углубление, потому что воск (средний рисунок ) сжимается после затвердевания. Жидкости, сжимающиеся при замерзании равномерно (правый рисунок) формируют вогнутую поверхность.

Время года и температура воды в озере

Летом вода теплее у поверхности, чем в глубине. Зимой озеро может покрыться льдом, и вода в глубине станет теплее, чем на поверхности.

Вы здесь: Главная Познавательное Физика Почему вода замерзает сверху?

Источник