Question

Весной в воздухе уже тепло — температура воздуха в течение многих дней может держаться выше 0°С. Но на реках и на озёрах, тем не менее, еще долго стоит лёд. Благодаря какому физическому свойству воды наблюдается это явление? Объясните данный эффект.

Answer 1

Ответ:

Потому что процесс таяния не одномоментный, а достаточно длительный. Чтобы превратить лед в воду, льду нужно сообщить некоторое количество тепла, причем достаточно большое. Поэтому при повышении температуры воздуха лед довольно медленно тает, причем его температура при этом остается постоянной - 0 градусов Цельсия.

Answer 2

Данный эффект наблюдается благодаря физическому свойству воды, известному как аномальное тепловое расширение. В обычных условиях большинство жидкостей, включая воду, расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Однако, вода обладает особенностью: она расширяется при охлаждении и сжимается при дальнейшем охлаждении ниже определенной температуры.

Это особенное поведение воды связано с особой структурой ее молекул. В жидком состоянии молекулы воды образуют связи друг с другом, образуя сеть водородных связей. При охлаждении эта сеть становится более упорядоченной и плотной, что приводит к увеличению плотности воды.

Однако, когда температура опускается до 4°C, вода начинает проявлять аномальное тепловое расширение. Дальнейшее охлаждение приводит к нарушению структуры сети водородных связей, и молекулы воды начинают занимать больше места, расширяясь. Это приводит к понижению плотности воды и образованию льда, который имеет меньшую плотность, чем жидкая вода.

Именно благодаря аномальному тепловому расширению вода на поверхности рек и озер может оставаться в жидком состоянии даже при низких температурах воздуха. Лед образуется сверху и представляет собой изолирующий слой, который замедляет процесс охлаждения воды. Поэтому, несмотря на теплую весеннюю погоду, лед на реках и озерах может оставаться достаточно долго.