Սառույցը պինդ նյութ է, որը գտնվում է ագրեգացման վիճակում, որը սենյակային ջերմաստիճանում հակված է գազային կամ հեղուկ ձևի: Սառույցի հատկությունները սկսել են ուսումնասիրվել հարյուրավոր տարիներ առաջ։ Մոտ երկու հարյուր տարի առաջ գիտնականները պարզեցին, որ ջուրը պարզ միացություն չէ, այլ բարդ քիմիական տարր, որը բաղկացած է թթվածնից և ջրածնից։ Հայտնաբերումից հետո ջրի բանաձևը սկսեց նմանվել H2O.
Սառույցի կառուցվածքը
H2O-ն բաղկացած է երկու ջրածնի ատոմից և մեկ թթվածնի ատոմից: Հանգստի ժամանակ ջրածինը գտնվում է թթվածնի ատոմի վերին մասում: Թթվածինը և ջրածնի իոնները պետք է զբաղեցնեն հավասարաչափ եռանկյունու գագաթները. թթվածինը գտնվում է ուղիղ անկյան վերևում: Ջրի այս կառուցվածքը կոչվում է դիպոլ։
Սառույցը 11,2% ջրածին է, իսկ մնացածը թթվածին է: Սառույցի հատկությունները կախված են նրա քիմիական կառուցվածքից։ Երբեմն այն պարունակում է գազային կամ մեխանիկական գոյացություններ.կեղտեր։
Սառույցը բնության մեջ հանդիպում է մի քանի բյուրեղային տեսակների տեսքով, որոնք կայունորեն պահպանում են իրենց կառուցվածքը զրոյից և ցածր ջերմաստիճաններում, բայց զրոյից և բարձր ջերմաստիճանում այն սկսում է հալվել:
Բյուրեղյա կառուցվածք
Սառույցի, ձյան և գոլորշու հատկությունները բոլորովին տարբեր են և կախված են բյուրեղների կառուցվածքից։ Պինդ վիճակում H2O-ն շրջապատված է չորս մոլեկուլներով, որոնք գտնվում են քառանիստի անկյուններում։ Քանի որ կոորդինացիոն թիվը ցածր է, սառույցը կարող է ունենալ բաց կառուցվածք: Սա արտացոլվում է սառույցի հատկությունների և դրա խտության մեջ:
Սառցե ձևեր
Սառույցը բնության մեջ ամենատարածված նյութերից է: Երկրի վրա կան դրա հետևյալ տեսակները՝
- գետ;
- լիճ;
- ծովային;
- firny;
- սառցադաշտային սև;
- հիմք.
Կա սառույց, որն ուղղակիորեն առաջանում է սուբլիմացիայի արդյունքում, այսինքն. գոլորշի վիճակից. Այս տեսակետը ստանում է կմախքի ձև (մենք դրանք անվանում ենք ձյան փաթիլներ) և դենդրիտային և կմախքային աճի ագրեգատներ (սառնամանիք, սառնամանիք):
Ամենատարածված ձևերից են ստալակտիտները, այսինքն՝ սառցալեզվակները: Նրանք աճում են ամբողջ աշխարհում՝ Երկրի մակերեսին, քարանձավներում։ Սառույցի այս տեսակը ձևավորվում է աշուն-գարուն ժամանակահատվածում մոտ զրոյական աստիճանի ջերմաստիճանի տարբերությամբ ջրի կաթիլների հոսքից:
Սառցե շերտերի տեսքով գոյացությունները, որոնք հայտնվում են ջրամբարների եզրերին, ջրի և օդի սահմանին, ինչպես նաև ջրափոսերի եզրին, կոչվում են սառցե ափեր։
Սառույցը կարող է առաջանալ ծակոտկեն հողերում մանրաթելերի տեսքովերակ.
Սառույցի հատկություններ
Նյութը կարող է լինել տարբեր վիճակներում: Ելնելով դրանից՝ հարց է առաջանում՝ սառույցի ի՞նչ հատկություն է դրսևորվում կոնկրետ վիճակում։
Գիտնականները բացահայտում են ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները. Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր առանձնահատկությունները։
Ֆիզիկական հատկություններ
Սառույցի ֆիզիկական հատկությունները ներառում են՝
-
Խտություն. Ֆիզիկայի մեջ անհամասեռ միջավայրը ներկայացված է հենց միջավայրի նյութի զանգվածի հարաբերակցության սահմանով այն ծավալին, որում այն պարփակված է։ Ջրի խտությունը, ինչպես մյուս նյութերը, կախված է ջերմաստիճանից և ճնշումից։ Սովորաբար, հաշվարկներում օգտագործվում է ջրի հաստատուն խտություն, որը հավասար է 1000 կգ/մ3: Առավել ճշգրիտ խտության ցուցանիշը հաշվի է առնվում միայն այն դեպքում, երբ անհրաժեշտ է շատ ճշգրիտ հաշվարկներ կատարել՝ ելնելով խտության տարբերության արդյունքի կարևորությունից:
Սառույցի խտությունը հաշվարկելիս հաշվի է առնվում, թե որ ջուրը դարձել է սառույց. ինչպես գիտեք, աղի ջրի խտությունը ավելի մեծ է, քան թորած ջուրը։
-
Ջրի ջերմաստիճան. Սովորաբար ջրի բյուրեղացումը տեղի է ունենում զրոյական աստիճանի ջերմաստիճանում: Սառեցման գործընթացները տեղի են ունենում ցատկերում, ջերմության արտանետմամբ: Հակադարձ պրոցեսը (հալումը) տեղի է ունենում, երբ ներծծվում է նույն քանակությամբ ջերմություն, որն արձակվել է, բայց առանց թռիչքների, բայց աստիճանաբար։
Բնության մեջ կան պայմաններ, որոնց դեպքում ջուրը գերսառչում է, բայց այն չի սառչում։ Որոշ գետեր հեղուկ են մնում նույնիսկ -2 աստիճանի դեպքում։
- Ջերմային հզորություն. Սա ջերմության քանակն է, որը ներծծվում է, երբ մարմինը տաքացվում է յուրաքանչյուրի համարաստիճան. Կա հատուկ ջերմային հզորություն, որը բնութագրվում է ջերմության քանակով, որն անհրաժեշտ է մեկ կիլոգրամ թորած ջուրը մեկ աստիճանով տաքացնելու համար։
- սեղմելիություն. Ձյան և սառույցի մեկ այլ ֆիզիկական հատկություն է սեղմելիությունը, որն ազդում է արտաքին ճնշման բարձրացման ազդեցության տակ ծավալի նվազման վրա։ Փոխադարձը կոչվում է առաձգականություն:
- Սառույցի ուժ։
- Սառույցի գույնը. Այս հատկությունը կախված է լույսի կլանումից և ճառագայթների ցրումից, ինչպես նաև սառած ջրի մեջ առկա կեղտերի քանակից։ Գետի և լճի սառույցը առանց օտար կեղտերի տեսանելի է գունատ կապույտ լույսի ներքո: Ծովային սառույցը կարող է լինել բոլորովին այլ՝ կապույտ, կանաչ, կապույտ, սպիտակ, շագանակագույն, ունեն պողպատե երանգ: Երբեմն դուք կարող եք տեսնել սև սառույց: Այն ձեռք է բերում այս գույնը մեծ քանակությամբ հանքանյութերի և տարբեր օրգանական կեղտերի շնորհիվ։
Սառույցի մեխանիկական հատկություններ
Սառույցի և ջրի մեխանիկական հատկությունները որոշվում են արտաքին միջավայրի դիմադրությամբ՝ միավորի տարածքի նկատմամբ: Մեխանիկական հատկությունները կախված են կառուցվածքից, աղիությունից, ջերմաստիճանից և ծակոտկենությունից:
Սառույցը առաձգական, մածուցիկ, պլաստիկ գոյացություն է, սակայն կան պայմաններ, որոնց դեպքում այն դառնում է կարծր և շատ փխրուն:
Ծովի սառույցը և քաղցրահամ ջուրը տարբեր են. առաջինը շատ ավելի պլաստիկ է և ավելի քիչ դիմացկուն:
Երբ նավերն անցնում են, պետք է հաշվի առնել սառույցի մեխանիկական հատկությունները։ Կարևոր է նաև սառցե ճանապարհներ, անցումներ և այլն օգտագործելիս:
Ջուր, ձյուն և սառույց ունեննմանատիպ հատկություններ, որոնք սահմանում են նյութի բնութագրերը: Բայց միևնույն ժամանակ շատ այլ գործոններ ազդում են այս ցուցանիշների վրա՝ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը, պինդ նյութի կեղտերը, ինչպես նաև հեղուկի սկզբնական կազմը: Սառույցը Երկրի ամենահետաքրքիր նյութերից մեկն է։
