З настанням холодів та низьких температур повітря нам було цікаво спостерігати за дією річок та озер. Адже маленькі калюжі відразу замерзають за низьких температур. А річки й озера немає, хоча це все вода. Чому так у природі відбувається? Чому річки та озера замерзають не відразу, а поступово. Як же все-таки відбувається замерзання води в озерах та річках?
Зазвичай річка бере свій початок у горах. Спочатку це маленький струмок, потім він зливається з іншими струмками і виходить великий струмок. Поступово вода накопичується і безліч струмків утворює повноводну річку.
У річки можуть з'являтися притоки, тобто інші річки. Річки впадають не тільки одна в одну, а й можуть впадати в море чи океан.
Як починає замерзати лід біля річки, яка впадає в якесь озеро?
Для того щоб відповісти на це питання проведемо невеликий досвід. Наливаємо воду в тарілку та ставимо на мороз. Приблизно за тридцять хвилин вода починає замерзати. Перший льодок з'являється на воді біля країв тарілки. Подальше спостереження показує, що крижаний покрив встановлюється поступово з охолодження води, від краю тарілки до середини. Це можна пояснити тим, що на краях тарілки води менше, тому вона охолоджується та замерзає швидше. Ближче до центру водяний шар товщі і для його охолодження та замерзання потрібно більше часу.
Те саме відбувається і в природі. При встановленні мінусових температур на озерах і дрібних водоймах біля берегів, де маленька глибина з'являється дрібний льодок, в народі його називають закраїни. У міру посилення морозів вода охолоджується і в глибших місцях і замерзає. Процес цей іде так само, як у нашому досвіді від берегів водойми до центру.
Біля берегів дуже маленька глибина і, щоб застигнути, біля берега потрібна не дуже низька температура. Річка не може починати замерзати від середини. У середини річки надто велика глибина, яка приблизно може досягати в глибину близько 50 метрів.
Якщо лід почне замерзати з середини, його може роздавити тиск річки. На глибині температура значно вища за навколишнє повітря – це затримує замерзання річки
Давайте поспостерігаємо за річкою в місці впадання її в озеро:
За кілька днів спостереження за цим місцем ми бачимо, що замерзання річки в місці її впадання уповільнено через течію, і крижина не встигає зачепитися за береги. У цьому місці річка замерзає дуже довго, якщо морози не сильніші. Замерзання тут відбувається також від берега до середини, але повільніше, ніж у верхів'ях річки.
Коли річка зробить крижаний міст через річку, крижину за течією віднесе до місця, ця крижина зачепиться за береги. Так буде, поки вся річка не буде вкрита цими крижинами. Коли вдарять, морози всі ці крижини з'єднаються в один міцний лід.
Навесні, коли лід починає танути, крижини піт течією починають пливти по річках або лісових струмках. Відтавати річки починають від середини, а по краях крижини не розтануть довго. Але бувають випадки, коли крижини, що пливуть, натикаються на лід, що не розтанув. І тоді починається повінь.
Замерле озеро під шаром снігу
Для цього можна провести експеримент:
Поставимо тарілку з водою на мороз, ми побачимо, що тарілка почне замерзати з країв, поступово до центру, тому що на глибині вода тепліша, ніж на поверхні.
Коли вся вода охолоне, крига покриє всю тарілку, так само відбувається замерзання і в озері.
Чому річки та озера починають замерзати так? Біля берега вода холодніша, а на глибині вода тепліша.
Річки та озера починають замерзати від берега, а танути від середини.
Перед виходом на лід треба знати правила.
Правила поведінки на льоду
1. Не можна виходити на тонкий лід – можна провалитися під лід.
2. Безпечним для людини вважається лід товщиною не менше 10 сантиметрів у прісній воді та 15 сантиметрів - у солоній. У гирлах річок та притоках міцність льоду ослаблена. Лід неміцний у місцях швидкої течії, ключів і стічних вод, що б'ють, а також в районах росту водної рослинності, поблизу дерев, кущів і очерету.
3. Міцність льоду можна визначити візуально: лід блакитного кольору – міцний, білого – міцність його у 2 рази менший, сірий, матово-білий або з жовтуватим відтінком лід – ненадійний.
4. Під час руху по застиглій річці треба обходити ділянки, покриті шаром снігу
З приходом зими водні об'єкти покриваються льодом. Постійна низька температура повітря призводить до утворення льодоставу. У цей час водні об'єкти часто використовуються для активного відпочинку населення, катання на ковзанах, проведення рухливих ігор і для риболовлі. Однак настає весна, лід підтає і вихід на лід стає небезпечним. Завжди необхідно знати, що є умови безпечного перебування людей на льоду. Товщина льоду навіть на одній водоймі не скрізь однакова. Тонкий лід знаходиться біля берегів, в районі перекатів і стремнин, у місцях злиття річок або їх впадання в море (озеро), на вигинах, закрутах, біля замерзлих предметів, підземних джерел, у місцях зливу у водоймища теплих вод і каналізаційних стоків. Надзвичайно небезпечним і ненадійним є лід під снігом та кучугурами. Небезпека є ополонки, ополонки, лунки, тріщини льоду, які покриті тонким шаром снігу. Цей лід проламується, якщо наступити на нього, і людина зненацька може опинитися у холодній воді. Основною умовою безпечного перебування на льоду є відповідність його товщини навантаження, що додається. Для однієї людини безпечною вважається товщина люду не менше 7 см. Ковзанку можна спорудити при товщині льоду 12 см і більше, піші переправи вважаються безпечними при товщині люду 15 см і більше. Легкові автомобілі можуть виїжджати на лід, за його товщиною понад 30 см (і лише за умови, якщо є позначення, що вказують на наявність льодової переправи, що діє). Перед виходом на лід необхідно визначити його міцність. Дуже небезпечно виходити на лід у період нестійких температур під час тривалої відлиги. Щоб убезпечити себе при виході на лід водних об'єктів, необхідно знати і виконувати наступні правила: - перш ніж вийти на лід, переконайтеся в його міцності; пам'ятайте, що людина може загинути у воді внаслідок утоплення, холодного шоку, а також від переохолодження через 15-20 хвилин після потрапляння у крижану воду; - Використовуйте знаходження стежки по льоду. За їх відсутності, стоячи на березі, намітте маршрут руху, візьміть із собою міцну довгу палицю, оминайте підозрілі місця; - у разі появи типових ознак неміцності люду: тріск, прогинання, вода на поверхні льоду – негайно поверніться на берег, йдіть з широко розставленими ногами, не відриваючи їх від поверхні льоду, у крайньому випадку – повзить; - не допускайте скупчення людей та вантажів в одному місці на льоду; - виключіть випадки перебування на льоду за поганої погоди: туман, снігопад, дощ, а також вночі; - не катайтеся на крижинах; - обходьте перекати, ополонки, ополонки, край льоду. За відсутності впевненості у безпеці перебування на льоду краще обійти небезпечну ділянку берегом; - Ніколи не перевіряйте міцність льоду ударом ноги. Додаткову небезпеку становлять проламування льоду для людини, яка несе важкий вантаж: рюкзак, мішок. Вантаж, що переноситься, збільшує навантаження на лід, сприяє падінню, перешкоджає швидкому прийняттю вертикального положення тіла, заважає вибратися з води на лід. Перед виходом на лід потрібно послабити лямки рюкзака і бути готовим до його швидкого скидання на випадок раптового проламування льоду. В результаті намерзання льоду або примерзання льодів, що дрейфують, до берега водоймища утворюється нерухомий крижаний покрив, який називається береговий припай. Він може віддалятися від берега на десятки, а часом сотні кілометрів. Це небезпечно через можливий відрив і винос у відкрите море великих крижин, на яких можуть перебувати люди. Якщо раптом крига під вами проламалася: - не панікуйте; - скиньте важкі речі, утримуйтесь на плаву, кличте на допомогу; - Обіпріться на край крижини широко розставленими руками, при наявності сильної течії зігніть ноги, зніміть взуття, в яке набралася вода; - намагайтеся не обламати край криги, навалиться на неї грудьми, по черзі підніміть і витягніть ноги на крижину; - тримайте голову високо над поверхнею води, постійно кличте на допомогу. Якщо вам вдалося самостійно вибратися з води на кригу, пам'ятайте, що вставати на ноги і бігти категорично забороняється, оскільки можна провалитися знову. Бувають ситуації, коли самостійно вибратися із води неможливо. Але поруч із вами опинилися люди, здатні вам допомогти. Робити це слід дуже обережно і негайно: - якщо лихо сталося недалеко від берега і постраждалий здатний до активних дій, йому потрібно кинути мотузку, або довгу палицю, якщо є сходи, можна використовувати її; - обов'язково повідомте постраждалому, що ви йдете на допомогу, це додасть йому більше впевненості та сил, а також вселить надію на порятунок; - для забезпечення прямого контакту з постраждалим до нього можна підповзти, подати руку або витягнути за одяг; - для забезпечення безпеки необхідно використовувати підручні засоби: дошку, жердину, мотузку або щит; - діяти потрібно рішуче, сміливо, швидко, оскільки потерпілий втрачає сили, замерзає, і будь-якої хвилини може зануритися під воду; - після вилучення з холодної води необхідно потерпілого відігріти. Під час риболовлі не можна пробивати багато лунок на обмеженій площі, збиратися великими групами. Кожному рибалці рекомендується мати із собою рятувальний засіб в ідеї шнура довжиною 12-15 метрів, на одному кінці якого закріплений вантаж вагою 400-500 грам, на іншому виготовлена петля для кріплення на руку. Користуватися майданчиками для катання на ковзанах дозволяється лише після ретельної перевірки міцності льоду. Товщина льоду повинна бути не менше 12 см, а при масовому катанні – не менше 25 см. Дорослі та діти, дотримуйтесь правил поведінки на водних об'єктах, виконання елементарних запобіжних заходів – запорука вашої безпеки! За матеріалами сайту 78.mchs.gov.ru
Лід має масу позитивних властивостей, як у технологічному плані, так і життєвим, адже багато його застосовують для різних цілей. У спекотний день нічого не йде так само добре, як склянка лимонаду з кубиками льоду. За допомогою льоду заморожують продукти і вони зберігаються довше. Наприклад, усі люблять використовувати лід, щоб зробити домашнє морозиво!Коли настає холодна пора, температура починає знижуватися. Всі струмки, озера, ставки і навіть річки перетворюються на крижані ковзанки при мінусовій температурі. Однак багато хто помітив, що океан за такої температури не замерзає. Той, хто бував узимку на морі, мабуть, помітив, що вода не замерзає, за такої температури як на озерах.
Значить, океан ніколи не замерзає. Якщо подивитися фотографії Північного або Південного Полюса, тоді можна помітити, що там є полярні льоди. Якщо океан замерзає в цих областях, то чомусь подібне не відбувається в інших місцях.
Температура замерзання прісної води становить 0° Цельсія чи 32° за Фаренгейтом. Наявність солі у воді знижує температуру замерзання. Чим більше солі у воді, тим нижча температура замерзання.
Коли прісна вода замерзає, молекули води, що складаються з водню та кисню, з'єднуються разом у кристалічну структуру льоду. Присутність солі ускладнює для молекул води утворення такої речовини. Таким чином, сіль, яка потрапляє до структури молекули води, блокує утворення льоду. Сіль також врізається в лід, вибиваючи молекули води із структури... цим плавлячи його.
Коли молекули солі витісняють молекули води, швидкість замерзання сповільнюється. Саме тому сіль часто застосовується на заледенілих дорогах. Вона ускладнює замерзання і робить її безпечнішою для автомобілістів.
Хоча солоність води в океані змінюється, часто вона містить близько 35 г солі на 1000 умовних одиниць води. Цей факт знижує температуру замерзання морської води до -1.8 ° Цельсія і 28.8 ° за Фаренгейтом. Таким чином, вода в океані замерзає, але для цього потрібне досягнення нижчих температур.
Ще один фактор, який впливає на замерзання морської води, пов'язаний з переміщенням. На відміну від водоймища, океанські хвилі перебувають у постійному русі, також є підводні течії. Це допомагає воді зберігати тепло. В результаті, тільки в дуже холодних областях, наприклад, на Північному або Південному полюсі, зазвичай утворюється досить низька температура, яка здатна заморозити воду.
Слід зазначити, що лише невелика частина води океанів замерзає. Молекули солі опускаються нижче за поверхню льоду. В результаті, полярні льоди є прісноводний лід, який може бути розтоплений для питної води!
Близько 15% світового океану покриває морський лід, принаймні певну частину року. На перший погляд не так багато, але ця територія становить близько 10 мільйонів квадратних кілометрів морського льоду.