فعالیت 4-6 کتاب فیزیک دهم صفحه 108

وقتی آب در یک ظرف رو باز یخ می بندد معمولا یک برآمدگی مرکزی ایجاد می شود . در این مورد تحقیق کنید .

^{پاسخ کوتاه :}

بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می نماید. در این شرایط، ماهی ها و دیگر آبزیان می توانند در مناطق گرم تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.

بنابراین یخ زدن آب از سطح شروع شده و نقاطی که نزدیک به دیواره های ظرف هستند سریع تر یخ میزنند(چون رسانش گرمایی جامدها بیشتر از مایع ها است مولکول های آب نزدیک دیواره، سریع‌تر گرمای خود را از دست میدهند). می‌دانیم که با کاهش دمای آب از 4 تا 0 درجه سانتی گراد حجم آب افزایش می‌یابد. پس در حین یخ زدن آب از طرف دیواره ها، حجم نیز افزایش می یابد چون مایع‌ها تراکم ناپذیرند این افزایش حجم به تدریج به نقطه میانی ظرف منتقل و باعث بالا آمدن سطح آب در حین انجماد می شود.

[box type=”shadow” align=”aligncenter” class=”” width=”400″]توضیح رفتار دوگانه آب به هنگام کاهش دما

آب بر اثر سرما تا 4 درجه سانتی گراد منقبض می شود ( حجمش کاهش پیدا می کند). در این حالت حرکت مولکولها کند شده و به یکدیگر نزدیک می شوند . شیشه ای را از آب نیمه گرم لب به لب کنید و آن را در یخچال بگذارید تا سرد شود ( دمای یخچال از 4 درجه سانتی گراد کمتر نباشد) مشاهده خواهید کرد که : پس از سرد شدن ، شیشه کاملاً پر نیست. اما آب هنگام یخ بستن منبسط می شود. یعنی وقتی دمای آب پایین تر از 4 درجه ، و تا دمای انجماد صفر درجه پایین می رود ، منبسط شده و جای بیشتری را اشغال می کند . شیشه دهان گشادی را پر از آب کنبد و یک مقوا روی آن قرار دهید . سپس آن را به آرامی در فریزر یخچال بگذارید تا یخ ببندد . مشاهده خواهید کرد که : مقوا از جای خود بلند شده است . آب یکی از اجسامی است که چنین رفتار استثنائی دارد . اگر دهانه شیشه آب را که در فریز گذاشته اید با سرپوش محکم ببندید شیشه خواهد ترکید .[/box]

^{پاسخ بلند :}

هنگامی که آب یخ می بندد منبسط می شود اگر یخ در ظرفی رو باز تشکیل شود چون نمی تواند از اطراف انبساط یابد انبساط آن روبه بالا رخ می دهد .

ابتدا بخش هایی از اب که کنار دیواره ی ظرف هستند یخ می زنند و به این ترتیب لایه نخ نازکی روی سطح آب تشکیل می شود

با ادامه فرایند یخ زدن ابی که در میانه ظرف باقی مانده است یخ میزند و منبسط می گردد در این انبساط آب میانه ظرف لایه یخ بالایی اش را به طرف بالا می راند و این فرایند تا پایان یخ زدن کامل آب ادامه می یابد و سرانجام سطح بالای یخ چیزی شبیه یک مخروط کوتاه می شود

این فرایند گاهی می تواند یک تیزی تشکیل دهد در این مواقع آب در حال انبساط زیرین لایه یخ را می شکند و بقیه و بقیه اب از محل شکستگی به سمت بالا هدایت می شود

هرچه سرعت یخ بستن به حد کافی کم باشد اب بیشتری می تواند از طریق این پوسته به سمت بالا فشرده و منجمد شود

هنگامی که همه ی اب یخ زده این پوسته تشکیل شد تیزی را رو به شکل می دهد به این تیزی رو به بالا “یخ میخی” می گویند.

[button color=”green” size=”medium” link=”https://qeydarkala.ir/wp-content/uploads/2017/05/%D9%81%D8%B9%D8%A7%D9%84%DB%8C%D8%AA-4-6-%DA%A9%D8%AA%D8%A7%D8%A8-%D9%81%DB%8C%D8%B2%DB%8C%DA%A9-%D8%AF%D9%87%D9%85-%D8%B5%D9%81%D8%AD%D9%87-108.docx” icon=”” target=”true”]دانلود متن بالا در قالب فایل ورد[/button]