במקרה של קרח XV, יצירת אותו מעורב לקחת קרח VI ו טורק את הטמפרטורה ל -143 מעלות צלזיוס לפני חשיפתו לחץ פי 10,000 יותר מאשר את האטמוספירה של כדור הארץ. צורת הקרח הסופית הזאת, ובצורה נוספת של מים, עדיין הצליחה להפתיע אפילו את המוחות באוקספורד, כאשר כנגד כל הציפיות שלהם, היא הוכיחה שהיא לגמרי אנטי-פרו-אלקטרית, ואינה מסוגלת להחזיק בה מטען כלל.

אבל במובן הפשוט ביותר, צורות שונות של קרח נוצרות באמצעות שילוב משתנה של לחץ והן טמפרטורה, שילובים מדויקים של אשר ניתן למצוא על ידי הצצה מהירה על דיאגרמת פאזה של מים. עם זאת, מדענים יכולים באופן מלאכותי עצה את המאזניים לטובתם באמצעים שונים. לדוגמה, בעת יצירת קרח XIII ו XIV, ד"ר כריסטוף Salzmann וצוותו באוקספורד השתמשו בזהירות של חומצה הידרוכלורית כדי לשנות את הטמפרטורה הדרושה כדי ליצור את הקרח.

אם הנ"ל נראה פשוט למדי במזימה של דברים, זה בגלל שזה היה מדענים אחרים, כגון פרופ 'ג'ון פיני (שהיה חלק מהצוות שגילה ויצר קרח XII בשנת 1996) ציין הרבה כאשר נחקר על זה, להגיב כי צוות של זלצמן עשה כמה שנים מה חוקרים אחרים לא יכלו לעשות ב 40.

חזרה לשאלה בהישג יד, קרח רגיל, או לפחות את הגרסה שהכרת לפני שסיפרנו לך על 14 סוגים אחרים, מסוגל ליישם כמויות אדירות של כוח כאשר הוא קופא ומתרחב. זאת בשל תכונה ייחודית מאוד של מים, בעיקר כי הוא פחות צפוף כמו מוצק מאשר כמו נוזל. פער צפיפות זה נובע ממידת התגובה של מולקולות המים על הקיפאון; מולקולות מים מתחברות יחד במבנה משושה נוקשה, שמשאיר פער קטן, אך בכל זאת משמעותי בין האטומים שלא היו שם כשהמים היו נוזליים. עבור המים המוזרים, המים מגיעים לנקודה הצפויה ביותר ב 4 מעלות צלסיוס; כל מצנן או חם והוא מתחיל להתרחב.

אז בדיוק כמה כוח הוא הקרח מסוגל להפעיל? ובכן, אנשים כבר מנסים לעבוד על זה במשך זמן רב. בשנת 1784 ו 1785, אחד אדוארד וויליאמס ניצל את מזג האוויר בקוויבק ו ניסה שוב ושוב למצוא שיטה המכילה קרח. ויליאמס ניסה תחילה לאטום את המים בתוך פגזי ארטילריה, תקעים של ברזל יצוק אשר הושקו 475 מטר בשעה מדהימה 20 מטרים לשנייה, כאשר הלחץ להיות גדול מדי. ללא הפרעה, ויליאמס מכן לקח עיגון תקעים במקום באמצעות ווים, רק את הפגזים לפצל לשניים.

בניסוי אחר, נעשה ניסיון למלא תותחים עשויים ברזל יצוק עבה של אינץ 'עם מים רק בשבילם גם כדי לפצל כאשר הוא קפוא. מאוחר יותר ניסו אנשי אקדמיה בפירנצה למלא כדור עשוי פליז עבה של סנטימטר אחד עם מים רק בשביל זה גם כדי לפצח כשהקפא. מאוחר יותר הם הצביעו על כך שהכוח שנדרש לעשות זאת נמדד בסביבות 27,720 פאונד.

לקבלת תשובה מדויקת יותר, אתה צריך לחזור שוב את דיאגרמת שלב המים, אשר מראה כי הקרח יהפוך קרח II כאשר הלחץ מגיע 300 מגה פסקל, וזה בדיוק, 43,511.33 פאונד כוח לכל אינץ 'מרובע. במילים אחרות, זה כמות הלחץ מיכל היה צריך להיות מסוגל לשרוד לעצור מים הופך קרח רגיל, במקום לגרום לו להפוך קרח II.

אז, כדי לענות על השאלה הראשונית, אם אתה קפא מים בתוך מיכל כל כך חזק זה לא יכול להפוך לקרח, זה עדיין יהפוך קרח, רק סוג שונה במקצת של קרח במונחים של סיווג מדעי המבנה הפנימי שלה. מדע!

בונוס עובדה:

  • זה תיאוריה כי בלחצים איפשהו בין 1.55-5.62 terapascals הקרח יהפוך מתכתי.
"/>

מה שקורה כאשר אתה להקפיא מים במיכל כל כך חזק המים לא יכולים להרחיב לתוך הקרח?

מה שקורה כאשר אתה להקפיא מים במיכל כל כך חזק המים לא יכולים להרחיב לתוך הקרח?

כמה קוראים עשויים להיזכר בכיתה מדעית שבה מורה נרגש ניגש אל חזית הכיתה כדי להציג מכולה קטנה, סדוקה, שנפגעה לכאורה על ידי כוח רב עוצמה, אבל זעיר; רק למורה זה יגלה שהנזק נעשה רק במים. עם זאת, מה יקרה אם אתה שם את המים במיכל זה לא יכול להישבר ולאחר מכן הקפיא אותו?

התשובה הקצרה היא שהמים עדיין הופכים לקרח; עם זאת, אם הוא באמת לא יכול לשבור את הקשרים של המכולה הוא לכוד בתוך, זה הופך להיות סוג שונה מאוד של קרח ממה שאנחנו רגילים לראות.

כרגע אנחנו יודעים על 15 "שלבים מוצקים" שונים של מים, aka קרח, עם כל סוג להיות מובחן עקב צפיפות שונה המבנה הפנימי. הצורה שאתה מכיר הכי מוכר הוא קרח משושה וזה מה קורה כאשר המים קופא בדרך כלל בתנאים רגילים. אם תמשיך להוריד את הטמפרטורה של קרח משושה, זה בסופו של דבר הופך קרח מעוקב; לצבוט את הטמפרטורה ולחץ נוסף ואתה יכול ליצור קרח II, קרח III כל הדרך עד הקרח XV.

בשל הקושי הטמון בהפקת לחצים וטמפרטורות גבוהות / נמוכות כאלה, היא לקחה את המדע עד לא מזמן עד שנת 2009 כדי לתעד באופן מלא כל צורה ידועה של קרח. רוב הצורות הסופיות של הקרח התגלו בחלקן על ידי קבוצה של חוקרים במחלקה לכימיה של אוניברסיטת אוקספורד, אשר הצליחו ליצור קרח XII, XIV ו XV בפעם הראשונה.

במקרה של קרח XV, יצירת אותו מעורב לקחת קרח VI ו טורק את הטמפרטורה ל -143 מעלות צלזיוס לפני חשיפתו לחץ פי 10,000 יותר מאשר את האטמוספירה של כדור הארץ. צורת הקרח הסופית הזאת, ובצורה נוספת של מים, עדיין הצליחה להפתיע אפילו את המוחות באוקספורד, כאשר כנגד כל הציפיות שלהם, היא הוכיחה שהיא לגמרי אנטי-פרו-אלקטרית, ואינה מסוגלת להחזיק בה מטען כלל.

אבל במובן הפשוט ביותר, צורות שונות של קרח נוצרות באמצעות שילוב משתנה של לחץ והן טמפרטורה, שילובים מדויקים של אשר ניתן למצוא על ידי הצצה מהירה על דיאגרמת פאזה של מים. עם זאת, מדענים יכולים באופן מלאכותי עצה את המאזניים לטובתם באמצעים שונים. לדוגמה, בעת יצירת קרח XIII ו XIV, ד"ר כריסטוף Salzmann וצוותו באוקספורד השתמשו בזהירות של חומצה הידרוכלורית כדי לשנות את הטמפרטורה הדרושה כדי ליצור את הקרח.

אם הנ"ל נראה פשוט למדי במזימה של דברים, זה בגלל שזה היה מדענים אחרים, כגון פרופ 'ג'ון פיני (שהיה חלק מהצוות שגילה ויצר קרח XII בשנת 1996) ציין הרבה כאשר נחקר על זה, להגיב כי צוות של זלצמן עשה כמה שנים מה חוקרים אחרים לא יכלו לעשות ב 40.

חזרה לשאלה בהישג יד, קרח רגיל, או לפחות את הגרסה שהכרת לפני שסיפרנו לך על 14 סוגים אחרים, מסוגל ליישם כמויות אדירות של כוח כאשר הוא קופא ומתרחב. זאת בשל תכונה ייחודית מאוד של מים, בעיקר כי הוא פחות צפוף כמו מוצק מאשר כמו נוזל. פער צפיפות זה נובע ממידת התגובה של מולקולות המים על הקיפאון; מולקולות מים מתחברות יחד במבנה משושה נוקשה, שמשאיר פער קטן, אך בכל זאת משמעותי בין האטומים שלא היו שם כשהמים היו נוזליים. עבור המים המוזרים, המים מגיעים לנקודה הצפויה ביותר ב 4 מעלות צלסיוס; כל מצנן או חם והוא מתחיל להתרחב.

אז בדיוק כמה כוח הוא הקרח מסוגל להפעיל? ובכן, אנשים כבר מנסים לעבוד על זה במשך זמן רב. בשנת 1784 ו 1785, אחד אדוארד וויליאמס ניצל את מזג האוויר בקוויבק ו ניסה שוב ושוב למצוא שיטה המכילה קרח. ויליאמס ניסה תחילה לאטום את המים בתוך פגזי ארטילריה, תקעים של ברזל יצוק אשר הושקו 475 מטר בשעה מדהימה 20 מטרים לשנייה, כאשר הלחץ להיות גדול מדי. ללא הפרעה, ויליאמס מכן לקח עיגון תקעים במקום באמצעות ווים, רק את הפגזים לפצל לשניים.

בניסוי אחר, נעשה ניסיון למלא תותחים עשויים ברזל יצוק עבה של אינץ 'עם מים רק בשבילם גם כדי לפצל כאשר הוא קפוא. מאוחר יותר ניסו אנשי אקדמיה בפירנצה למלא כדור עשוי פליז עבה של סנטימטר אחד עם מים רק בשביל זה גם כדי לפצח כשהקפא. מאוחר יותר הם הצביעו על כך שהכוח שנדרש לעשות זאת נמדד בסביבות 27,720 פאונד.

לקבלת תשובה מדויקת יותר, אתה צריך לחזור שוב את דיאגרמת שלב המים, אשר מראה כי הקרח יהפוך קרח II כאשר הלחץ מגיע 300 מגה פסקל, וזה בדיוק, 43,511.33 פאונד כוח לכל אינץ 'מרובע. במילים אחרות, זה כמות הלחץ מיכל היה צריך להיות מסוגל לשרוד לעצור מים הופך קרח רגיל, במקום לגרום לו להפוך קרח II.

אז, כדי לענות על השאלה הראשונית, אם אתה קפא מים בתוך מיכל כל כך חזק זה לא יכול להפוך לקרח, זה עדיין יהפוך קרח, רק סוג שונה במקצת של קרח במונחים של סיווג מדעי המבנה הפנימי שלה. מדע!

בונוס עובדה:

  • זה תיאוריה כי בלחצים איפשהו בין 1.55-5.62 terapascals הקרח יהפוך מתכתי.

שתף עם החברים שלך

עובדות מדהימות

add