ФИЗИКА ЛЕДЯНОГО КУБИКА
ЮТ 1980 №3Кубик льда из холодильника положим в чашку и зальем водой. Он не тонет. Дело в том, что вода при замерзании образует пространственную решетку, в которой частицы расположены свободнее. Объем льда на 10% больше воды.
Нередко говорят о «взрывном» действии льда. Иначе и не назовешь явление, когда даже толстостенные чугунные ядра не выдерживают могучей силы замерзающей воды. Замерзшие водопроводные трубы лопаются.
Предлагаем сделать опыт. Возьмите пузырек от чернил или одеколона. Налейте в него воды. Не забудьте поместить его в жестянку, которая послужит экраном для осколков. Поставьте все это на ночь в морозилку или вынесите на улицу, если погода морозная. Утром вы убедитесь, что сделал холод. Можно только подивиться той силе, с которой лед разорвал прочный пузырек. А понадобилось всего 60 граммов воды!
Если же пузырек не закрывать крышкой, то эффект будет несколько иным. На горловине (см. рис. 1) образуется наплыв льда - он показывает, на сколько первоначально расширилась жидкость при замерзании. Но все равно, образовавшаяся ледяная пробка не позволит льду расширяться дальше. Пузырек лопнет.
На кухонную деревянную доску налейте немного воды. Положите на воду столовую ложку. В ложку - кубик льда. Насыпьте на лед щепотку соли. Охлаждение происходит довольно быстро - очень скоро ложка прочно примерзнет к доске.
Еще быстрее вода замерзнет в следующем опыте. Опустите кусочек льда в стакан с водой. А теперь вытащите его спичкой, не пытайтесь подцепить - все попытки окажутся безрезультатными. Поступите проще - прижмите спичку к кубику льда в стакане сверху (см. рис. 2). А теперь посыпьте кубик солью. Уверены, кубик извлечете с первой попытки.
Секрет в том, что добавка соли приводит к быстрому охлаждению поверхности льда. А так как под спичкой чистая вода, она быстро замерзнет и прочно приморозит ее к кубику.
Можно ли переносить кубики льда в термосе? «А почему бы и нет», - ответят многие. И ошибутся. Оказывается заложить в термос кубики - дело нехитрое. А вот извлечь их - работа безнадежная. Кусочки примораживаются друг к другу, образуя одну сплошную льдышку.
Объясняется все просто. Лед под действием собственного веса медленно течет, кубики как бы сами собой свариваются. Убедимся на опыте. Возьмите два ледяных кубика и прижмите их друг к другу. Под давлением лед начинает таять при температуре ниже 0° С. Между кусочками появится тонкая прослойка воды. Если ослабить давление, вода снова замерзнет, и кубики слипнутся. Становится понятным, почему снег, если его с силой сжимать - даже в руках - может превратиться в кусок льда.
Сквозь лед, покрывающий поверхность пруда или озера, можно видеть вмерзшие растения, а иногда и рыб. Выходит, лед прозрачен. А вот кубики льда, замерзшие в холодильнике, мутные из-за пузырьков воздуха, растворенного в водопроводной воде. Если же вы воспользуетесь кипяченой водой, лед получится прозрачным словно стекло. Используя это свойство, проделаем такой опыт. Возьмите сосуд с изогнутым дном. Залейте в него кипяченую воду и заморозьте. Вы изготовили линзу. В солнечный день (см. рис. 3) ледяной линзой можно добывать огонь!
В. ЗАВОРОТОВ
Рисунки С. ПИВОВАРОВА