سُر نخورید!

اگر در شهری سردسیر زندگی می‌‌کنید حتماً تجربه کرده‌اید که وقتی برف ببارد و لایه‌ی ضخیمی از برف روی زمین باشد هنگام قدم زدن پایتان در برف فرو می‌رود و به‌سختی جلو می‌روید ولی سُر نمی‌خورید. اما فردای روز برفی زمین یخ زده است و راه رفتن دشوار است. روز قبل، برف‌های لگدخورده آب شده و دوباره یخ زده‌اند و زمین پر از یخ ناهموار شده است. سطح یخ لیز است و هنگام راه رفتن باید مراقب باشید تا زمین نخورید یا پایتان را در جاهای خشک‌تر پیاده‌رو بگذارید. چه می‌شود که سطح یخ اینقدر لیز می‌شود؟

وقتی روی یخ راه می‌روید با فشارِ حاصل از وزن بدنتان می‌توانید یخ را آب کنید. به این ترتیب لایه‌ای از آب روی یخ قرار می‌گیرد که باعث لیز شدن سطح یخ می‌شود. هرچه ناهمواری سطح یخ‌زده بیشتر باشد یخ لیزتر است زیرا فشار وارده بر آن بیشتر خواهد شد. وقتی روی ناهمواری یخ قدم می‌زنید نیروی پای شما به سطح کوچکتری از یخ وارد می‌شود و در نتیجه فشار بیشتری وارد می‌کنید و یخ بیشتری آب می‌شود. کسانی که سورتمه‌سواری می‌کنند این تجربه را دارند که روی یخ ناهموار راحت‌تر از یخ صاف و صیقلی سُر می‌خورند و حرکت روی یخ ناهموار برایشان ساده‌تر است.

برف‌بازی در سرمای شدید

یکی از تجربه‌های آشنای روزهای برفی برف‌بازی است و پرت کردن گولّه‌‌های برفی به سمت هم. برای این کار مشتی از برف را در دست خود جمع می‌کنیم و گولّه برفی درست می‌کنیم. فشار و گرمای دستان ما کمی از برف را آب می‌کند ولی این آب در دمای پایین هوا بلافاصله یخ می‌زند و باعث چسبیدن دانه‌های برف به بگدیگر می‌شود. این اتفاقی‌ است که هرگز با دانه‌های شن نمی‌توانید تجربه کنید و آنها را به هم بچسبانید. البته اگر در مناطق سرد کشور مثل شهرکرد یا فیروزکوه زندگی می‌کنید و زمستان‌هایی پربرف با دمای هوای چندین درجه زیر صفر را تجربه‌ می‌کنید شاید در روزهای خیلی سرد و برفی نتوانید گولّه برفی هم درست کنید. گویی دانه‌های برف مثل پودری شنی هستند و به هم نمی‌چسبند. در واقع این که یخ در چه دمایی آب بشود به فشار وارد شده به آن بستگی دارد. اگر دمای هوا خیلی پایین باشد با فشار دست شما هم برف آب نمی‌شود و در نتیجه دانه‌های آن به هم نمی‌چسبند.

شکستن لوله‌ها

چطور این اتفاق‌ها می‌افتند؟ وقتی آب یخ می‌زند مولکول‌های آب ساختار بلوری می‌گیرند. نوع ساختار بلوری آب بر خلاف دیگر موادی که ساختار بلوری دارند طوری است که باعث می‌شود حجم آب هنگام یخ زدن افزایش پیدا کند. این افزایش حجم آب هنگام یخ زدن را بارها دیده‌ایم مثلاً در برآمدگی یخ‌های قالب‌های یخ یا ترک‌ خوردن لوله‌های فلزی آب در زمستان. آب درون لوله‌های آب یخ می‌زند و به دلیل افزایش حجم به دیواره‌ی لوله فشار وارد می‌کند و لوله ترک می‌خورد. در زمستان در روزهایی که زمین یخ می زند آسفالت‌های خیابان‌ها هم آسیب می‌بینند. آب وارد ترک‌های آسفالت می‌‌شود و وقتی یخ می‌زند انبساط پیدا می‌کند و به دیواره‌ها فشار آورده و آسفالت را خرد می‌کند.

همین ساختار بلوری یخ است که باعث لیز شدن سطح آن می‌شود. از آنجایی که مولکول‌های سطح یخ از یک سو در همسایگی خود، مولکول‌هایی‌ برای پیوند برقرار کردن ندارند سطح یخ ساختار بلوری کاملی ندارد. به همین دلیل مولکول‌های آب در سطح یخ مانند مایع هستند و کمی حرکت می‌کنند. وقتی با پاها به سطح یخ فشار می‌آورید پایتان را روی این لایه‌ی مایع سطحی می‌گذارید و با فشار حاصل از وزن شما مولکول‌های بیشتری از بلور به حالت مایع در می‌آیند. این لایه‌ی مایع باعث می‌شود که سطح یخ لیز باشد.

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگو شرکت کنید؟
نظری بدهید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل(ایمیل شما محفوظ است) شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

هفده + 3 =