В и х р ь
Высший разум
(135094)
13 лет назад
Здравствуйте!
При +4 град С вода имеет наибольшую плотность, в связи с чем при охлаждении зимой вода, охладившись до этой температуры с поверхности, как более тяжёлая, по закону плавучести (Архимедовых сил) опускается вниз, а более лёгкая (менее плотная) вода, имеющая меньшую плотность при большей температуре, "всплывает" вверх, т. е. идут циркуляционные вертикальные процессы (конвекция) .
При дальнейшем охлаждении этот процесс вертикального перемешивания идёт до тех пор, пока вся температура в водоёме не выровняется, и будет везде и на всех уровнях иметь значение +4 град. С. Но поскольку, если продолжается процесс охлаждения воды сверху, от воздуха, то поверхностные слои, температура которых стала ниже +4 град С (+3, +2...) оказываются уже легче, чем нижележащие, т. е. возникает состояние вертикальной устойчивости (тяжёлые слои - внизу, лёгкие - наверху) и процесс вертикального перемешивания и соответственно турбулентной теплопередачи холода вниз прекращаются. Конечно, существует ещё молекулярная теплопроводность, но она очень слаба. Поэтому водоём начинает при дальнейшем охлаждении от воздуха сверху даже покрываться льдом с поверхности (и лёд, имеющий воздушные пустоты внутри себя легче воды и поэтому плавает на поверхности воды) , но в глубинах водоёма по-прежнему сохраняется температура воды +4 град. С. , в связи с чем чаще всего даже сравнительно неглубокие водоёмы очень редко промерзают до дна. А это очень важно для "выживания" флоры и фауны водоёма у дна - это та температура, при которой она сохраняется!
Если бы этого важного свойства воды (Мах плотность воды при +4 град. С) не было бы, то многие сухопутные мелководные водоёмы в северных регионах (и в России) стали бы безжизненными и лишились бы своих рыбных запасов.
Всего Вам доброго.
Источник: Физика воды и Гидрология
Wandmaker
Мастер
(1346)
13 лет назад
потому, что вода замерзает при температуре от нуля и ниже, лед- это температура 0 градусов по цельсию, снаружи-на поверхности- минусовая температура, а подо льдом- плюсовая, ибо лед-это промежуточное
Physic
Мастер
(1359)
13 лет назад
вода имеет максимальную плотность при +4 по цельсию. То есть вода с такой температурой опускается на дно, а вода холоднее находится наверху и замерзает
Алексей Кузнецов
Просветленный
(21617)
13 лет назад
иногда замерзает. Если водоем мелкий, а зима суровая- то бывает, промерзает до дна. А вообще причина вот в чем:
Все знают, что вода при замерзании расширяется. Но если взять теплую воду, и постепенно охлаждать, то сначала она будет сжиматься вплоть до темп-ры +4 град. При дальнейшем охлаждении- начнет расширятся. Т. е. максимальную плотность имеет вода +4 град. Вот начало холодать, вода в пруду пока еще теплая до самого дна. Охлаждается она на поверхности, становится более плотной, и "тонет", вытесняя более легкую теплую воду. И так до тех пор, пока нижние слои не остынут до +4. Перемешивание воды по вертикали на этом прекратится. По этой же причине придонные слои воды во всех океанах и глубоких озерах имеют темп-ру именно +4 град. Если бы вода не обладала такими свойствами, а вела бы себя так, как почти все вещества -чем холоднее, тем плотнее, то лед бы нарастал не сверху, а на дне, т. к. он был бы тяжелее более теплой воды. И за зиму большинство водоемов промерзало бы полностью
Gerdan
Искусственный Интеллект
(152596)
13 лет назад
Температура льда - "0 градусов по Цельсию"... Иногда :)
Лёд, в первую очередь, обладает высоким коэффициентом отражения ИК излучения. Поэтому (хотя теплопроводность собственно льда довольно велика) вода подо льдом теряет не так много энегрии путём излучения. Не сравнить с тем, как излучает "открытая" вода.
И если эти потери компенсируются притоком от берегов и дна, поступлениями из родников с повышенной температурой - вода не остывает ниже точки замерзания. А если учесть, что лёд, как правило, покрыт снегом, у которого теплопроводность очень маленькая.. .
Upd.: О теплопроводности: табличные данные так доступны.. . :)
лёд (при 0 С) 2,2
вода (при н. у. ) 0,6
свежий снег 0,15
всё - в Вт/(мК)
Соничка Михайлова
Знаток
(339)
7 лет назад
Все зависит от трех основных факторов. Температуры самой воды, температуры наружного воздуха и толщины льда. Кроме того, на этот процесс влияет, сила ветра (теплоотдача с поверхности льда), соленость воды, ее объем (инерционность процесса), подвижность или смешиваемость водяных пластов (течение), солнечные лучи, контакт с источником тепла исходящим из почвы дна, время. Есть и другие менее значительные факторы замерзания воды подо льдом в атмосфере Земли. Нижняя кромка льда примерно определяет границу тепла и холода в ноль гр. Теплопроводность льда ниже теплопроводности воды, что замедляет процесс замерзания или таяния нижней границы в зависимости от внешней (атмосферной) и средней внутренней температуры воды.