Suyun Donması: Buz Nasıl Olur, Suyun Donması: Buz Hakkında

Suyun Donması: Buz



Buz

Donarak katılaşan suya buz denir Kışın çok soğuk günlerde havuz ve göllerdeki suyun donarak buz oluştuğunu görürüz Saf su 0°C'de donarak kristal yapılı katı bir madde olan buza dönüşür Bir kar tanesi büyüteçle incelendiğinde altı köşeli yıldıza benzeyen kristal yapısı görülebilir Bir buz parçasında ise kristaller gözle görülemeyecek kadar sıkışıktır
Çoğu sıvıdan farklı olarak su donduğu zaman genleşir, yani hacmi artar Çok soğuk havalarda, içindeki su donunca su borularının patlamasının nedeni budur Motorlu taşıtlara kışın antifriz konulmasının nedeni de motor­daki soğutma suyunun donmasını önlemektir Eğer motordaki su donarsa hacmi genişler ve motoru çatlatabilir Çağlar boyunca kayaların çatlaklarına dolan sular donarak kayaların parçalanmasına, ufalanmasına ve böylece toprağın oluşmasına yardımcı olmuştur Finlandiya'daki taşocaklarında gra­nit bloklar çatlaklarına su doldurulup donma­ya bırakılarak parçalanır
Su donunca genleştiği için, buzun yoğunlu­ğu sudan azdır; 1 cm3 suyun ağırlığı 1 gr, 1 cm3 buzun ağırlığı ise 0,9 gramdır Bu nedenle buz suyun üzerinde yüzer Donan bir göl ya da havuzda önce yüzeyde ince bir buz katmanı oluşur ve su dondukça yeni buzlar bu katma­nın altına eklenir Üstte oluşan bu buz katma­nı havuzun bütünüyle donmasını önler Buz tabakasının hemen altındaki su tam donma noktasında, havuzun dibinde ise 4°C'dedir Eğer buz sudan hafif olup su yüzeyinde kalmasaydı, kışın havuz ve göller, hatta bazı denizler dibe kadar donabilir, sudaki canlılar ölürdü Ama buz sudan hafif olduğu için sudaki balıklar ve öteki canlılar yüzeyde oluşan buz katmanının altında yaşamlarını sürdürebilmektedir
Suyun donduğu zaman büyük ölçüde gen-leştiğini buzdolabındaki buz kabında oluşan buzlara baktığımızda kolayca görebiliriz Buz küplerinin ortaları kubbe biçiminde yüksek­tir Kenarlardan başlayarak donan suyun hacmi genişlediği için kalıpların en son donan orta bölümleri yükselir Dokuz ölçek su donduğu zaman yaklaşık 10 ölçek buz oluşur
Bu nedenle sudaki bir buz parçası hacminin onda dokuzu sualtında kalacak biçimde yü­zer Eğer bir bardağı buz küpleriyle doldurup sonra da ağzına kadar dolu olmasını sağlaya­cak biçimde su eklersek, su yüzüne çıkan bazı buz parçalarının bardağın üst kenarını aştığını görürüz Buzlar erimeye bırakılırsa, bütün buzlar eridikten sonra bardağın kenarından hiç su taşmadığı görülür Çünkü eriyen buzun hacmi küçülür ve hacim fazlalığı ortadan kalkar Büyük buzdağlarının gövdelerinin çok önemli bir bölümünün su yüzeyinin altında olmasının nedeni de aynıdır
Bir havuz ya da göldeki durgun su donunca üstünde oluşan buz aydam olmaz, donuk görünür; çünkü her su damlası donarken, buz kristallerine tutunan minik bir hava kabarcığı çıkarır Çevresinde oluşan kristaller arttıkça kabarcık bunlar arasında sıkışır kalır Buz kütlesinin içindeki bu hava kabarcıkları buza donuk bir görünüm verir Hareketli sular üzerinde buz oluştuğunda ise, hava kabarcık­ları buzun içinde kalmadığından buz saydam olur
Alkol ve benzer maddeler karıştırarak su­yun donma noktası düşürülebilir Otomobil radyatörlerinde kışın antifriz olarak kullanı­lan etilen glikol de, aynı biçimde, donma noktasını düşürür ve soğutma sistemi dondu­rucu havalarda bile çalışır Deniz suyundaki tuz da onun donma noktasını düşürür Bunun için Kuzey ve Güney Kutup bölgeleri dışında deniz suyunun donması ender görülür Gene aynı nedenle, soğuk havalarda karın buzlaş­masını önlemek için yollara tuz serpilir İzlan­da'da geniş alanlar tatlı suyun oluşturduğu buz tabakaları ve buzullarla kaplıdır, ama kıyılarını çevreleyen denizde buz çok seyrek görülür
Suyun donma noktası üstündeki basınçtan da etkilenir Basınç arttıkça suyun donması güçleşir Basıncın suyun donma noktasını düşürdüğünü görmek için bir deney yapabili­riz Bir buz blokunun üzerine konan bir telin iki ucuna ağırlıklar asalım Telin buza gömül­düğünü, bir süre sonra gittikçe buz içinde aşağı doğru inip sonunda buzun altına geldiği­ni, ama buzun bölünmediğini, bütün olarak kaldığını görürüz Ağırlıkların aşağı doğru çektiği telin basıncı altında buz erimiş, ancak tel geçtikten sonra basınç kalktığı için yeniden donmuştur Böylece, tel içinden geçtiği halde buz bütün olarak kalır Bu deneyin yapılabil­mesi için sıcaklığın çok düşük olmaması gere­kir Eğer sıcaklık buzun o basınç altında bile erimeyeceği kadar düşük olursa telin buzdan geçmediği görülür Buz pateninde, patencinin ağırlığının basıncı altında eriyen buz daha kaygan hale gelir ve patenci kolayca kayar Çok soğuk havada buz pateni yapmak zordur, çünkü buz basınç altında erimediği için kay­mak güçleşir



alıntı