Jää

Miten jää muodostuu

Toisin kuin muut nesteet, vesi laajenee jäätyessään ja muuttuu jääksi, joten jää kelluu veden päällä, koska jään tiheys on pienempi kuin veden. Tämä on hyvin epätavallista - lähes kaikki muut nesteet muuttuvat tiheämmiksi jäähtyessään; vesijää on kuitenkin merkittävä poikkeus. Nestemäinen vesi laajenee noin 9 %, kun se muuttuu jääksi - se vie enemmän tilaa. Tämä johtuu siitä, että vesimolekyylit ovat itse asiassa kauempana toisistaan sen sijaan, että ne olisivat lähempänä toisiaan. Jääkiteen molekyylit ovat järjestäytyneet siten, että sen tiheys on pienempi kuin nestemäisen veden.

Jos vesi jäätyy vesijohtoverkostossa, vesiputki voi murtua. Lasipulloissa oleva vesi voi saada ne räjähtämään jäätyessään. Kallion halkeamiin jäätyvä vesi voi laajentua niin paljon, että se voi halkaista kovia kiviä; tämä on tärkeä geologinen säätilaprosessi, joka voi kuluttaa vuoria ja tehdä kivestä maaperää.

Kun materiaaleja jäähdytetään, niiden molekyylit värähtelevät vähemmän ja tiivistyvät yhteen. Kun useimmat materiaalit saavuttavat lämpötilan, jota kutsutaan jäätymispisteeksi, molekyylit muodostavat kiteisen kiinteän aineen, vaikka jotkin materiaalit (kuten lasi ja terva) eivät kiteydy lainkaan vaan muodostavat erittäin jäykkiä nesteitä, jotka näyttävät kiinteiltä. Ainoastaan helium ei jäädy; kaikki muut aineet jäätyvät, jos ne ovat tarpeeksi kylmiä, mutta nesteet, kuten ruokaöljy, pakkasneste, bensiini, typpi jne. jäätyvät lämpötiloissa, joita useimmat ihmiset eivät tunne.

Suolavesi

Suolaisen veden jäätyminen edellyttää alhaisempaa lämpötilaa kuin puhtaan veden. Syntyvä jää sisältää paljon vähemmän suolaa kuin suolavesi, josta se on peräisin. Tätä tosiasiaa on joskus hyödynnetty suolanpoistossa. Suolainen jää ei ole yhtä vahvaa kuin jäätynyt puhdas vesi. Vastaavasti suolan levittäminen jään päälle sulattaa sen, jos se ei ole liian kylmää: suola syö vähitellen jäätä muodostaen suolavettä, joka ei jäädy kyseisessä lämpötilassa.

Jään maantieteelliset sijainnit

Koska jää kelluu, jäätyvät suuretkin vesistöt, kuten jotkin valtameret, muodostavat jäätä vain pinnalle. Useimmat järvet eivät koskaan jäädy pohjaan asti. Jopa kylmimmät valtameret, kuten Jäämeri, jäätyvät vain päältäpäin, jolloin nestemäinen valtameri kiertää alhaalla. Tämän vuoksi maapallon valtameret pystyvät jakamaan lämpöä uudelleen, ja maapallon ilmastossa on vähemmän lämmön ja kylmyyden ääri-ilmiöitä kuin muutoin. Jos jää uppoaisi kellumisen sijasta, valtameret täyttyisivät alhaaltapäin jäällä, pysyisivät kiinteinä ja vain osa yläosasta sulaisi. Kiinteä valtameri ei kierrättäisi lämpöä. Mutta koska jää kelluu pinnalla, sen alapuolella oleva vesi voi edelleen kiertää, ja pinnalla oleva jää pysyy alttiina ja sulaa helposti, kun lämpötila nousee.

Suuria maalla olevia jäämassoja kutsutaan jäätiköiksi. Etelämantereella on suurin osa maailman jäästä.

Jääkaudet

Ilmastonmuutosta tapahtuu koko ajan. Kun on hyvin kylmä, sitä kutsutaan jääkaudeksi. Jääkausien aikana hyvin suuret alueet maapallolla ovat jään, lumen ja jäätiköiden peitossa. Jääkausien syyt ovat monimutkaisia eli niitä on vaikea ymmärtää. Ilmaston lämpeneminen vaikuttaa tällä hetkellä maapallon jäävarantoihin, ja myös sen syyt ovat hyvin monimutkaisia.

Kuivajää

On olemassa myös "kuivajäätä", joka on jäädytettyä hiilidioksidia. Kuivajäästä vapautuu tavallisessa ilmassa hiilidioksidikaasua, joka on hajutonta ja väritöntä. Kaasu on niin kylmää, että sekoittuessaan ilmaan se jäähdyttää ilmassa olevan vesihöyryn sumuksi, joka näyttää paksulta valkoiselta savulta. Sitä käytetään usein teatterissa tekosumun tai savun tuottamiseen.

Kuivajää veteen laitettuna