Hoe bevriest een meer?

Water volgt niet alle regels

• Zoals je ongetwijfeld al hebt opgemerkt, bevriest een meer, een vijver en ook elke plas aanvankelijk aan het oppervlak. Deze observatie komt misschien alleen als een verrassing als je erover nadenkt, want zouden meren en vijvers eigenlijk niet van onderaf moeten bevriezen?
• Gassen zoals lucht en vloeistoffen zijn zo gelaagd dat ze de hoogste dichtheid (en dus de laagste temperatuur) onderaan hebben en dit neemt af met toenemende hoogte. Warme lucht stijgt op, koude lucht wordt beneden neergeslagen - dat is tenminste het geval bij de grond.
• Voor bijna alle stoffen - of het nu gas, vloeistof of zelfs vaste stof is - geldt het principe dat de dichtheid toeneemt bij afnemende temperatuur, de moleculen gaan simpelweg dichter op elkaar gepakt worden.
instagram viewer
• Dit feit kan ook met water worden waargenomen. Als dit bijvoorbeeld vanaf kamertemperatuur wordt gekoeld, neemt de dichtheid toe. Wanneer de temperatuur echter 4 ° C bereikt, is water het dichtst gepakt. Als je het verder afkoelt, neemt de dichtheid weer af (als voorbereiding op de losse ijsvorming). Dit gedrag, dat ongebruikelijk is in vergelijking met andere stoffen, wordt een anomalie van het water genoemd (abnormaal betekent illegaal).

Het oppervlak van het meer bevriest eerst

• Het afwijkende gedrag van het water heeft belangrijke effecten in de natuur en vooral in meren en vijvers. We weten van duiken in de zomer dat er kouder water is onder een door de zon opgewarmde oppervlaktelaag. Op de bodem van het meer is het nu het koelst. Maar is dat altijd zo?


Waterafwijking - zo leg je het uit in de natuurkunde

Water heeft een speciale eigenschap die vloeistoffen onderscheidt van andere ...

• In de herfst (en verder in de winter) wordt het oppervlaktewater eerst gekoeld. Tegelijkertijd neemt de dichtheid toe en zinkt het.
• Bovendien stijgt warmer, minder dicht water uit een diepere laag op en neemt het zijn plaats in. Er vindt een echte verschuiving plaats (die hand in hand gaat met de uitwisseling van voedingsstoffen). De herverdeling eindigt wanneer het water zijn grootste dichtheid heeft bereikt bij een temperatuur van 4 ° C.
• Hoewel het oppervlaktewater door de winterkou verder kan worden gekoeld, zet het weer uit en blijft daardoor aan de top.
• Dus in de winter in een voldoende diep meer of De vijver heeft een relatief stabiele temperatuurgelaagdheid: het water eronder is altijd 4°C (en een toevluchtsoord voor vissen).
• De waterlagen erboven worden naar boven toe kouder en kouder, totdat de bovenste laag bijna net zo hoog is als de lucht. Als dit onder het vriespunt is, begint zich ijs op het oppervlak te vormen.
• Vanwege de lagere dichtheid drijft het ijs echter op het wateroppervlak. Bij langdurige vorst zet de ijsvorming zich naar beneden voort - de ijslaag groeit en het meer bevriest van boven tot onder.
• Diepe meren bevriezen echter - in tegenstelling tot ondiepe vijvers of plassen - nooit helemaal, omdat de temperatuur daar 4°C is. Bovendien vertraagt ​​een gesloten, dikke ijslaag de afkoeling van diepere waterlagen - ijs is een goede isolator.