Suyun Donmasındaki Gizem

Suyun Donmasındaki Gizem
Suyun ya da su buharının donmasıyla oluşan katı madde buzdur. Sıcaklık 0 °C nin altına düştüğünde, yeryüzündeki su buharı kırağı biçiminde, bulutlardaki su buharı da kar taneleri biçiminde donar; her kar tanesi tek bir buz kristalinden oluşmuştur. Sıvı haldeki su ise, aynı sıcaklıkta donara, akarsu buzu, deniz buzu, dolu tanesi, ticari yada ev tipi soğutucularında üretilen buz gibi katı taneciklere dönüşür.



Buz, bir kristaller yığınından oluşmuştur; ama suyun donmasıyla oluşan buz kristalleri, buhar buzundaki gibi kristal yüzeyleri olmadığından kolayca görülemez. Suyun donmasıyla ortaya çıkan buz kristallerinin boyutları genellikle 1 – 20 mm arasındadır. Buna karşılık eski bir buzulda, uzun süren yeniden yapılaşmış kristalleşme süreciyle, buz kristallerinin çapı yaklaşık 50 cm yi bulabilir.



Bir gram buzu eritmek için 79,8 kalori ısı enerjisi gereklidir (gizli erime ısısı). Bu değer başka maddelerin gizli ısılarıyla karşılaştırıldığında oldukça yüksektir. Buzun soğutucu yada ısı soğurucu olarak çok kullanılmasının temelinde bu özellik yatar. Erimekte olan buzun sıcaklığı 0 °C de sabit kalır.



Suyun yoğunluğunun 0,9998 gr / cm3 olmasına karşılık buzun yoğunluğu 0,918 gr / cm3 dür. Bu nedenle, bir buz kütlesi, 0 °C sıcaklıkta ve eşit kütledeki sudan % 9 daha fazla yer kaplar. Donan su borularının patlaması ve buzun (hacminin yaklaşık 1 / 10 u su yüzeyinde kalmak üzere) suda yüzmesinin nedeni budur. Basınç altındaki buzun erime noktası, donma sırasındadaki hacım artışı nedeniyle, atmosfer başına 0,0075 °C kadar düşer. Buz pateninde yada buzlu yolda otomobilin kaymasından da bilindiği gibi buz yüzeyinin kayma sürtünmesi düşüktür. Bunun nedeni kayan cismin uyguladığı basınçla eriyen buzun, yüzeyler arasında sürekli bir bağlayıcı işlevi görmesidir.