Πάγος
Πάγος είναι η κοινή ονομασία για το παγωμένο νερό. Άλλα υγρά, όπως η αμμωνία ή το μεθάνιο ή το γάλα, θα μπορούσαν να ονομαστούν πάγος όταν παγώνουν, αλλά ονομάζονται "πάγος γάλακτος", για παράδειγμα, αντί απλώς "πάγος". Το υγρό νερό γίνεται στερεός πάγος όταν είναι πολύ κρύο. Το σημείο πήξης είναι 0° Κελσίου (32° Φαρενάιτ ή 273 kelvin).
Ο πάγος παρασκευάζεται συνήθως σε οικιακό ψυγείο ή καταψύκτη. Αν το νερό τοποθετηθεί σε έναν καταψύκτη και παραμείνει για λίγο, το νερό κρυώνει πολύ και παγώνει στερεό, δημιουργώντας πάγο. Το νερό μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα χάλκινο (ή άλλο μεταλλικό) δοχείο για να παγώσει σε πάγο πιο γρήγορα. Τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας, οπότε το νερό μπορεί να παγώσει γρηγορότερα απ' ό,τι σε μια πλαστική παγοθήκη.
Πάγος σε καλάθι
Κρύσταλλοι πάγου σε γυαλί
Πώς σχηματίζεται ο πάγος
Σε αντίθεση με τα άλλα υγρά, το νερό διαστέλλεται καθώς παγώνει και μετατρέπεται σε πάγο- έτσι ο πάγος επιπλέει στο νερό, επειδή ο πάγος έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό. Αυτό είναι πολύ ασυνήθιστο - σχεδόν κάθε άλλο υγρό γίνεται πιο πυκνό καθώς ψύχεται- ο πάγος του νερού, ωστόσο, αποτελεί σημαντική εξαίρεση. Το υγρό νερό διαστέλλεται κατά περίπου 9% καθώς γίνεται πάγος - καταλαμβάνει περισσότερο χώρο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια του νερού βρίσκονται στην πραγματικότητα πιο μακριά μεταξύ τους αντί να είναι πιο κοντά μεταξύ τους. Τα μόρια σε έναν κρύσταλλο πάγου είναι διατεταγμένα με τρόπο που τον καθιστά λιγότερο πυκνό από το υγρό νερό.Εάν το νερό στα υδραυλικά δίκτυα παγώσει, μπορεί να σπάσει ο σωλήνας νερού. Το νερό σε γυάλινα μπουκάλια μπορεί να τα κάνει να εκραγούν όταν παγώσει. Το νερό που παγώνει στις ρωγμές των βράχων μπορεί να επεκταθεί τόσο ώστε να διασπάσει τα σκληρά πετρώματα- αυτή είναι μια σημαντική γεωλογική διαδικασία διάβρωσης που μπορεί να φθείρει τα βουνά και να μετατρέψει τα πετρώματα σε χώμα.
Όταν τα υλικά ψύχονται, τα μόριά τους δονούνται λιγότερο και συμπιέζονται μεταξύ τους. Όταν τα περισσότερα υλικά φτάσουν σε μια θερμοκρασία που ονομάζεται σημείο πήξης, τα μόρια σχηματίζουν ένα κρυσταλλικό στερεό - αν και ορισμένα υλικά (όπως το γυαλί και η πίσσα) δεν κρυσταλλώνονται καθόλου, αλλά σχηματίζουν εξαιρετικά άκαμπτα ρευστά, τα οποία φαίνονται να είναι στερεά. Μόνο το Ήλιο δεν παγώνει- όλες οι άλλες ουσίες παγώνουν αν είναι αρκετά κρύες, αλλά υγρά όπως το μαγειρικό λάδι, το αντιψυκτικό, η βενζίνη (βενζίνη), το άζωτο κ.λπ. παγώνουν σε θερμοκρασίες που οι περισσότεροι άνθρωποι δεν βιώνουν.
Θαλασσινό νερό
Το αλμυρό νερό χρειάζεται χαμηλότερη θερμοκρασία για να παγώσει από το καθαρό νερό. Ο πάγος που προκύπτει περιέχει πολύ λιγότερο αλάτι από το αλμυρό νερό από το οποίο προήλθε. Αυτό το γεγονός έχει χρησιμοποιηθεί μερικές φορές για την αφαλάτωση. Ο αλμυρός πάγος δεν είναι τόσο ισχυρός όσο το παγωμένο καθαρό νερό. Παρομοίως, η επάλειψη αλατιού στον πάγο τον λιώνει, αν δεν είναι πολύ κρύο: το αλάτι τρώει σταδιακά τον πάγο, σχηματίζοντας άλμη που δεν παγώνει σε αυτή τη θερμοκρασία.
Γεωγραφικές τοποθεσίες του πάγου
Επειδή ο πάγος επιπλέει, ακόμη και μεγάλα υδάτινα σώματα που παγώνουν, όπως ορισμένοι ωκεανοί, σχηματίζουν πάγο μόνο στην επιφάνεια. Οι περισσότερες λίμνες δεν παγώνουν ποτέ στον πυθμένα. Ακόμη και οι πιο κρύοι ωκεανοί, όπως ο Αρκτικός Ωκεανός, παγώνουν μόνο στην κορυφή, αφήνοντας τον υγρό ωκεανό να κυκλοφορεί από κάτω. Εξαιτίας αυτού, οι ωκεανοί της Γης είναι σε θέση να αναδιανέμουν τη θερμότητα και το κλίμα της Γης έχει λιγότερες ακραίες θερμοκρασίες ζέστης και ψύχους απ' ό,τι θα είχε διαφορετικά. Αν ο πάγος βυθιζόταν αντί να επιπλέει, οι ωκεανοί θα γέμιζαν με πάγο από τον πυθμένα, θα παρέμεναν στερεοί και μόνο ένα μέρος της κορυφής θα ξεπαγώνονταν. Ένας στερεός ωκεανός δεν θα κυκλοφορούσε θερμότητα. Αλλά επειδή ο πάγος επιπλέει στην επιφάνεια, το νερό από κάτω μπορεί να συνεχίσει να κυκλοφορεί και ο πάγος στην επιφάνεια παραμένει εκτεθειμένος και λιώνει εύκολα όταν η θερμοκρασία αυξάνεται.Τα μεγάλα σώματα πάγου στην ξηρά ονομάζονται παγετώνες. Η Ανταρκτική έχει την πλειονότητα των παγκόσμιων πάγων.
Εποχές των παγετώνων
Η κλιματική αλλαγή συμβαίνει συνεχώς. Όταν κάνει πολύ κρύο, ονομάζεται εποχή των παγετώνων. Κατά τη διάρκεια των εποχών των παγετώνων πολύ μεγάλες περιοχές της γης καλύπτονται από πάγο, χιόνι και παγετώνες. Τα αίτια των παγετώνων είναι πολύπλοκα ή δύσκολα κατανοητά. Η υπερθέρμανση του πλανήτη επηρεάζει σήμερα τους πόρους πάγου της Γης και τα αίτιά της είναι επίσης πολύ περίπλοκα.
Ξηρός πάγος
Υπάρχει επίσης ο "ξηρός πάγος", δηλαδή το παγωμένο διοξείδιο του άνθρακα. Ο ξηρός πάγος που εκτίθεται στον κανονικό αέρα εκλύει αέριο διοξείδιο του άνθρακα που είναι άοσμο και άχρωμο. Το αέριο είναι τόσο κρύο που όταν αναμιγνύεται με τον αέρα ψύχει τους υδρατμούς του αέρα σε ομίχλη, η οποία μοιάζει με πυκνό λευκό καπνό. Χρησιμοποιείται συχνά στο θέατρο για την παραγωγή ψεύτικης ομίχλης ή καπνού.
Ξηρός πάγος όταν τοποθετείται σε νερό
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι ο πάγος;
A: Ο πάγος είναι η κοινή ονομασία για το παγωμένο νερό.
Ερ: Μπορούν και άλλα υγρά να ονομαστούν πάγος;
A: Ναι, άλλα υγρά όπως η αμμωνία ή το μεθάνιο ή το γάλα μπορούν να ονομαστούν πάγος όταν παγώνουν, αλλά συνήθως ονομάζονται με τα ειδικά τους ονόματα όπως "πάγος γάλακτος".
Ερ: Πότε το υγρό νερό μετατρέπεται σε στερεό πάγο;
Α: Το υγρό νερό μετατρέπεται σε στερεό πάγο όταν είναι πολύ κρύο και η θερμοκρασία του φτάνει το σημείο πήξης των 0°C.
Ερ: Πώς φτιάχνεται ο πάγος στο σπίτι;
Α: Ο πάγος παρασκευάζεται συνήθως σε ένα οικιακό ψυγείο ή καταψύκτη. Εάν το νερό τοποθετηθεί σε έναν καταψύκτη και παραμείνει για λίγο, το νερό κρυώνει πολύ και παγώνει στερεό, δημιουργώντας πάγο.
Ερ: Επηρεάζει το υλικό του δοχείου τον χρόνο που χρειάζεται το νερό για να παγώσει σε πάγο;
Α: Ναι, το νερό μπορεί να τοποθετηθεί σε χάλκινο (ή άλλο μεταλλικό) δοχείο για να παγώσει σε πάγο γρηγορότερα. Τα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας, οπότε το νερό μπορεί να παγώσει γρηγορότερα απ' ό,τι σε μια πλαστική παγοθήκη.
Ερ: Ποιο είναι το σημείο πήξης του νερού;
Α: Το σημείο πήξης του νερού είναι 0°C (32°F ή 273K).
Ερ: Γιατί ορισμένα υγρά έχουν διαφορετικά ονόματα όταν παγώνουν;
Α: Ορισμένα υγρά έχουν διαφορετικά ονόματα όταν παγώνουν, όπως "πάγος γάλακτος", επειδή συνήθως αναμειγνύονται με άλλα συστατικά που επηρεάζουν τις ιδιότητές τους όταν παγώνουν.
