Мұз – агрегаттық күйдегі, бөлме температурасында газ немесе сұйық күйге бейім қатты зат. Мұздың қасиеттері жүздеген жылдар бұрын зерттеле бастады. Екі жүз жылдай бұрын ғалымдар судың жай қосылыс емес, оттегі мен сутектен тұратын күрделі химиялық элемент екенін анықтады. Ашылғаннан кейін су формуласы H2O сияқты бола бастады.
Мұздың құрылымы
H2O екі сутегі атомынан және бір оттегі атомынан тұрады. Тыныштық жағдайында сутегі оттегі атомының жоғарғы жағында орналасқан. Оттегі мен сутегі иондары тең қабырғалы үшбұрыштың төбелерін алуы керек: оттегі тік бұрыштың жоғарғы жағында орналасқан. Судың бұл құрылымы диполь деп аталады.
Мұз 11,2% сутегі, ал қалғаны оттегі. Мұздың қасиеттері оның химиялық құрылымына байланысты. Кейде оның құрамында газ тәрізді немесе механикалық түзілімдер болады -қоспалар.
Мұз табиғатта нөлден төмен және одан төмен температурада құрылымын тұрақты сақтайтын, бірақ нөлден және одан жоғары температурада ол ери бастаған бірнеше кристалды түрлер түрінде кездеседі.
Хрустальды құрылым
Мұздың, қардың және будың қасиеттері мүлдем басқаша және кристалдардың құрылымына байланысты. Қатты күйде H2O тетраэдрдің бұрыштарында орналасқан төрт молекуламен қоршалған. Координациялық саны төмен болғандықтан, мұздың ашық құрылымы болуы мүмкін. Бұл мұздың қасиеттері мен оның тығыздығынан көрінеді.
Мұз пішіндері
Мұз – табиғатта кең таралған заттардың бірі. Жер бетінде оның келесі түрлері бар:
- өзен;
- көл;
- теңіз;
- firny;
- мұздық қара;
- жер.
Тікелей сублимациядан пайда болатын мұз бар, яғни. бу күйінен. Бұл көрініс қаңқалық пішінді (біз оларды қар бүршіктері деп атаймыз) және дендритті және қаңқа өсінділерінің жиынтықтарын (қыраған, аяз) алады.
Ең көп тараған пішіндердің бірі - сталактиттер, яғни мұз айдындары. Олар бүкіл әлемде өседі: жер бетінде, үңгірлерде. Мұздың бұл түрі күзгі-көктемгі кезеңде шамамен нөл градус температура айырмашылығында су тамшыларының ағуынан пайда болады.
Су қоймаларының жиектерінде, су мен ауаның шекарасында, сондай-ақ шалшықтардың шетінде пайда болатын мұз жолақтары түріндегі түзілімдер мұз жағалары деп аталады.
Мұз кеуекті топырақтарда талшықты түрде түзілуі мүмкінвена.
Мұз қасиеттері
Зат әртүрлі күйде болуы мүмкін. Осыған сүйене отырып, сұрақ туындайды: мұздың қандай қасиеті белгілі бір күйде көрінеді?
Ғалымдар физикалық және механикалық қасиеттерді анықтайды. Олардың әрқайсысының өзіндік ерекшеліктері бар.
Физикалық қасиеттері
Мұздың физикалық қасиеттеріне мыналар жатады:
-
Тығыздық. Физикада біртекті емес орта ортаның затының массасының ол қоршалған көлемге қатынасының шегімен бейнеленеді. Судың тығыздығы басқа заттар сияқты температура мен қысымның функциясы болып табылады. Әдетте есептерде 1000 кг/м3 тең судың тұрақты тығыздығы пайдаланылады. Нақтырақ тығыздық көрсеткіші тығыздық айырмасының нәтижесінің маңыздылығына байланысты өте дәл есептеу қажет болғанда ғана есепке алынады.
Мұздың тығыздығын есептегенде, қай су екені ескеріледі. мұзға айналды: өздеріңіз білетіндей, тұзды судың тығыздығы тазартылған судан жоғары.
-
Су температурасы. Әдетте судың кристалдануы нөл градус температурада жүреді. Жылудың бөлінуімен секірулерде мұздату процестері жүреді. Кері процесс (балқу) бөлінетін жылу мөлшерімен бірдей, бірақ секірусіз, бірақ бірте-бірте сіңірілгенде орын алады.
Табиғатта судың өте салқындатылатын жағдайлары болады, бірақ ол қатып қалмайды. Кейбір өзендер тіпті -2 градус болса да сұйық болып қалады.
- Жылу сыйымдылығы. Бұл дененің әрқайсысы үшін қыздырылған кезде сіңірілетін жылу мөлшерідәрежесі. Бір килограмм тазартылған суды бір градусқа қыздыру үшін қажетті жылу мөлшерімен сипатталатын меншікті жылу сыйымдылығы бар.
- Сығылу мүмкіндігі. Қар мен мұздың тағы бір физикалық қасиеті сыртқы қысымның жоғарылауы әсерінен көлемнің азаюына әсер ететін қысылғыштық болып табылады. Қарсылық серпімділік деп аталады.
- Мұздың күші.
- Мұздың түсі. Бұл қасиет жарықтың сіңірілуіне және сәулелердің шашырауына, сонымен қатар мұздатылған судағы қоспалардың мөлшеріне байланысты. Бозғылт көк түсте бөгде қоспасыз өзен мен көл мұзы көрінеді. Теңіз мұзы мүлдем басқаша болуы мүмкін: көк, жасыл, көк, ақ, қоңыр, болат реңктері бар. Кейде қара мұзды көруге болады. Ол мұндай түсті көп мөлшердегі минералдар мен әртүрлі органикалық қоспалардың арқасында алады.
Мұздың механикалық қасиеттері
Мұз бен судың механикалық қасиеттері аудан бірлігіне қатысты сыртқы ортаға төзімділігімен анықталады. Механикалық қасиеттер құрылымға, тұздылыққа, температураға және кеуектілікке байланысты.
Мұз серпімді, тұтқыр, пластикалық түзіліс, бірақ ол қатты және өте сынғыш болатын жағдайлар бар.
Теңіз мұзы мен тұщы су әртүрлі: біріншісі әлдеқайда пластик және төзімділігі төмен.
Кемелер өткенде мұздың механикалық қасиеттерін ескеру қажет. Бұл мұзды жолдарды, өткелдерді және т.б. пайдалану кезінде де маңызды.
Су, қар және мұз барзаттың сипаттамаларын анықтайтын ұқсас қасиеттер. Бірақ сонымен бірге бұл көрсеткіштерге көптеген басқа факторлар әсер етеді: қоршаған орта температурасы, қатты денедегі қоспалар, сондай-ақ сұйықтықтың бастапқы құрамы. Мұз - жер бетіндегі ең қызықты заттардың бірі.
