| | |  | Άποψη προς τα επάνω από μια ρωγμή παγετώνα | |
Πάγος – μια ειδική ουσία
Ο πάγος είναι η στερεή φάση του νερού (H2O). Κάτω από κανονικές συνθήκες, το σημείο τήξης στην επιφάνεια της Γης είναι 0°C. Για να αλλάξει η φάση του H2O, πρέπει να απορροφηθεί ή να εκλυθεί ορισμένη ποσότητα ενέργειας. Για να λιώσει ο πάγος των 0°C σε νερό των 0°C, απαιτείται μεγάλη ποσότητα ενέργειας, ίση με 334 Joule για κάθε γραμμάριο. Η ίδια ποσότητα ενέργειας εκλύεται στην ατμόσφαιρα ή στο έδαφος όταν το νερό παγώνει και μετατρέπεται σε πάγο.
Η ενέργεια που απορροφάται ή εκλύεται σε μια αλλαγή φάσης (για παράδειγμα από νερό σε πάγο, ή από νερό σε ατμό νερού) καλείται λανθάνουσα θερμότητα. Όλες οι διεργασίες τήξης, εξάτμισης (αλλαγή φάσης από νερό σε ατμό) και εξάχνωσης (αλλαγή φάσης από πάγο σε ατμό) έχουν ως αποτέλεσμα την ψύξη του άμεσου περιβάλλοντος χώρου από όπου απορροφάται η απαιτούμενη ενέργεια. Αντιθέτως όλες οι διεργασίες συμπύκνωσης (αλλαγή φάσης από ατμό σε υγρό), ψύξης και εναπόθεσης (αλλαγή φάσης από ατμό σε πάγο) έχουν ως αποτέλεσμα τη θέρμανση αυτού του χώρου.
Μεταβάσεις φάσης μεταξύ πάγου, νερού και ατμών, και ενέργεια που εκλύεται ή απορροφάται κατά τη διάρκεια αυτών των μεταβάσεων φάσης
Οι συνέπειες των φυσικών ιδιοτήτων του πάγου, και ειδικότερα των παγετώνων, στη Γη είναι κρίσιμες.
Οι παγετώνες δεν υφίστανται αμέσως πλήρη τήξη μόλις εκτεθούν σε θερμοκρασίες αέρα υψηλότερες από 0°C. Λιώνουν αργά επειδή ο πάγος πρέπει να απορροφήσει την ενέργεια από τον περιβάλλοντα χώρο του. Επομένως, οι παγετώνες ή τμήματα των παγετώνων μπορούν να υπάρξουν για ορισμένο χρόνο σε περιβαλλοντικές συνθήκες μεγαλύτερες από 0°C.
Για να λιώσει ο πάγος των 0°C σε νερό των 0°C απαιτείται ενέργεια (λανθάνουσα θερμότητα) ίση με την ενέργεια που απαιτείται, για παράδειγμα, για τη θέρμανση του νερού των 0°C σε περίπου 80°C. Επομένως ο πάγος μπορεί να είναι αρκετά σταθερός εάν διατίθεται μόνο περιορισμένη ενέργεια για να λιώσει.
Ο πάγος είναι πολύ ευαίσθητος σε θερμοκρασιακές αλλαγές στη Γη. Διατηρείται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα μόνο εάν η θερμοκρασία παραμείνει κάτω από τους 0°C. Μόλις αυξηθεί η θερμοκρασία και είναι άνω των 0°C, ο πάγος αρχίζει να λιώνει. Εάν διατίθεται αρκετή ενέργεια (θερμότητα) για τον πάγο, την απορροφά και αλλάζει τη φάση του από πάγο σε νερό με τη διεργασία της τήξης.
Ερωτήσεις
1. Ποιες είναι οι 3 διαφορετικές φάσεις του H2O;
2. Πώς ονομάζονται οι 6 διαφορετικές αλλαγές φάσεις;
3. Πόση ενέργεια απαιτείται για να λιώσει ο πάγος των 0°C σε νερό των 0°C;
| |
