Huvitavad soojusnähtused füüsikas
Sulamine ja tahkumine
Kui aine läheb üle vedelast olekust tahkesse olekusse, siis nimetatakse seda nähtust tahkumiseks ehk kristalliseerumiseks. Näiteks talvel pilvedes tahkuvad veepiisakesed, moodustades jääkristalle ja lumehelbeid. Ka näiteks rasv pannil tahkub, kui panni temperatuur alaneb. Vee jäätumisel veemolekulide vahelised kaugused ja liikumiskiirused vähenevad, molekulid enam ringi liikuda ei saa ja toimub üleminek tahkesse olekusse. Igal ainel on kindel temperatuur, millel toimub üleminek vedelast olekust tahkesse olekusse.
Talviti võib kohata puudel ja elektritraatidel kristallilist härmatist - see on valge sade, mis koosneb peene ehitusega jääkristallidest. Selline härmatis on koheva pitsi taoline, mis raputamisel kergesti maha variseb. Kristalliline härmatis tekib tavaliselt öötundidel selge taeva või õhukeste pilvede ja külma tuulevaikse ilmaga, kui esineb udu või uduvine. Tekib see veeauru muutumisel jääks (sublimeerumisel), kui temperatuur on -11...-25°C. Mõningatel juhtudel võib kristalliline härmatis tekkida udu või uduvineta õhus sisalduva veeauru arvelt.
Teatud tingimustel tekivad aknaklaasidele jäälilled. Ka selles nähtuses muutub veeaur otse jääks. Selleks, et jäälilled aknale tekiks, on vaja külma aknaklaasi ja suurt õhuniiskust toas.
Tahked ained sulavad kindlal temperatuuril - sulamistemperatuuril. Aine sulatamiseks tuleb sellele pidevalt soojust juurde anda. Kõikidel ainetel ja erinevatel tingimustel ei pruugi olla sulamis- ja tahkumistemperatuurid samasugused. Ka vesi võib alla 0°C temperatuuril mitte külmuda, kui see on puhas ja väga sileda pinnaga anumas. Sellist vedelikku, mis on jahutatud alla külmumistemperatuuri ja ei ole muutunud tahkeks, nimetatakse ülijahutatud vedelikuks.
Vaata videoklippi: Keeva vee jäätumine. Kui õhutemperatuur on piisavalt madal, siis võib õhku visatud keev vesi jäätuda hetkega ning langeda maapinnale lumena. Miks on see nii?
Vaata selgitust
Vaata videoklippi: Kuiv jää ja keev vesi: Süsihappegaas on toatingimustel gaas, kuid kui see on jahutatud temperatuurini -79°C, saab gaasist tahke jää - süsihappejää. Kui valada süsihappejääle peale keeva vett temperatuuril +100°C, saab vaadelda huvitavat nähtust: nõiduslik paksu aurupilvega "keemine". Miks selline nähtus tekib?
Vaata selgitust
Vaata videoklippi: Vesi koos pudeliga oli külmkapi sügavkülmas, kuid ei jäätunud seal, vaid muutus ülijahutatud vedelikuks. Vesi jäätub alles pärast pudeli avamist ja vedeliku segamist. Kuidas sellist nähtust seletada?
Selgitus
***
Foto: Morguefile.com (http://mrg.bz/7kVX2X)
Foto: Morguefile.com (http://mrg.bz/XAk6zW)