В Сибири и на севере нашей родины сорокоградусные морозы совсем не редкость, только вот вода в местных озерах никогда не промерзает до дна, и в озере всегда есть жизнь, которой мороз не страшен.
Давайте разбираться, почему так происходит.
Во-первых, вода всегда сжимается, когда температура опускается, становясь более тяжелой, чем теплая вода.
- Самая высокая плотность воды достигается при температуре, чуть меньше чем + 4 градуса С.
Дело в том, что молекулы воды в составе льда расположены упорядоченно,
вкристаллической решётке, а зазоры между ними больше, чем между молекулами жидкой воды. Следовательно, чем меньше вещества на один объём, тем меньше плотность.
Лед по определению, обладает меньшей плотностью, чем вода в жидком виде, поэтому он не тонет, т.к. просто напросто легче.
- Конечно если глубина озера 2-3 метра, в сорокоградусный мороз, оно все промерзнет.
Природа устроена таким образом, что под слоем льда всегда есть воздух, без которого рыба бы просто погибла. Воздух же плохой проводник тепла, как и лед со снегом, обладающие, теплоизоляционными свойствами.
Поэтому глубже нескольких метров, лед на озерах образуется редко, а в реках катализатором отсутствия толстого слоя льда являются еще и течения, в связи с которыми вода испаряется значительно быстрей.
- При движении воды, она как бы сама себя разогревает, поскольку кинетическая энергия течения переходит во внутреннюю тепловую энергию воды.
- Так, что охлажденная на поверхности водоема вода, становится плотнее. Более теплая вода поднимается выше к поверхности, где смешивается с более холодной водой и происходит выравнивание слоев и теплообмен замедляется.
Вот температура этих слоев как раз и составляет около тех самых 4 градусов С.
Снизу водоем нагревается от Земли, средняя температура которой, то же порядка 4 градусов С. Но это если мы не рассматриваем так называемую - вечную мерзлоту.
На поверхности водоема, при низких температурах, продолжает образовываться лед, но он не сжимается и не опускается на дно, а наоборот верхние слои воды расширяются, а и их плотность уменьшается.
- Поэтому лед не тонет, но он может нарастать, если температура будет опускаться ниже и достигнет, например - 80 градусов С. Но к счастью на Земле это практически невозможно.
Именно поэтому, на других планетах возможна подледная жизнь, которую так сложно распознать с Земли.