Záhada ľadových hrotov

Záhada ľadových hrotov

fotka od Edwin Anderton /flickr/ CC BY-NC-SA 2.0

Možno ste videli ľadovú štruktúru podobnú stalagmitu, ktorá vyčnievala z vašej misky na kocky ľadu, alebo ste boli svedkami palca zamrznutej vody vyčnievajúceho z vášho vonkajšieho kúpeľa pre vtáky, ako na fotografii vyššie. Zamrznutý útvar je známy ako „ ľadový hrot .“ Edwyn Anderton, lektor vedeckého vzdelávania, natrafil v jedno chladné ráno v anglickom Sheffielde na túto vo svojej záhrade. Hovorí, že hrot meral takmer štyri palce.

Hoci k ľadovým špičkám dochádza často, nikto si nie je celkom istý prečo, hovorí profesor fyziky Caltech Kenneth Libbrecht, ktorý uskutočnil štúdium na ľadových hrotoch v roku 2003. Prizval študenta, aby zmrazil plastové misky na ľad s vodou v internátnych mrazničkách okolo kampusu, a tím skúmal, ako premenné ako teplota, pohyb vzduchu a slanosť ovplyvňujú tvorbu ľadových hrotov.

Libbrecht hovorí, že ľadové hroty sa zrejme prejavujú takto: Keď voda zamrzne vo vnútri, povedzme, misky na ľadové kocky, vrchná časť tekutiny najskôr stuhne, pričom občas zostane na povrchu jedno miesto, kde sa ľad hneď nevytvorí. Voda naďalej zamŕza zhora nadol, a pretože voda sa pri zamŕzaní rozširuje, ľad nakoniec vytlačí zvyšnú kvapalinu cez tento otvor – podobne ako láva stúpajúca cez sopku. Namiesto toho, aby vytryskla cez okraj ako láva, voda začne cez dieru zamŕzať a vytvorí hrot.

Libbrechtov experiment zistil, že -7 stupňov Celzia (približne 20 stupňov Fahrenheita) bolo približne najvyššou teplotou pre tvorbu ľadových klasov – hocikedy chladnejšie a nevytvárali sa žiadne hroty; teplejšie a voda by nestuhla dostatočne rýchlo, aby vytvorila hroty. Cirkulácia vzduchu – bežná v moderných mrazničkách na zabránenie mrazu – tiež prispela k vyššej pravdepodobnosti vzniku ľadových špičiek.

Najvplyvnejšou premennou pri tvorbe ľadových špičiek je však s najväčšou pravdepodobnosťou čistota samotnej vody, hovorí Libbrecht. V jeho experimente pridanie soli do destilovanej vody znížilo pravdepodobnosť vzniku ľadových hrotov, zatiaľ čo bežná voda z vodovodu – ktorá v sebe rozpustila soľ – nevytvárala ľadové hroty vôbec. Čistá destilovaná voda, na druhej strane, pravidelnejšie prinášala ľadové hroty, aj keď stále nepredvídateľne, hovorí Libbrecht.

Zaujíma vás, či dokážete vytvoriť ľadový hrot? Vyskúšajte svoj vlastný experiment s použitím formičiek na ľad alebo misky naplnenej vodou. (Tip: Pamätajte, aké premenné ovplyvnili tvorbu ľadových hrotov v Libbrechtovom experimente.) Pozrite si niekoľko odoslaných fotografií.


Máte na očiach Sci Candy?

Fotografia vydá za tisíc slov – alebo možno aj Sci Candy. Nominujte obrázok, ktorý by sme chceli preskúmať! Email scicandy@sciencefriday.com .