Na półkuli północnej zrobiło się chłodniej. Znowu nadeszła jesień, a zima wróci tutaj 21 grudnia 2018 roku. Wraz z tymi porami roku pojawiają się wyzwania. Na przykład, jeśli istnieje termin gwarantujący właścicielom samochodów utratę opanowania, jest to „ czarny lód ”. National Weather Service definiuje to jako „nieregularny lód na drogach lub innych powierzchniach transportowych, których nie można łatwo zobaczyć”.
Dla ludzkiego oka to wszystko, ale niewidoczne. Czarny lód nie jest tak naprawdę czarny; jest przezroczysty. Materiał wygląda na czarny tylko wtedy, gdy pokrywa warstwę kruczoczarnego chodnika. Wypadki zdarzają się, gdy kierowcy, ślepi na niebezpieczeństwo, kierują samochodami po lodzie i tracą przyczepność.
Inne rodzaje lodu są łatwiejsze do zobaczenia. Bez wątpienia zauważyłeś, że kostki lodu domowej roboty zwykle wyglądają w środku mętnie i nieprzejrzysto, jak białawe bloki waty cukrowej. Kontrastuje to z przerażającą przejrzystością czarnego lodu. Dlaczego czarny lód jest przezroczysty, a kostki w typowych tacach do lodu nie są?
Poczucie przejrzystości
Ciekła woda wydaje się klarowna. Dzieje się tak, ponieważ materiał nie pochłania większości światła widzialnego, które przez niego przechodzi. Jednak woda ma zwodniczą cechę: nieważne, jak świeża może się wydawać, nigdy nie jest w 100% czysta . Próbka H2O może zawierać pływające cząsteczki materii organicznej - glony, szczątki roślin itp. - wraz z zawieszonymi osadami, cząstkami pyłu lub drobinkami minerałów, takich jak wapń i wapno. Może również zawierać dużo rozpuszczonych gazów, takich jak tlen. (Bez wspomnianego tlenu ryby nie byłyby w stanie oddychać .) Gazy i zanieczyszczenia fizyczne są kluczem do zrozumienia, dlaczego te kostki lodu w dzbanku z lemoniadą są tak cholernie mętne.
Zobacz, kiedy woda zamarza , wewnętrzne zanieczyszczenia i pęcherzyki powietrza mogą się skoncentrować. Gromady blokują światło, powodując rozpraszanie wszystkich różnokolorowych częstotliwości widma światła widzialnego . Kiedy tak się dzieje, lód wygląda na biały i zachmurzony. Ale to nie zawsze się zdarza.
Chodzić po wodzie
W 2014 roku YouTuber Tomas Nunuk sfilmował siebie i towarzysza podróży spacerując po Velke Hincovo Pleso, głębokim słodkowodnym jeziorze w słowackich górach. Jego wideo stało się wirusowe, ponieważ pokazuje dwóch mężczyzn stojących na niewiarygodnie czystym lodzie; skały na dnie jeziora pod nimi są doskonale widoczne przez zamarzniętą wodę. Lód w filmie Nunuka był tak przezroczysty, że niektórzy widzowie YouTube zakładali, że materiał został sfałszowany. Ale Velke Hincovo Pleso jest bardzo realne, a kiedy jezioro zamarznie (jak to często bywa), lód na powierzchni może być krystalicznie czysty.
Aby uzyskać ten stopień przejrzystości, pokrywa lodowa musi być prawie całkowicie wolna od pęcherzyków powietrza i zanieczyszczeń. Są też inne wymagania . Lód składa się z kryształów - a kiedy H2O szybko zamarza, kryształy te wydają się być małe i liczne. To sprawia, że lód wygląda na bielszy, ponieważ kryształy mają odblaskowe powierzchnie. Więc jeśli jest więcej kryształów, będzie więcej odbić, co pomoże rozproszyć przychodzące światło. Z drugiej strony lód, który był powoli zamrażany, składa się z mniejszej liczby i większych kryształów . A te promują przejrzystość.
Podsumowując, lód stanie się przezroczysty i krystalicznie czysty tylko wtedy, gdy będzie wolno zamarzał i nie będzie zawierał zbyt wielu zanieczyszczeń ani kryształów. Słynny teraz film Tomasa Nunuka na YouTube jest studium przypadku tego, jak wygląda, gdy wszystkie te warunki są spełnione. W dniu swojej słowackiej wędrówki Velke Hincovo Pleso zwieńczono lodowatym kocem o grubości około 2 centymetrów (lub 0,78 cala). Woda musiała zamarzać stopniowo podczas spokojnego okresu bez silnych wiatrów, które mogły wrzucić gruz do jeziora lub wzburzyć wodę .
Problem z czarnym lodem i tacą
Widzimy to samo, co dzieje się w czarnym lodzie jezdni. Chociaż nie wszystkie te substancje pochodzą z tego samego źródła (może zaczynać się jako mgła , mgła, mżawka lub stopiony śnieg), zawsze zamarza powoli w okresach słabego wiatru, jest niezmiennie cienka i zawiera bardzo mało zanieczyszczeń. Dlatego czarny lód jest tak przezroczysty - i frustrujący dla kierowców.
Jednak pomimo niedogodności związanych z autostradami, przezroczysty lód nie jest tak powszechny w naturze jak biała, mętna odmiana. Istnieje wiele powodów, dla których dany kawałek lodu może nie być czysty. Część lodu składa się z opadłych płatków śniegu , których kanciaste kształty i nieregularne kryształy rozpraszają światło. Czasami woda po prostu szybko zamarza, powodując lód z mniejszymi kryształkami.
Sztuczny lód podlega tym samym prawom fizyki. Większość domowych tacek do lodu jest zaprojektowana do zamrażania małych bloków wody z zewnątrz do wewnątrz. Ma to efekt uboczny w postaci wypychania zanieczyszczeń w wodzie w kierunku środka każdej kostki. Gotowe produkty są zatem białe i zamglone w środku. Aby uzyskać wyraźniejsze, bardziej atrakcyjne kostki, niektóre restauracje używają drogich maszyn, które zamrażają wodę bardzo stopniowo i wyłącznie z jednej strony. To pozwala nieczystościom wydostać się na zewnątrz.
Na szczęście istnieje wiele tańszych sposobów wytwarzania przezroczystych kostek lodu. Jedna ze znanych sztuczek polega na wcześniejszym wygotowaniu wody, aby uwolnić ją z rozpuszczonych gazów przed rozpoczęciem procesu zamrażania.
TERAZ TO Fajne
Technicznie rzecz biorąc, woda nie jest bezbarwna (choć często na to wygląda). Wierz lub nie, płyn ma naturalny niebieskawy odcień , dzięki temu, że łatwiej pochłania czerwone, żółte i pomarańczowe światło niż niebieskie. Ale nasze ludzkie oczy mogą obserwować tę lazurową właściwość tylko w głębokich zbiornikach wodnych. To pomaga wyjaśnić, dlaczego ocean wygląda dla nas na niebieski, podczas gdy szklanki wody pitnej wydają się przezroczyste. Dlatego też duże, grube lodowce przybierają królewski odcień.
