چرا یخ لوله ها را می ترکاند؟
بسیاری از دانش آموزان که به دبیرستان می روند شکایت دارند از اینکه «چرا باید من فیزیک و دروس علمی بیاموزم»، من هرگز از این مطالب استفاده نخواهم کرد. البته این عده در این باره سخت در اشتباهند که می گویند:«از فیزیک و علوم استفاده نمی کنیم». حقیقت آن است که ما این دانشها را چه بدانیم، چه ندانیم به اجبار قوانین فیزیک را در زندگی روزانه خود بارها مورد استفاده قرار می دهیم.
هر کسی در ناحیه ای زندگی می کند که هوا در زمستان سرد می شود، می داند که در رادیاتور اتومبیلش باید ضدیخ بریزد و هنگام شب تمام لوله ها را بسته و آب آنها را خالی نماید و همچنین می داند که اگر این کار را نکند، رادیاتور، ترک خورده و لوله ها خواهند شکست. قوانین فیزیک دلایل این اتفاقات را روشن می سازد.
مثلا” وقتی بیشتر مواد از حالت مایع به جامد تبدیل می شوند، آنها به اصطلاح منقبض می گردند. ولی در مورد آب عکس این قضیه صادق است (یعنی آب به عوض جمع شدن و انقباض، منبسط می گردد. این درجه انبساط هم مقدار زیادی نیست، بلکه در حدود یک نهم حجم خودش منبسط می شود).
یعنی اگر شما 9 لیتر آب داشته باشید وقتی یخ ببندد، در عوض ده لیتر یخ منجمد خواهید داشت. حالا آبی را که در رادیاتور یک اتومبیل یا در یک لوله است مجسم کنید که یخ ببندد. مسلم است که ده کوارت یخ جای بیشتری از نه کوارت آب لازم خواهد داشت. ولی لوله های رادیاتور و لوله ی آب نمی تواند کش بیاید، بنابراین جای اضافی نخواهد بود و به این ترتیب وقتی آب یخ بست، برای باز کردن جای بیشتری لوله را خواهد ترکانید.
یکی از نکات حیرت انگیز درباره ی این پدیده ی طبیعت، قدرت زیاد آن است. در جاهایی نظیر فنلاند از این قدرت عملا” استفاده می شود و این کار به این طریق انجام می شود: در سنگ تراشی ها، ترکهای بین سنگها را از آب پر کرده و می گذارند یخ بزند.
آب یخ بسته مثل گوه ی هیزم شکنان عمل کرده سنگها را خرد می کند و تخته سنگهای بزرگ به این ترتیب بوسیله ی نیروی یخ زدگی (انجماد) از یکدیگر جدا شده و می شکنند.
با اینکه یخ به فضای بیشتری احتیاج دارد، از آب سبکتر بوده و در روی آن شناور می شود و به همین دلیل است که آبهای متراکم و زیاد، یخ نزده و منجمد نمی شوند. یک لایه ی یخ که در روی آب می بندد، آبهای زیر را محافظت می کند.
منبع: کتاب به من بگو چرا – جلد 7