میخهای یخی

میخهای یخی ساختارهای یخی عجیبی هستند که گاهی اوقات در ظرفهای یخسازی پدید می‌آیند. این شکلهای میخ مانند فقط از جنس یخ هستند و پدید آمدنشان به دلیل یک اتفاق فیزیکی جالب است. به این عکسها نگاه کنید. این ظرفهای یخ در فریزرهای معمولی خانگی قرار داشته اند. ببینید که شکل میخهای یخی چقدر شبیه استالاگمیت های آهکی موجود در غارهاست. اما در فریزر، مثل غار، ریزش آب وجود ندارد که دلیل پیدایش این میخها باشد.

می‌خواهید شما هم از این میخها درست کنید؟ ساده است، ظرف یخ را بردارید و آنرا از آب مقطر پر کنید و توی فریزر بگذارید!

اما چرا چنین شکلهایی درست می‌شوند؟ وجود میخها در اثر فرآیند یخ بستن آب است. موقع یخ بستن، ابتدا لایه سطحی نزدیک به دیوارهای ظرف سرد شده و یخ می‌بندد. یخ از سوی گوشه‌ها و دیواره‌ها شروع می‌شود و رشد می‌کند تا این جبهه های یخی به وسط ظرف می‌رسد و فقط یک سوراخ کوچک یخ نبسته در سطح آب ظرف با قی می‌ماند.

در همین زمان که سطح آب در حال انجماد است، در گوشه‌ها و دیوارهای ظرف مقدار بیشتری آب یخ می‌زند و چون آب منجمد انبساط پیدا می‌کند، یخ موجود در زیر سطح به آب فشار وارد می‌کند تا از سوراخ بیرون بزند. (شکل زیر را ببینید) اگر شرایط فراهم باشد، آب از سوراخ بیرون می‌زند و به شکل میخ یخ می‌زند. درست همان طور که گدازه از زمین بیرون می‌ریزد. البته گدازه در اطراف آتشفشان جاری می‌شود اما میخ یخی، صاف بیرون می‌زند و گاهی ارتفاع ستون یخی به 60 میلی متر هم می‌رسد.

اما چرا در ظرفی معمولی یخ ما چنین پدیده ای دیده نمی شود؟ دلیل وجود املاح و نمکهایی است که به طور معمول در آب شیر وجود دارند. وجود فقط مقدار اندکی نمک احتمال رخ دادن این پدیده را به کلی از بین می‌برد. به این نمودار نگاه کنید که احتمال پدید آمدن میخی را به شکل تابعی از غلظت نمک در آب نشان می‌دهد.

دما هم در موفقیت آزمایش اهمیت زیادی دارد. بهترین دما اندکی زیر نقطه انجماد است. در دماهای خیلی پایین سوراخ زود بسته شده و میخ درست نمی شود. بنابراین دمای فریزرتان نباید خیلی خیلی پایین باشد.

حالا به این سوال پاسخ بدهید: اگر یک پنکه در فریزرمان بگذاریم، میخی یخی زودتر تشکیل می‌شود یا دیرتر؟

تماشاکردن دانه های برف، در سرمای محیط بیرون از خانه، ممکن است عواقبی مثل سرماخوردگی در پی داشته باشد. اما می‌شود بلورهای برف تازه را طوری نگهداری کرد که در خانه هم قابل تماشا باشند. روش این کار به روش ساخته شدن فسیل شباهت زیادی دارد. برای همین اسمش را "فسیل برفی" می‌گذاریم.

برای درست کردن فسیل برفی دو راه وجود دارد: راه سخت و با دقت و راه آسانتر

یک راه معمول، درست کردن نمونه های پلاستیکی از بلورهای برف است. برای این کار هم به حدود یک گرم زرین پلی وینیل استال با نام تجاری فرموار و هم به 100 میلی لیتر دی کلرید اتیلن احتیاج دارید تا یک معلول رقیق بسازید. بعد باید روی یک تیغه شیشه ای را به این محلول آغشته کنید و آن را تا زیر صفر درجه، سرد کنید. دقت کنید که اینها مواد شیمیایی هستند و برای بدن زیانبارند. بعد از این کار، تیغه را زیر بارش برف بگیرید. بعد از اینکه چند دانه برف شکار کردید، تیغه را در جای سردی بگذارید تا حلال آن تبخیر شود و بپرد. این کار حدودا پنج دقیقه زمان می‌برد. بعد از خشک شدن تیغه، آن را گرم کنید. آب محبوس در پلاستیک بیرون می‌رود و شما می‌توانید جای پای بلور را ببینید. همه این مراحل را باید با صبر و حوصله انجام دهید تا شکل بلور دچار تغییر نشود.

یک راه ساده و موثر دیگر استفاده از اسپری رنگ شفاف اکریلیک است که می‌توان آن را به راحتی از مغازه‌ها خرید. باید اسپری را در محل سردی نگه داشت. بعد از آن به روی بلورها پاشید. البته بسیار آهسته و با مقدار کم تا حلال موجود در رنگ، بلورها را آب نکند. برای رسیدن به بهترین نتیجه بهتر است یک تیغه شیشه ای را با رنگ اکریلیک پوشش دهیم و دانه های برف را با آن بگیریم و بعد دوباره از اسپری استفاده کنیم تصویر زیر، نمونه ای است که به همین روش تهیه شده است.

اگر یخچال ندارید، وسیله ندارید و یا فقط حال ندارید؛ این یکی را امتحان کنید.

مترجم:ساناز فرهنگی