ja siitä aiheutuvat ominaisuudet Jään ja lumen rakenne ja siitä aiheutuvat ominaisuudet

Vesi, H2O Vesimolekyyli koostuu kahdesta vety –ja yhdestä happiatomista. Vesi on poolinen molekyyli , mikä aiheuttaa vesimolekyylien välille vetysidoksia Vetysidokset: vesimolekyylien osittaisvarausten välillä oleva sähköinen vetovoima

Veden rakenne Vetysidos H O 1. Vetysidos Kahden vesimolekyylien välille syntyy vahva vetysidos Kuvan hapella on osittainen negatiivinen varaus, koska happimolekyyli vetää vetyjen elektroneja lähemmäs ydintä. Vedyille syntyy puolestaan osittainen positiivinen varaus. 2. H O

Jää Jää on veden kiinteä olomuoto. Vesi muuttaa olomuotoaan nesteestä kiinteäksi (jääksi) 0 °C:ssa. Yleensä kiinteän aineen tiheys on suurempi kuin nesteen. Veden tiheys jäänä on on kuitenkin pienempi, kuin nesteenä.  jäällä on harva rakenne. Kuvan kidehila on säännöllisen muotoinen ja yllättävän vahva sidoksistaan. Jään sulaessa harva rakennelma sortuu, jolloin molekyylit pääsevät lähemmäs toisiaan  vedestä tulee tiheämpi. Vesi on tiheimmillään +4 °C:ssa.

Veden jäätyminen Vesi vaatii jäätyessään suuremman kidehilan, kuin nesteenä. Kidehilassa atomit värähtelevät hieman, mutta eivät siirry pois paikoiltaan, kuten nesteessä. Veden jäätyminen on eksoterminen reaktio. Jään sulaminen on siis endoterminen reaktio, koska sulaminen kuluttaa lämpöä. Veden ja yleisesti järvien jäätymiseen tarvitaan 0 °C tai sitä matalampi lämpötila. Veden jäätymispistettä saadaan muutettua epäpuhtauksilla ja kemikaaleilla.

Järvien jäätyminen Järvien jäätymisessä syntyy veteen pitkiä jääneulasia, joiden väliin alkaa pikkuhiljaa syntyä ohuita jääkiteitä. Mitä suurempi, syvempi tai nopeammin virtaava järvi, sitä huonommin järven vesi jäätyy. Virtaavassa vedessä jäähiukkaset ovat jatkuvasti liikkeessä, joten ne eivät pysty kunnolla kiinnittymään yhtenäiseksi jääksi. Syvissä järvissä veden lämpötila jään alla on noin 0 °C. Järven pohjassa vesi on +4 °C. Tihein 4 asteinen lämmin vesi painuu järven pohjaan, koska se on painavampaa kuin kylmä vesi. Meri jäätyy vasta selvästi alle 0 °C, koska meren suolat pudottavat jäätymispistettä. Meren jäätyminen alkaa kivien ja yleisemmin pohjan pinnoilta. Jäähtynyt merivesi voi mennä pohjaan jäätymään tai sitoutua jääkiteisiin. Tämä jäätymistyyli tekee meren jäästä hauraamman kuin järven jäästä.

Jään hyödyntäminen Jäätä hyödynnetään nykyään useassa eri asiassa, etenkin urheilussa. Jääkiekossa, kelkkailussa, pilkkimisessä, luistelussa, surffaamisessa jäällä ja monessa muussa eri urheilulajissa. Luistelussa, kelkkailussa ja jääkiekossa jää tarjoaa mainion liukkaan alustan vauhdin hurman kokemiseen. Jäähallien jäädytyslaitteistossa käytetään ammoniakkia. Pilkkimisessä jään kovasta rakenteesta on hyvä apu, jotta kairalla voi porata jäähän reiän. Samalla voi ihmetellä kuinka jää kannattaa ihmismassan. Jää on tietenkin myös mainio kulkureitti. Järvien poikki matkaaminen käy helposti jääteitse.

Lumen rakenne Lumen syntymiseen tarvitaan ilmakehässä jälleen alle 0 °C. Lumikide rakentuu ilmakehässä olevan pölyhiukkasen ympärille kuusikulmiomaiseen muotoon. Lumikiteen muoto vaihtelee lämpötilan mukaan. Alle 10 asteen pakkasilla lumikiteet ovat litteitä hiutaleita. Yli 21 asteen pakkasilla lumikiteistä tulee neulamaisia. Ilman kosteuden lisäännyttyä hiutaleiden koko kasvaa.

Lumen rakennetyyppejä Vastasatanut lumi on kevyttä. Viikkojen päästä lumihiutaleet menettävät muotonsa ja lumesta tulee möhkälemäistä, tällöin lumi pystyy varastoitumaan tiiviimmin. Hankikelillä lumihiutaleet ovat ovat lumenpinnasta sulaneet yhteen, jolloin lumi koostuu pääosin jääpalasista. Vastasatanut lumi heijastaa n. 90% siihen kohdistuvasta valosta. Suojasään lumi heijastaa ainoastaan n.30% siihen kohdistuvasta valosta.

Lumen hyödyntäminen Lunta hyödynnetään erittäin paljon nykypäivänä. Lunta käytetään hyväksi monissa talviurheilulajeissa kuten: hiihto, laskettelussa, lumilautailussa , alppilajeissa, mäkihypyssä, moottorikelkkailussa, mäenlaskussa, koiravaljakkoajelussa yms. Moottorikelkka ja sukset ovat mainioita kulkuvälineitä lumessa liikkuvalle. Myös lumikengät auttavat kulun erittäin hankalissa ja syvälumisissakin paikoissa. Etenkin hiihdossa lumen keväisin esiintyvää jäämäistä pintaa kannattaa hyödyntää. Luisto on silloin mitä parhain. Lumi on mainio ystävä lapsille. Mitä olisikaan talvi ilman lumisotaa, lumiukon tai lumilinnan rakentamista.