Een unieke eigenschap van ijs is dat het bij een temperatuur van 0 graden ca. 10% lagere dichtheid heeft dan vloeibaar water. In de thermodynamica heeft de lage dichtheid van ijs tot gevolg dat het onder hogere druk een lagere smelttemperatuur heeft; een vrij unieke eigenschap. Die eigenschap heeft gevolgen bij het schaatsen. De druk van ijsschaatsen doet het ijs smelten zelfs bij temperaturen onder de 0 °C, waardoor een waterlaagje ontstaat tussen de schaatsen en het ijs, wat de gladheid bevordert. Deze verklaring is echter onvolledig. De druk die wordt gecreëerd bij ijsschaatsen is niet groot genoeg om het schaatsen bij bijvoorbeeld -7 °C te verklaren. Een andere mogelijke verklaring is het feit dat de dunne luchtlaag (enkele moleculen dik) tussen schaats en ijs als een soort vloeistof beschouwd kan worden.
De lagere dichtheid van ijs heeft als gevolg dat ijs op water blijft drijven, en daardoor een isolerende laag vormt die ondiep water in de winter voor totale bevriezing behoedt.
De lagere dichtheid van ijs heeft als gevolg dat ijs op water blijft drijven, en daardoor een isolerende laag vormt die ondiep water in de winter voor totale bevriezing behoedt.
De watertemperatuur
De temperatuur moet eerst overal in het water dalen tot 4 graden, daarna pas kan er ijs ontstaan. Beneden die magische grens openbaart zich een wonderlijke eigenschap van water: het koudste water wordt minder dicht en komt bovendrijven, het warmere zinkt. Vandaar dat er na een paar nachten vorst vaak nog geen ijs ligt: het water is dan nog aan het afkoelen.
Droge lucht
Droge lucht zorgt ervoor dat er sneller energie wordt onttrokken aan het ijs en aan het water eronder. Een vereiste, want aangroeien van ijs komt er technisch gezien op neer dat watermoleculen vlak onder de ijsvloer hun energie afstaan en in hun ijskristal gaan zitten. Ook kou, wind en het ontbreken van wolken dragen ertoe bij dat er via het ijs energie uit de bevroren sloot ontsnapt.
Neerslag
Sneeuw isoleert, waardoor het water zijn energie niet kan afgeven. Foute boel. Vegen, schuiven, weg dat spul.
Beweging
De grootste vijand van het aangroeiende ijsvloertje loert op de bodem, waar het warmere water zit. Niet omroeren dus! Vandaar dat de gemalen uit moeten, en stromend water niet bevriest. Ook in ondiepe slootjes groeit ijs moeizamer: de warmere lagen zitten er ondieper en worden gevoed door warmte uit de bodem.
Wind
Tweekoppig monster. Ligt er eenmaal ijs, dan helpt wind energie af te voeren, wat de ijsgroei bevordert. Maar draait de wind, dan wordt het ijs opeens vanuit een andere hoek aangeblazen. Vooral grotere ijsvlakten vervormen daardoor. Gevolg: het water eronder beroert zich en het warmere water komt naar boven. Slecht voor het ijs.
Strenge vorst
Strenge vorst moet het ijs net dat beetje extra dikte geven. Want hoe dikker het ijs wordt, des te lastiger is het voor het onderliggende water om zijn energie af te geven en ijs te worden. Er is dus steeds méér vorst nodig. Voor het schaatsen is behalve langdurige daarom ook een paar nachten strenge vorst vereist, als finishing touch.
Zijn er vuistregels om te schatten hoe snel het ijs groeit?
Uit hetgeen boven is beschreven, zal duidelijk zijn dat het niet makkelijk is om precies de groei van ijs is te berekenen. Dhr. Wessels en de Bruin van het KNMI hebben vanaf 1982 een ijsgroeimodel ingevoerd dat redelijk goed voldoet en binnen 1 graad Celsius zelfs correct is. De ijsdikten worden met een afwijking van 10% of minder vrij goed benaderd. Een vuistregel die u overigens met de grootste voorzichtigheid kunt gebruiken is: elke nacht met 5 graden vorst is gemiddeld 1 cm ijsgroei.
De eerste nachten zullen wat dikker ijs opleveren, na de eerste paar nachten zal het zoals beschreven langzamer gaan zodat gemiddeld de regel redelijk uitkomt. Voorbeeld: u meet de achtereenvolgende 7 nachten de volgende minimumtemperaturen: -2, -4, -5, -7, -5, -9, -8. Als u deze waarden optelt en door -5 deelt komt u uit op een ijsdikte van 8 cm
De temperatuur moet eerst overal in het water dalen tot 4 graden, daarna pas kan er ijs ontstaan. Beneden die magische grens openbaart zich een wonderlijke eigenschap van water: het koudste water wordt minder dicht en komt bovendrijven, het warmere zinkt. Vandaar dat er na een paar nachten vorst vaak nog geen ijs ligt: het water is dan nog aan het afkoelen.
Droge lucht
Droge lucht zorgt ervoor dat er sneller energie wordt onttrokken aan het ijs en aan het water eronder. Een vereiste, want aangroeien van ijs komt er technisch gezien op neer dat watermoleculen vlak onder de ijsvloer hun energie afstaan en in hun ijskristal gaan zitten. Ook kou, wind en het ontbreken van wolken dragen ertoe bij dat er via het ijs energie uit de bevroren sloot ontsnapt.
Neerslag
Sneeuw isoleert, waardoor het water zijn energie niet kan afgeven. Foute boel. Vegen, schuiven, weg dat spul.
Beweging
De grootste vijand van het aangroeiende ijsvloertje loert op de bodem, waar het warmere water zit. Niet omroeren dus! Vandaar dat de gemalen uit moeten, en stromend water niet bevriest. Ook in ondiepe slootjes groeit ijs moeizamer: de warmere lagen zitten er ondieper en worden gevoed door warmte uit de bodem.
Wind
Tweekoppig monster. Ligt er eenmaal ijs, dan helpt wind energie af te voeren, wat de ijsgroei bevordert. Maar draait de wind, dan wordt het ijs opeens vanuit een andere hoek aangeblazen. Vooral grotere ijsvlakten vervormen daardoor. Gevolg: het water eronder beroert zich en het warmere water komt naar boven. Slecht voor het ijs.
Strenge vorst
Strenge vorst moet het ijs net dat beetje extra dikte geven. Want hoe dikker het ijs wordt, des te lastiger is het voor het onderliggende water om zijn energie af te geven en ijs te worden. Er is dus steeds méér vorst nodig. Voor het schaatsen is behalve langdurige daarom ook een paar nachten strenge vorst vereist, als finishing touch.
Zijn er vuistregels om te schatten hoe snel het ijs groeit?
Uit hetgeen boven is beschreven, zal duidelijk zijn dat het niet makkelijk is om precies de groei van ijs is te berekenen. Dhr. Wessels en de Bruin van het KNMI hebben vanaf 1982 een ijsgroeimodel ingevoerd dat redelijk goed voldoet en binnen 1 graad Celsius zelfs correct is. De ijsdikten worden met een afwijking van 10% of minder vrij goed benaderd. Een vuistregel die u overigens met de grootste voorzichtigheid kunt gebruiken is: elke nacht met 5 graden vorst is gemiddeld 1 cm ijsgroei.
De eerste nachten zullen wat dikker ijs opleveren, na de eerste paar nachten zal het zoals beschreven langzamer gaan zodat gemiddeld de regel redelijk uitkomt. Voorbeeld: u meet de achtereenvolgende 7 nachten de volgende minimumtemperaturen: -2, -4, -5, -7, -5, -9, -8. Als u deze waarden optelt en door -5 deelt komt u uit op een ijsdikte van 8 cm
Eigenschappen van het ijs: Sterkte
Wanneer kan ijs mij houden? Het is niet altijd zo dat ijs een vaste minimale dikte moet hebben. Ook de kwaliteit bepaalt de sterkte en draagkracht van het ijs. Meer ingesloten lucht veroorzaakt een grotere broosheid en dus minder sterk ijs. Hoe helderder het ijs van kleur is, hoe steviger het is en hoe meer draagkracht het heeft.
Gemiddeld mag je uitgaan van een minimale dikte van 7 á 8 cm helder ijs. 14 cm ijs kan een kleine auto houden, een vrachtwagen of een grote mensenmenigte bij 30 cm en een treinstel blijft staan op een ijsvloer van ongeveer 45 cm.
Zoals eerder geconstateerd, er zijn vele factoren die grote invloed hebben op de vorming en kwaliteit van natuurijs. Hoe dat je het ook bekijkt, moeder de natuur blijft ons de baas.
bronnen:
Wikipedia
de Volkskrant 1.'13
KNMI
Meteonet
Wanneer kan ijs mij houden? Het is niet altijd zo dat ijs een vaste minimale dikte moet hebben. Ook de kwaliteit bepaalt de sterkte en draagkracht van het ijs. Meer ingesloten lucht veroorzaakt een grotere broosheid en dus minder sterk ijs. Hoe helderder het ijs van kleur is, hoe steviger het is en hoe meer draagkracht het heeft.
Gemiddeld mag je uitgaan van een minimale dikte van 7 á 8 cm helder ijs. 14 cm ijs kan een kleine auto houden, een vrachtwagen of een grote mensenmenigte bij 30 cm en een treinstel blijft staan op een ijsvloer van ongeveer 45 cm.
Zoals eerder geconstateerd, er zijn vele factoren die grote invloed hebben op de vorming en kwaliteit van natuurijs. Hoe dat je het ook bekijkt, moeder de natuur blijft ons de baas.
bronnen:
Wikipedia
de Volkskrant 1.'13
KNMI
Meteonet
- privacy -