i

Aktuální číslo:

2026/10

Téma měsíce:

Spojení

Obálka čísla

Napětí skryté v ledu

 |  27. 4. 2026
 |  Vesmír 105, 276, 2026/5

V létě si jistě mnozí z nás užijeme pár kostek ledu ve sklenici dobrého pití. Málokdo si při vkládání nádobky s vodou do mrazáku pomyslí, že za pár hodin může v nádobce vzniknout elektrické napětí až desítek voltů. Kde se bere?

Začnu v polovině čtyřicátých let minulého století, kdy v Evropě stále dozníval největší konflikt moderních dějin – druhá světová válka. Na druhé straně světa, v Brazílii, si místní fyzik Joaquim da Costa Ribeiro všiml, že při krystalizaci různých izolantů (dielektrik) vzniká elektrické napětí. Mezi mnoha zvláštními látkami, které proměřil, byla i jedna zcela běžná a dobře známá – voda. I ta vykazovala vznik nezanedbatelného napětí mezi kapalinou a ledem během mrazení. Krátce po válce, na přelomu čtyřicátých a padesátých let, dvojice výzkumníků Everly J. Workman a Stephen E. Reynolds zkoumala bouře a snažila se vysvětlit vznik blesků s využitím pozorování zmíněného Brazilce da Costy Ribeira. Dvojice mrazila velice zředěné roztoky anorganických solí a zjistila, že při krystalizaci ledu vzniká na pomezí s roztokem napětí až kolem šedesáti voltů. Právě díky této jejich práci dnes jev známe pod jménem Workmanův-Reynoldsův jev.

Při chlazení začne v tekuté vodě po chvíli krystalizovat led. Ve většině odborných knih a článků autoři tvrdí, že tento led krystalizuje naprosto čistý. Není to ale pravda. Na rozdíl od vody, která je výborným rozpouštědlem, je led jejím přesným opakem. Občas se však stane, že se některá nabitá částice (ion) dokáže zabudovat do krystalu ledu. Během mrazení rostoucí krystal tlačí ionty před sebou, což zvyšuje jejich lokální koncentraci na rozhraní krystal-roztok. Stoupá tím i pravděpodobnost, že rostoucí led nedokáže ionty „odtlačit“, ale zachytí je a zabuduje do své struktury.

Nyní vidíte 23 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném →
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Chemie

O autorovi

Radim Štůsek

Mgr. Radim Štůsek (*2000) vystudoval fyzikální chemii na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity v Brně, kde se v rámci doktorského studia věnuje výzkumu ledu a vlastností roztoků v něm koncentrovaných.
Štůsek Radim

Doporučujeme

Jak se bakterie oddávají sexu?

Jak se bakterie oddávají sexu? uzamčeno

Pavel Payne  |  29. 9. 2026
Srovnání bakteriálních genomů ukázalo, že homologní rekombinace je u bakterií překvapivě častá. Známé mechanismy přenosu DNA však samy o sobě...
Pravidla buněčné spolupráce

Pravidla buněčné spolupráce

Jan Černý  |  29. 9. 2026
Buňky vznikly i díky tomu, že se membránou oddělily od okolního světa. Teprve když některé z těchto hranic začaly být řízeně prostupné, objevil se...
Cesta do Tibetu jako nástroj propagandy

Cesta do Tibetu jako nástroj propagandy uzamčeno

Jarmila Ptáčková  |  29. 9. 2026
V očekávání většiny cestujících do Tibetu se pravděpodobně objevují zasněžené hory, prastaré kláštery a tmavorudá roucha buddhistických mnichů....