Vee liikumised
Osalt tänu molekulaarsetele omadustele, on veele iseloomulikud ka rohkearvulised liikumisvormid (Joonis 59).
Jooniselt on hästi näha, et molekulaarste liikumiste kestus on murdosa sekundist ja läbitav distants mõõdetav vaid nanomeetritega. Teisalt hõlmab veeringe Maa erinevad sfäärid ja pikkusmastaap on tuhandetes kilomeetrites ning aega võib selleks kuluda sadu aastaid.
Molekulaarne liikumine (vt. juuresolevat videot), mis on rohkem tuntud Browni või soojusliikumisena, on lühiajaline liikumisvorm, kus molekulid kas võnguvad, liiguvad hüppeliselt edasi ja põrkuvad naabermolekulidega. Browni liikumine on otseselt seotud veetemperatuuriga - mida kõrgem see on, seda kiiremini molekulid liiguvad. Kuigi molekulide liikumiskiirus võib olla rohkem kui 100 m/s, jääb see midevate põrkumiste tõttu naabermolekulidega võrdlemisi tagasihoidlikuks (50 nm/s).
|
|
See on ka põhjuseks miks lahustunud ainete ja gaaside difusioon vees on üliaeglane.
Suuremas ruumilises skaalas võib vee voolamine olla kas laminaarne või turbulentne. Laminaarse voolu korral on vee liikumiskiirus väike, voolujooned paralleelsed ja vool on korrapärane. Laminaarne vool toimub järvedes näiteks sette ja vee piirpinnal või ainuraksete organismide ümber. Viimane on oluline hüdrodünaamilise avastamise vältimiseks vaenlaste poolt. Teatud kriitilise kiiruse juures hakkab hõõrdumine põhjustama keeriseid ja vool muutub turbulentseks e. keeriseliseks. Sama nähtus on jälgitav õhu liikumisel veepinna kohal või kahe erineva tihedusega veekihi liikumisel teineteise suhtes. Kriitilise kiiruse ületamisel tekivad kahe erineva tihedusega keskkonna piirpinnal esialgu lained, mis amplituudi kasvades lähevad üle keeristeks (murdlained). Üleminekut laminaarselt voolamiselt turbulentsele iseloomustab nn Reynoldsi arv:
Suuremas ruumilises skaalas võib vee voolamine olla kas laminaarne või turbulentne. Laminaarse voolu korral on vee liikumiskiirus väike, voolujooned paralleelsed ja vool on korrapärane. Laminaarne vool toimub järvedes näiteks sette ja vee piirpinnal või ainuraksete organismide ümber. Viimane on oluline hüdrodünaamilise avastamise vältimiseks vaenlaste poolt. Teatud kriitilise kiiruse juures hakkab hõõrdumine põhjustama keeriseid ja vool muutub turbulentseks e. keeriseliseks. Sama nähtus on jälgitav õhu liikumisel veepinna kohal või kahe erineva tihedusega veekihi liikumisel teineteise suhtes. Kriitilise kiiruse ületamisel tekivad kahe erineva tihedusega keskkonna piirpinnal esialgu lained, mis amplituudi kasvades lähevad üle keeristeks (murdlained). Üleminekut laminaarselt voolamiselt turbulentsele iseloomustab nn Reynoldsi arv:
Re – Reynoldsi arv
U – karakteristlik voolukiirus
L - voolamise pikkusmastaap
v – kinemaatiline viskoossusReynoldis arvu kriitiline väärtus on vahemikus 2300-4000. Kuna vee turbulentsi tekitavaks kriitilises kiiruseks on juba paar mm/sek, siis looduslikes veekogudes laminaarne vool pigem erand kui reegel.
Peamiseks liikumapanevaks jõuks veeringes on vee soojenemine ja aurumine päikesekiirguse toimel, mille käigus ookeanidest auruv vesi langeb sademetena tagasi ookeani või maismaale ning voolates kõrgemalt madalamale, vabaneb aurustumisel talletunud potentsiaalne energia. Tuul tekitab pinnalaineid ja segunemist järvede ning veehoidlates ja taolisel vee liikumisel on väga suur mõju organismidele. Coriolise jõud on oluline ookeanide, merede ja suurte järvede puhul ning seotud on see Maa pöörlemisega. Veemass liikudes põhja või lõuna suunas, kaldub oma teelt kõrvale, kuna Maa tema all pöörleb. Ja lõpuks on olulised vee liigutajad ka organismid. Näiteks põhjaloomastik intensiivistab vee vahetumist setetes ning seeläbi satuvad vette ka setetes sisalduvad ained. Inimene aeglustavad paise ehitades vee liikumist, samas kanalite rajamine vastupidi jälle intensiivistab vee voolamise kiirust.
Peamised vee liikumisviisid võib kõige üldisemalt jagada suunatud liikumisteks e. hoovusteks ning perioodilisteks liikumisteks e. laineteks.
U – karakteristlik voolukiirus
L - voolamise pikkusmastaap
v – kinemaatiline viskoossusReynoldis arvu kriitiline väärtus on vahemikus 2300-4000. Kuna vee turbulentsi tekitavaks kriitilises kiiruseks on juba paar mm/sek, siis looduslikes veekogudes laminaarne vool pigem erand kui reegel.
Peamiseks liikumapanevaks jõuks veeringes on vee soojenemine ja aurumine päikesekiirguse toimel, mille käigus ookeanidest auruv vesi langeb sademetena tagasi ookeani või maismaale ning voolates kõrgemalt madalamale, vabaneb aurustumisel talletunud potentsiaalne energia. Tuul tekitab pinnalaineid ja segunemist järvede ning veehoidlates ja taolisel vee liikumisel on väga suur mõju organismidele. Coriolise jõud on oluline ookeanide, merede ja suurte järvede puhul ning seotud on see Maa pöörlemisega. Veemass liikudes põhja või lõuna suunas, kaldub oma teelt kõrvale, kuna Maa tema all pöörleb. Ja lõpuks on olulised vee liigutajad ka organismid. Näiteks põhjaloomastik intensiivistab vee vahetumist setetes ning seeläbi satuvad vette ka setetes sisalduvad ained. Inimene aeglustavad paise ehitades vee liikumist, samas kanalite rajamine vastupidi jälle intensiivistab vee voolamise kiirust.
Peamised vee liikumisviisid võib kõige üldisemalt jagada suunatud liikumisteks e. hoovusteks ning perioodilisteks liikumisteks e. laineteks.