Jää

See artikkel räägib tahkest veest; kuiva jää kohta vaata artiklit Kuiv jää; Jaan Kaplinski raamatu kohta vaata artiklit Jää ...

Jää rannal Jökulsárlóni lähedal, Islandil

Jää on vesi tahkes agregaatolekus.

Jääl on palju vorme. Madalatel rõhkudel on stabiilne jää I. Jää I on heksagonaalse kristallstruktuuriga ja seetõttu kaksikmurdev. Ta moodustab kergesti nõeljaid kristalle.

Jää I on hõredam kui vesi samadel rõhkudel. Madalatel rõhkudel ja sulamistemperatuuri lähedal on jää tihedus 917 kg/m³. Seetõttu alaneb jää I sulamistemperatuur rõhu tõusmisega: kolmikpunktis (4,6 mm Hg) on sulamistemperatuur 0,0076 Celsiuse kraadi, 760 mmHg juures definitsiooni järgi 0, kõrgematel rõhkudel alla 0. Jää I on sulamistemperatuuril stabiilne rõhuni 2175 atmosfääri. Kõrgematel rõhkudel tekivad muud jää modifikatsioonid, mis on veest tihedamad ja mille sulamistemperatuur seetõttu kasvab koos rõhuga.

Jää on sulamistemperatuuri lähedal pehme ja kaldub plastselt deformeeruma. Madalamatel temperatuuridel on jää kõvem.

Normaalrõhul (1 atmosfäär) tekib puhtast veest jää, kui temperatuur langeb alla 0 °C ja jää sulab, kui temperatuur tõuseb sellest kõrgemale.

Miks on jää veest kergem

Enamiku ainete tihedus sulamisel väheneb. Sulamisel ained enamasti paisuvad (muutuvad hõredamaks), tahkumisel aga tõmbuvad kokku. Vesi on üks väheseid erandlikke aineid, mis tahkumisel (jäätumisel) paisub. Ka see vee eriline omadus on tingitud molekulidevahelistest vesiniksidemetest.

Vee jahutamisel vee tihedus üldiselt kasvab, sest madalamal temperatuuril seosutvad vee molekulid tugevamini üksteisega (tekib rohkem vesiniksidemeid). Kõige suurem on vee tiheduse 4 °C juures. Temperatuuri edasisel alanemisel hakkab aga vee tihedus mõnevõrra vähenema ja jäätumisel muutub juba märgatavalt väiksemaks. Põhjuseks on see, et jäätumisel seostuvad mitte ainult mõned, vaid juba kõik vee molekulid üksteisega vesiniksidemete abil - iga vee molekul seostub 4 naabermolekuliga, need omakorda 4 naabermolekuliga jne. Jääs tekib vee molekulidest korrapärane struktuur, mis on suhteliselt hõre.