Що таке лід, властивості льоду

Що таке лід, властивості льоду

Сьогодні ми будемо говорити про властивості снігу і льоду. Варто уточнити, що лід утворюються не тільки з води. Крім водяного льоду буває аміачний і метановий. Не так давно вчені винайшли сухий лід. Властивості його унікальні, їх розглянемо трохи пізніше. Він утворюється при заморожуванні вуглекислоти. Свою назву сухий лід отримав завдяки тому, що при таянні він не залишає калюж. Вуглекислий газ тут же випаровується в повітря із замороженого стану.

Визначення льоду

Перш за все, детальніше розглянемо лід, який отримують з води. Всередині нього правильна кристалічна решітка. Лід - це поширений природний мінерал, одержуваний під час замерзання води. Одна молекула цієї рідини пов 'язується з чотирма найближчими. Вчені помітили, що така внутрішня будова притаманна різним дорогоцінним каменям і навіть мінералам. Наприклад, така будова має алмаз, турмалін, кварц, корунд, берил та інші. Молекули утримуються на відстані кристалічних решіток. Ці властивості води і льоду говорять про те, що щільність такого льоду буде менше щільності води, завдяки якій він утворився. Тому лід плаває на поверхні води і не тоне в ній.

Мільйони квадратних кілометрів льоду

А ви знаєте, скільки льоду на нашій планеті? Згідно з останніми дослідженнями вчених, на планеті Земля є приблизно 30 мільйонів квадратних кілометрів замороженої води. Як ви вже здогадалися, основна маса цього природного мінералу знаходиться на полярних шапках. У деяких місцях товщина крижаного покриву сягає 4 км.

Як отримати лід

Зробити лід зовсім нескладно. Цей процес не складе великої праці, як і не вимагає особливих навичок. Для цього необхідна низька температура води. Це єдина незмінна умова процесу утворення льоду. Вода замерзне тоді, коли ваш термометр покаже температуру нижче 0 градусів за Цельсієм. У воді починається процес кристалізації завдяки низьким температурам. Молекули її будуються в цікаву впорядковану структуру. Цей процес називають утворенням кристалічної решітки. Він однаковий і в океані, і в калюжі, і навіть у морозильній камері.

Дослідження процесу замерзання

Проводячи дослідження на тему замерзання води, вчені дійшли висновку, що кристалічна решітка шикується у верхніх шарах води. На поверхні починають утворюватися мікроскопічні крижані палички. Трохи пізніше між собою вони смерзаються. Завдяки цьому утворюється найтонша плівка на поверхні води. Великі водойми замерзають набагато довше порівняно з нерухомою водою. Це пов 'язано з тим, що вітер колише і коливає поверхню озера, ставка або річки.

Крижані млинці

Вчені провели ще одне спостереження. Якщо при низькій температурі триває хвилювання, то найтонші плівки збираються в млинці діаметром близько 30 см. Далі вони смерзаються в один шар, товщина якого не менше 10 см. На крижані млинці зверху і знизу намерзає новий шар льоду. Так утворюється товстий і міцний крижаний покрив. Його міцність залежить від видів: найпрозоріший лід буде в кілька разів міцніше білого льоду. Екологи помітили, що 5-сантиметровий лід витримує вагу дорослої людини. Шар в 10 см здатний витримати легкову машину, але слід пам 'ятати, що виходити на лід в осінній і весняний час дуже небезпечно.

Властивості снігу та льоду

Фізики і хіміки довго вивчали властивості льоду і води. Найвідоміша, а також важлива властивість льоду для людини - це її здатність легко танути вже при нульовій температурі. Але для науки важливі й інші фізичні властивості льоду:

  • лід має прозорість, тому він добре пропускає сонячне світло;
  • безбарвність - лід не має кольору, але його з легкістю можна пофарбувати за допомогою кольорових добавок;
  • твердість - крижані маси чудово зберігають форму без будь-яких зовнішніх оболонок;
  • плинність - це приватна властивість льоду, притаманна мінералу тільки в деяких випадках;
  • крихкість - шматок льоду можна з легкістю розколоти, не прикладаючи великих зусиль;
  • спайність - лід з легкістю розколюється в тих місцях, де він зрісся по кристалографічній лінії.

Лід: властивості витіснення і чистоти

За своїм складом у льоду висока ступінь чистоти, оскільки кристалічна решітка не залишає вільного місця різним стороннім молекулам. Коли вода замерзає, то вона витісняє різні домішки, які в ній колись розчинилися. Таким же чином можна отримати очищену воду в домашніх умовах.

Але деякі речовини здатні загальмувати процес замерзання води. Наприклад, сіль у морській воді. Лід у морі утворюється тільки при дуже низьких температурах. Дивно, але процес замерзання води щороку здатний підтримувати самоочищення від різних домішок протягом багатьох мільйонів років поспіль.

Секрети сухого льоду

Особливості цього льоду в тому, що в своєму складі він має вуглець. Такий лід утворюється тільки при температурі - 78 градусів, але тане він вже при -50 градусах. Сухий лід, властивості якого дозволяють пропустити стадію рідин, при нагріванні відразу утворюється пар. Сухий лід, як і його побратим - водяний, не має запаху.

А ви знаєте, де застосовують сухий лід? Завдяки його властивостям, цей мінерал використовують при транспортуванні продуктів харчування та медикаментів на далекі відстані. А гранули цього льоду здатні загасити займання бензину. Ще, коли сухий лід тане, він утворює густий туман, тому його застосовують на знімальних майданчиках для створення спецефектів. Крім усього перерахованого, сухий лід можна брати з собою в похід і в ліс. Адже коли він тане, то відлякує комарів, різних шкідників і гризунів.

Що стосується властивостей снігу, то цю дивовижну красу ми можемо спостерігати кожну зиму. Адже кожна сніжинка має форму шестигранника - це незмінно. Але крім шестикутної форми, сніжинки можуть виглядати по-різному. На формування кожної з них впливає вологість повітря, атмосферний тиск та інші природні фактори.

Властивості води, снігу, льоду дивні. Важливо знати ще кілька властивостей води. Наприклад, вона здатна приймати форму посудини, в яку її наливають. При замерзанні вода розширюється, а також у неї є пам 'ять. Вона здатна запам 'ятовувати навколишню енергетику, а при замерзанні вона "скидає" інформацію, яку в себе ввібрала.

Ми розглянули природний мінерал - лід: властивості та його якості. Продовжуйте вивчати науку, це дуже важливо і корисно!