Чому лід плаває у воді, якщо вони є тією ж речовиною?



Лід плаває у воді через його щільність. Лід - це твердий стан води. Цей стан має чітко визначену структуру, форму і обсяги. Зазвичай щільність твердого тіла більша, ніж щільність рідини, але у випадку води відбувається зворотне.

При нормальних умовах тиску (одна атмосфера) лід починає виникати, коли температура нижче 0 ° C.

Вода і її щільність

Молекули води утворені двома атомами водню і одним атомом кисню, з представницькою формулою H2O.

При нормальному тиску вода знаходиться в рідкому стані, від 0 до 100 ° С. Коли вода знаходиться в цьому стані, молекули рухаються з певною мірою свободи, тому що ця температура забезпечує кінетичну енергію молекулам.

Коли вода нижче 0 ° C, молекули не мають достатньо енергії для переміщення з однієї сторони на іншу. Будучи близькими один до одного, вони взаємодіють один з одним і розташовуються по-різному.

Всі кристалічні структури, які лід може мати, є симетричними. Головним розташуванням є гексагональні і водневі зв'язки, що дають значно більший простір структурі порівняно з водою.

Отже, якщо в заданий об'єм входить більше води, ніж лід, можна сказати, що твердий стан води менш щільний, ніж його рідкий стан..

Завдяки цій різниці щільності відбувається явище плавання льоду у воді.

Важливість льоду

Люди і тварини в усьому світі користуються цією властивістю води.

Коли шари льоду утворюються на поверхнях озер і річок, види, які живуть на дні, мають дещо вищу температуру, ніж 0 ° С, так що умови життя більш сприятливі для цих.

Мешканці зон, де температура зазвичай знижується, скористаються цією властивістю в озерах, щоб кататися на ковзанах і займатися спортом.

З іншого боку, якщо щільність льоду була більшою, ніж у води, великі крижані шапки були б під морем і не відображали б усі промені, які досягають цих.

Це значно збільшить середню температуру планети. Крім того, не буде розподілу морів, як відомо в даний час.

Загалом, лід дуже важливий, оскільки він має безліч застосувань: від освіжаючих напоїв і збереження їжі до деяких застосувань у хімічній та фармацевтичній промисловості, серед інших..

Список літератури

  1. Chang, R. (2014). хімія (International, Eleventh; ed.). Сінгапур: McGraw Hill.
  2. Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, J.H.E., Scribe, R., Finney, J.L., Grothe, H., Uras-Aytemiz, N. (2012). Структури льоду, візерунки та процеси: Вид на крижані поля. Огляди сучасної фізики, 84 (2), 885-944. doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
  3. Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S., & Hodgson, A. (2009). Одновимірна структура льоду, побудована з п'ятикутників. Nature Materials, 8 (5), 427-431. doi: 10.1038 / nmat2403
  4. Franzen, H. F., & Ng, C. Y. (1994). Фізична хімія твердих тіл: основні принципи симетрії та стійкості кристалічних твердих тіл. Річка Edge, NJ, Сінгапур;.
  5. Varley, I., Howe, T., & McKechnie, A. (2015). Застосування льоду для зменшення болю і набряку після третьої молярної операції - систематичний огляд. Британський журнал щелепно-лицевої хірургії, 53 (10), е57. doi: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
  6. Bai, J., Angell, C.A., Zeng, X.C., & Stanley, H.E. (2010). Беззаголовний монослой клатрат і його співіснування з двовимірним льодом високої щільності. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки, 107 (13), 5718-5722. doi: 10.1073 / pnas.0906437107