Характеристики на леда: структура, механични и физични свойства на лед

Ледът е твърд

Структурата на лед

Н₂О се състои от два водородни атома и един кислороден атом. В спокойно състояние водородът се намира на върховете на кислородния атом. Йоните на кислорода и водорода трябва да заемат върховете на един триъгълник: кислородът се намира на върха на правия ъгъл. Тази структура на водата се нарича дипол.

Ледът се състои от 11,2% водород, а останалото е кислород. Свойствата на ледта зависят от неговата химическа структура. Понякога има газообразни или механични образувания - примеси.

Ледът се среща естествено под формата на няколко кристални вида, които постоянно запазват структурата си при температури от нула до по-ниски, но при нула и по-висока започва да се стопява.

Структура на кристалите

Свойствата на лед, сняг и пара са напълно различни и зависят от структурата на кристалите. В твърдо състояние H₂О е заобиколен от четири молекули, разположени в ъглите на тетраедрата. Тъй като координационният номер е нисък, ледът може да има отворена структура. Това се показва върху свойствата на лед и неговата плътност.

Форми на лед

Ледът се отнася до най-често срещаните вещества в природата. На Земята има следните сортове:

• река;
• езеро;
• морски;
• фирн;
• ледник;
• компактор.

Има лед, образуван директно от маршрута на сублимация, т.е. от изпарението. Тази форма приема формата на скелета (наричаме ги снежинки) и агрегатите на дендритен и скелетен растеж (измръзване, измръзване).

Една от най-често срещаните форми са сталактитите, т.е. Те растат по целия свят: на повърхността на Земята, в пещерите. Този тип лед се образува от потока от капчици вода при температурна разлика от около нула градуса през есенно-пролетния период.

Формиране под формата на ледени ленти, появяващи се по краищата на водните тела, на границата на водата и въздуха, както и по ръба на локви, се наричат ​​ледено студени банки.

Ледът може да се образува в порести почви под формата на влакнести вени.

Свойства на лед

Веществото може да бъде в различни състояния. Изхождайки от това, възниква въпросът: какво е собствеността на лед, проявяващ се в тази или тази държава?

Учените определят физическите и механичните свойства. Всеки от тях има своите особености.

Физични свойства

Физическите свойства на леда включват:

1. Плътност. Във физиката нехомогенната среда е представена от границата на съотношението на масата на субстанцията на самата среда към обема, в който тя е затворена. Плътността на водата, подобно на други вещества, е функция от температурата и налягането. Обикновено изчисленията използват постоянна плътност на вода, равна на 1000 kg / m³. По-точен индекс на плътността се взема предвид само когато е необходимо да се правят много точни изчисления с оглед на важността на получената разлика в плътността.
   При изчисляването на плътността на лед се взема предвид коя вода става лед: както е известно, плътността на солената вода е по-висока от тази на дестилирана вода.
2. Температура на водата. Обикновено кристализацията на водата се осъществява при температура от нула градуса. Процесите на замразяване се появяват при изпускане на топлина. Обратният процес (топене) настъпва, когато се абсорбира същото количество топлина, което е изолирано, но без скокове, но постепенно.
   В природата съществуват условия, при които има прехлаждане на водата, но тя не замръзва. Някои реки запазват течността на вода дори при температура от -2 градуса.
3. Специфична топлина. Това е количеството топлина, която се абсорбира чрез нагряване на тялото до всяка степен. Има специфична топлина, която се характеризира с необходимото количество топлина за загряване на килограм дестилирана вода с една степен.
4. Свиваемост. Друга физическа характеристика на сняг и лед е компресията, която влияе върху намаляването на обема под влиянието на повишено външно налягане. Реципрочното количество се нарича еластичност.
5. Силата на лед.
6. Цвят на лед. Това свойство зависи от абсорбцията на светлината и разсейването на лъчите, както и от количеството на примесите в замръзналата вода. Речен и езерен лед без странични примеси се вижда в лека синя светлина. Морският лед може да бъде напълно различен: синьо, зелено, синьо, бяло, кафяво, има стоманена сянка. Понякога може да видите черен лед. Този цвят се получава поради голямото количество минерали и различни органични примеси.

Механични свойства на лед

Механичните свойства на лед и вода се определят от съпротивлението на действието на външната среда по отношение на единичната площ. Механичните свойства зависят от структурата, солеността, температурата и порьозността.

Ледът е еластична, вискозна, пластмасова формация, но има условия, при които става трудно и много крехко.

Морският лед и сладководните се различават: първият е много по-пластмасов и по-малко издръжлив.

При преминаване на кораби механичните свойства на леда са задължително взети под внимание. Важно е също и при използване на ледови пътища, пресичания и не само.

Водата, снегът и ледът имат сходни свойства, които определят характеристиките на веществото. Но в същото време много други фактори влияят върху тези индикации: температура на околната среда, примеси в твърдото вещество и първоначален състав на течността. Ледът е едно от най-интересните вещества на Земята.