Led je pevná látka, která je ve stavu agregace, která má při pokojové teplotě tendenci mít plynnou nebo kapalnou formu. Vlastnosti ledu se začaly zkoumat před stovkami let. Asi před dvěma sty lety vědci zjistili, že voda není jednoduchá sloučenina, ale složitý chemický prvek skládající se z kyslíku a vodíku. Po objevu začal vzorec vody vypadat jako H2O.
Struktura ledu
H2O se skládá ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. V klidu je vodík umístěn na vrcholech atomu kyslíku. Ionty kyslíku a vodíku by měly zaujímat vrcholy rovnoramenného trojúhelníku: kyslík je umístěn na vrcholu pravého úhlu. Tato struktura vody se nazývá dipól.
Led je z 11,2 % vodík a zbytek je kyslík. Vlastnosti ledu závisí na jeho chemické struktuře. Někdy obsahuje plynné nebo mechanické formace -nečistoty.
Led se v přírodě nachází ve formě několika krystalických druhů, které si stabilně zachovávají svou strukturu při teplotách od nuly a níže, ale při teplotě nula a výše začíná tát.
Krystalová struktura
Vlastnosti ledu, sněhu a páry jsou zcela odlišné a závisí na struktuře krystalů. V pevném stavu je H2O obklopen čtyřmi molekulami umístěnými v rozích čtyřstěnu. Protože je koordinační číslo nízké, může mít led prolamovanou strukturu. To se odráží ve vlastnostech ledu a jeho hustotě.
tvary ledu
Led je jednou z nejběžnějších látek v přírodě. Na Zemi existují tyto odrůdy:
- řeka;
- jezero;
- maritime;
- firny;
- glaciální černá;
- ground.
Existuje led, který vzniká přímo sublimací, tzn. ze stavu páry. Tento pohled nabývá kosterní formy (říkáme jim sněhové vločky) a agregátů dendritického a kosterního růstu (jinovatka, mráz).
Jednou z nejčastějších forem jsou stalaktity, tedy rampouchy. Rostou po celém světě: na povrchu Země, v jeskyních. Tento typ ledu vzniká prouděním kapek vody při rozdílu teplot asi nula stupňů v období podzim-jaro.
Útvary ve formě ledových pásů, které se objevují podél okrajů nádrží, na hranici vody a vzduchu, stejně jako podél okrajů louží, se nazývají ledové banky.
V porézních půdách se může tvořit led ve formě vlákenžíla.
Ledové vlastnosti
Látka může být v různých stavech. Na základě toho vyvstává otázka: jaká vlastnost ledu se projevuje v konkrétním stavu?
Vědci identifikují fyzikální a mechanické vlastnosti. Každý z nich má své vlastní vlastnosti.
Fyzikální vlastnosti
Fyzikální vlastnosti ledu zahrnují:
-
Hustota. Ve fyzice je nehomogenní prostředí představováno limitem poměru hmotnosti látky samotného prostředí k objemu, ve kterém je uzavřeno. Hustota vody, stejně jako jiných látek, je funkcí teploty a tlaku. Obvykle se ve výpočtech používá konstantní hustota vody, která se rovná 1000 kg/m3. Přesnější indikátor hustoty se bere v úvahu pouze tehdy, když je nutné provést výpočty velmi přesně kvůli důležitosti výsledku rozdílu hustoty.
Při výpočtu hustoty ledu se bere v úvahu, která voda stal se ledem: jak víte, hustota slané vody je vyšší než destilovaná voda.
-
Teplota vody. Obvykle ke krystalizaci vody dochází při teplotě nula stupňů. K mrazivým procesům dochází ve skocích s uvolňováním tepla. K opačnému procesu (tání) dochází, když je absorbováno stejné množství tepla, které se uvolnilo, ale bez skoků, ale postupně.
V přírodě existují podmínky, za kterých je voda podchlazená, ale nezamrzá. Některé řeky zůstávají kapalné i při -2 stupních.
- Tepelná kapacita. Toto je množství tepla, které je absorbováno, když je tělo zahříváno pro každou z nichstupeň. Existuje specifická tepelná kapacita, která je charakterizována množstvím tepla potřebného k ohřátí kilogramu destilované vody o jeden stupeň.
- Stlačitelnost. Další fyzikální vlastností sněhu a ledu je stlačitelnost, která ovlivňuje úbytek objemu pod vlivem zvýšeného vnějšího tlaku. Reciproční se nazývá elasticita.
- Síla ledu.
- Barva ledu. Tato vlastnost závisí na absorpci světla a rozptylu paprsků a také na množství nečistot ve zmrzlé vodě. Říční a jezerní led bez cizích nečistot je viditelný ve světle modrém světle. Mořský led může být zcela odlišný: modrý, zelený, modrý, bílý, hnědý, má ocelový odstín. Někdy můžete vidět černý led. Tuto barvu získává díky velkému množství minerálů a různých organických nečistot.
Mechanické vlastnosti ledu
Mechanické vlastnosti ledu a vody jsou určeny odolností vůči vnějšímu prostředí ve vztahu k jednotkové ploše. Mechanické vlastnosti závisí na struktuře, slanosti, teplotě a poréznosti.
Led je elastický, viskózní, plastický útvar, ale existují podmínky, za kterých se stává tvrdým a velmi křehkým.
Mořský led a sladká voda se liší: ta první je mnohem plastičtější a méně odolná.
Když proplouvají lodě, je třeba vzít v úvahu mechanické vlastnosti ledu. Je to také důležité při používání ledových cest, přechodů a dalších.
Voda, sníh a led majípodobné vlastnosti, které definují vlastnosti látky. Zároveň však tyto údaje ovlivňuje mnoho dalších faktorů: okolní teplota, nečistoty v pevné látce a také počáteční složení kapaliny. Led je jednou z nejzajímavějších látek na Zemi.
