Proprietățile gheții: structura, proprietățile mecanice și fizice ale gheții

Gheața este solid

Structura gheții

H₂O este format din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Într-o stare calmă, hidrogenul se află pe vârfurile unui atom de oxigen. Ioniile oxigenului și hidrogenului ar trebui să ocupe vârfurile unui triunghi izoscel: oxigenul este situat la vârful unui unghi drept. Această structură de apă se numește dipol.

Gheața este alcătuită din 11,2% hidrogen, iar restul este oxigen. Proprietățile gheții depind de structura sa chimică. Uneori există formațiuni gazoase sau mecanice - impurități.

Gheața apare în mod natural sub forma câtorva specii de cristal care își păstrează persistent structura la temperaturi de la zero și mai mici, dar la zero și mai mult începe să se topească.

Structura cristalelor

Proprietățile gheții, zăpezii și aburului sunt complet diferite și depind de structura cristalelor. În stare solidă H₂O este înconjurat de patru molecule situate la colțurile tetraedrului. Deoarece numărul de coordonare este scăzut, gheața poate avea o structură deschisă. Acesta este afișat pe proprietățile gheții și densitatea lor.

Forme de gheață

Gheața se referă la cele mai comune substanțe din natură. Pe Pământ există urmatoarele soiuri:

• râu;
• lac;
• marin;
• Firn;
• ghețar;
• compactor.

Există gheață, formată direct de calea de sublimare, adică din starea de vapori. Această formă ia forma scheletului (numim noi fulgi de zăpadă) și agregatele de creștere dendritică și scheletică (îngheț, îngheț).

Una dintre cele mai comune forme sunt stalactite, adică gheață. Ele cresc în întreaga lume: pe suprafața Pământului, în peșteri. Acest tip de gheață se formează prin curgerea picăturilor de apă la o diferență de temperatură de aproximativ zero grade în perioada de primăvară-primăvară.

Formațiile sub formă de benzi de gheață care apar de-a lungul marginilor corpurilor de apă, la limita apei și a aerului, precum și de-a lungul marginilor bălților, sunt numite bănci cu gheață rece.

Gheața se poate forma în soluri poroase sub formă de vene fibroase.

Proprietățile gheții

Substanța poate fi în diferite stări. Continuând de aici, se pune întrebarea: care este proprietatea gheții manifestată în acest sau în acel stat?

Oamenii de știință identifică proprietățile fizice și mecanice. Fiecare dintre ele are propriile particularități.

Proprietăți fizice

Proprietățile fizice ale gheții includ:

1. Densitate. În fizică, mediul neomogen este reprezentat de limita raportului dintre masa substanței mediului însuși și volumul în care este închis. Densitatea apei, ca și alte substanțe, este o funcție a temperaturii și a presiunii. De obicei, calculele utilizează o densitate constantă de apă egală cu 1000 kg / m³. Un indice de densitate mai precis este luat în considerare numai atunci când este necesar să se efectueze calcule foarte precise având în vedere importanța diferenței de densitate rezultată.
   Atunci când se calculează densitatea gheții, se ia în considerare apa care a devenit gheață: după cum se știe, densitatea apei sărate este mai mare decât cea a apei distilate.
2. Temperatura apei. De obicei, cristalizarea apei are loc la o temperatură de zero grade. Procesele de înghețare au loc în timpul sarcinilor cu eliberarea căldurii. Procesul invers (topire) are loc atunci când este absorbit aceeași cantitate de căldură, care a fost izolată, dar fără salturi, dar treptat.
   În natură, există condiții în care există supracoolizarea apei, dar nu îngheață. Unele râuri rețin starea lichidă a apei chiar și la o temperatură de -2 grade.
3. Căldură specifică. Aceasta este cantitatea de căldură absorbită prin încălzirea corpului în fiecare grad. Există o căldură specifică, care se caracterizează prin cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi un kilogram de apă distilată cu un grad.
4. Compresibilitate. O altă proprietate fizică a zăpezii și a gheții este compresibilitatea, care afectează scăderea volumului sub influența unei presiuni externe crescute. Cantitatea reciprocă se numește elasticitate.
5. Rezistența gheții.
6. Culoarea gheții. Această proprietate depinde de absorbția luminii și de împrăștierea razei, precum și de cantitatea de impurități din apa înghețată. Râul și gheața lacului fără impurități străine sunt vizibile într-o lumină albastră blândă. Gheața de mare poate fi complet diferită: albastru, verde, albastru, alb, maro, au o nuanță de oțel. Uneori puteți vedea gheața neagră. Această culoare este obținută din cauza cantității mari de minerale și a diferitelor impurități organice.

Proprietățile mecanice ale gheții

Proprietățile mecanice ale gheții și a apei sunt determinate de rezistența la acțiunea mediului extern în raport cu suprafața unității. Proprietățile mecanice depind de structură, salinitate, temperatură și porozitate.

Gheața este o formare elastică, vâscoasă, dar există condiții în care devine greu și foarte fragil.

Gheața de mare și apa dulce diferă: prima este mult mai plastică și mai puțin durabilă.

La trecerea navelor, proprietățile mecanice ale gheții sunt luate în considerare în mod necesar. Este, de asemenea, important atunci când utilizați drumuri de gheață, treceri și nu numai.

Apa, zăpada și gheața au proprietăți similare care determină caracteristicile substanței. Dar, în același timp, mulți alți factori afectează aceste indicații: temperatura ambiantă, impuritățile din solid și compoziția inițială a lichidului. Gheața este una dintre cele mai interesante substanțe de pe Pământ.