Почему лед плавает в воде, если они являются одним и тем же веществом?



Лед плавает в воде из-за его плотности. Лед - это твердое состояние воды. Это состояние имеет четко определенную структуру, форму и объемы. Обычно плотность твердого вещества больше плотности жидкости, но в случае воды происходит обратное.

При нормальных условиях давления (одна атмосфера), лед начинает появляться, когда температура ниже 0 ° C.

Вода и ее плотность

Молекулы воды образованы двумя атомами водорода и одним атомом кислорода, с представительной формулой H2O.

При нормальном давлении вода находится в жидком состоянии, от 0 до 100 ° C. Когда вода находится в этом состоянии, молекулы движутся с некоторой степенью свободы, потому что эта температура обеспечивает кинетическую энергию для молекул.

Когда температура воды ниже 0 ° C, молекулам не хватает энергии для перемещения с одной стороны на другую. Находясь рядом друг с другом, они взаимодействуют друг с другом и расположены по-разному.

Все кристаллические структуры, которые может иметь лед, являются симметричными. Основным устройством является гексагональная и с водородными связями, которые дают гораздо большее пространство для структуры по сравнению с водой.

Таким образом, если в данный объем поступает больше воды, чем льда, можно сказать, что твердое состояние воды менее плотное, чем ее жидкое состояние..

Из-за этой разницы в плотности происходит явление льда, плавающего в воде.

Важность льда

Люди и животные по всему миру извлекают выгоду из этого свойства воды.

Когда слои льда образуются на поверхностях озер и рек, виды, обитающие на дне, имеют немного более высокую температуру, чем 0 ° C, так что условия жизни для них более благоприятны..

Жители зон, где температура обычно понижается, пользуются этим имуществом на озерах, чтобы кататься на коньках и заниматься некоторыми видами спорта..

С другой стороны, если бы плотность льда была больше плотности воды, большие ледяные шапки были бы под морем и не отражали бы все лучи, которые достигают этих.

Это значительно повысит среднюю температуру планеты. Кроме того, не было бы никакого распределения морей, как в настоящее время известно.

В целом, лед очень важен, поскольку он имеет множество применений: от прохладительных напитков и консервирования продуктов до некоторых применений в химической и фармацевтической промышленности, среди других..

ссылки

  1. Чанг, Р. (2014). химия (International, Eleventh; ed.). Сингапур: Макгроу Хилл.
  2. Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, J.H.E., Scribe, R., Finney, J.L., Grothe, H., Uras-Aytemiz, N. (2012). Ледяные структуры, структуры и процессы: вид на ледяные поля. Обзоры современной физики, 84 (2), 885-944. doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
  3. Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S. & Hodgson, A. (2009). Одномерная ледяная структура, построенная из пятиугольников. Nature Materials, 8 (5), 427-431. doi: 10.1038 / nmat2403
  4. Franzen, H.F. & Ng, C.Y. (1994). Физическая химия твердого тела: основные принципы симметрии и устойчивости кристаллического твердого тела. Река Эдж, Нью-Джерси; Сингапур;.
  5. Varley I., Howe T. & McKechnie A. (2015). Применение льда для уменьшения боли и отека после третьей молярной хирургии - систематический обзор. Британский журнал челюстно-лицевой хирургии, 53 (10), e57. doi: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
  6. Bai, J., Angell, C.A., Zeng, X.C., & Stanley, H.E. (2010). Монослойный клатрат без гостей и его сосуществование с двумерным льдом высокой плотности. Слушания Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 107 (13), 5718-5722. doi: 10.1073 / pnas.0906437107