Dlaczego lód płynie w wodzie, jeśli jest tą samą substancją?



Lód unosi się w wodzie z powodu swojej gęstości. Lód jest stałym stanem wody. Ten stan ma dobrze zdefiniowaną strukturę, formę i objętości. Zwykle gęstość ciała stałego jest większa niż gęstość cieczy, ale w przypadku wody dzieje się odwrotnie.

W warunkach normalnego ciśnienia (jedna atmosfera) lód zaczyna pojawiać się, gdy temperatura jest niższa niż 0 ° C.

Woda i jej gęstość

Cząsteczki wody są utworzone przez dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu, z reprezentatywną formułą H2O.

Przy normalnych ciśnieniach woda jest w stanie ciekłym, między 0 a 100 ° C. Gdy woda znajduje się w tym stanie, cząsteczki poruszają się z pewnym stopniem swobody, ponieważ ta temperatura dostarcza cząsteczkom energię kinetyczną.

Gdy woda jest poniżej 0 ° C, cząsteczki nie mają wystarczającej ilości energii, aby przemieszczać się z jednej strony na drugą. Będąc blisko siebie, oddziałują na siebie i układają się na różne sposoby.

Wszystkie krystaliczne struktury, które może mieć lód, są symetryczne. Głównym układem jest wiązanie heksagonalne i wodorowe, które dają znacznie większą przestrzeń dla struktury w porównaniu z wodą.

Jeśli więc do danej objętości dostanie się więcej wody niż lodu, można powiedzieć, że stan stały wody jest mniej gęsty niż jej stan ciekły..

Ze względu na tę różnicę gęstości występuje zjawisko lodu unoszące się w wodzie.

Znaczenie lodu

Ludzie i zwierzęta na całym świecie korzystają z tej właściwości wody.

Gdy na powierzchni jezior i rzek tworzą się warstwy lodu, gatunki żyjące na dnie mają nieco wyższą temperaturę niż 0 ° C, dzięki czemu warunki życia są dla nich korzystniejsze.

Mieszkańcy stref, w których temperatura często spada, korzystają z tej właściwości jezior, aby jeździć na łyżwach i uprawiać sport.

Z drugiej strony, gdyby gęstość lodu była większa niż gęstość wody, duże czapy lodowe byłyby pod morzem i nie odzwierciedlałyby wszystkich promieni, które do nich docierają.

To znacznie zwiększyłoby średnią temperaturę planety. Ponadto nie byłoby dystrybucji mórz, co jest obecnie znane.

Ogólnie rzecz biorąc, lód jest bardzo ważny, ponieważ ma wiele zastosowań: od napojów orzeźwiających i konserwujących po niektóre zastosowania w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym..

Referencje

  1. Chang, R. (2014). chemia (International, jedenasty; red.). Singapur: McGraw Hill.
  2. Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, J. H. E., Scribe, R., Finney, J.L., Grothe, H., Uras-Aytemiz, N. (2012). Struktury lodowe, wzory i procesy: Widok na lodowe pola. Recenzje Modern Physics, 84 (2), 885-944. doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
  3. Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S., i Hodgson, A. (2009). Jednowymiarowa struktura lodu zbudowana z pięciokątów. Nature Materials, 8 (5), 427-431. doi: 10.1038 / nmat2403
  4. Franzen, H. F. i Ng, C. Y. (1994). Chemia fizyczna ciał stałych: podstawowe zasady symetrii i stabilności krystalicznych ciał stałych. River Edge, NJ; Singapur;: World Scientific.
  5. Varley, I., Howe, T. i McKechnie, A. (2015). Zastosowanie lodu w celu zmniejszenia bólu i obrzęku po trzeciej operacji trzonowej - przegląd systematyczny. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 53 (10), e57. doi: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
  6. Bai, J., Angell, C.A., Zeng, X.C. i Stanley, H.E. (2010). Bezklatowy klatrat jednowarstwowy i jego współistnienie z dwuwymiarowym lodem o dużej gęstości. Materiały z Narodowej Akademii Nauk Stanów Zjednoczonych Ameryki, 107 (13), 5718-5722. doi: 10.1073 / pnas.0906437107