Prečo ľad pláva vo vode, ak sú rovnaké látky?



Ľad pláva vo vode kvôli svojej hustote. Ľad je tuhá voda. Tento stav má dobre definovanú štruktúru, formu a objemy. Normálne je hustota pevnej látky väčšia ako hustota kvapaliny, ale opak je v prípade vody.

Za normálnych podmienok tlaku (jedna atmosféra) sa ľad začína vyskytovať, keď je teplota nižšia ako 0 ° C.

Voda a jej hustota

Molekuly vody sú tvorené dvoma atómami vodíka a jedným atómom kyslíka s reprezentatívnym vzorcom H20.

Pri normálnych tlakoch je voda v kvapalnom stave, medzi 0 a 100 ° C. Keď je voda v tomto stave, molekuly sa pohybujú s určitou mierou voľnosti, pretože táto teplota poskytuje molekulám molekulu kinetickú energiu.

Keď je voda pod 0 ° C, molekuly nemajú dostatok energie na pohyb z jednej strany na druhú. Byť blízko pri sebe, vzájomne komunikujú a sú usporiadané rôznymi spôsobmi.

Všetky kryštalické štruktúry, ktoré môže mať ľad, sú symetrické. Hlavným usporiadaním je šesťuholníkový a vodíkový mostík, ktorý dáva konštrukcii v porovnaní s vodou oveľa väčší priestor.

Ak teda do daného objemu vstúpi viac vody ako ľadu, dá sa povedať, že tuhý stav vody je menej hustý ako jeho kvapalný stav..

V dôsledku tohto rozdielu hustoty dochádza k javu ľadu plávajúcemu vo vode.

Význam ľadu

Ľudia a zvieratá na celom svete profitujú z tejto vlastnosti vody.

Keď sa na povrchu jazier a riek tvoria vrstvy ľadu, druhy žijúce na dne majú o niečo vyššiu teplotu ako 0 ° C, takže životné podmienky sú pre tieto krajiny priaznivejšie..

Obyvatelia zón, kde teploty zvyčajne klesajú, veľa využívajú túto výhodu v jazerách na korčuľovanie a cvičenie niektorých športov.

Na druhej strane, ak by hustota ľadu bola väčšia ako hustota vody, veľké ľadové čiapky by boli pod morom a neodrážali by všetky lúče, ktoré sa k nim dostanú..

To by výrazne zvýšilo priemernú teplotu planéty. Okrem toho by neexistovala distribúcia morí, ako je v súčasnosti známe.

Všeobecne platí, že ľad je veľmi dôležitý, pretože má nespočetné využitie: od osviežujúcich nápojov a konzervovania potravín až po niektoré aplikácie v chemickom a farmaceutickom priemysle..

referencie

  1. Chang, R. (2014). chémia (medzinárodná, jedenásta; ed.). Singapur: McGraw Hill.
  2. Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, J. H. E., Scribe, R., Finney, J. L., Grothe, H., Uras-Aytemiz, N. (2012). Ľadové štruktúry, vzory a procesy: Pohľad na ľadové polia. Recenzia Modern Physics, 84 (2), 885-944. doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
  3. Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S., & Hodgson, A. (2009). Jednorozmerná ľadová štruktúra postavená z päťuholníkov. Nature Materials, 8 (5), 427-431. doi: 10.1038 / nmat2403
  4. Franzen, H. F., & Ng, C. Y. (1994). Fyzikálna chémia pevných látok: Základné princípy symetrie a stability kryštalických pevných látok. River Edge, NJ, Singapur: World Scientific.
  5. Varley, I., Howe, T., & McKechnie, A. (2015). Ľadová aplikácia na zníženie bolesti a opuchu po tretej molárnej operácii - systematický prehľad. 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., & Stanley, H.E. (2010). Hosťovský monovrstvový klatrát a jeho koexistencia s dvojrozmerným ľadom s vysokou hustotou. Zborníky Národnej akadémie vied Spojených štátov amerických, 107 (13), 5718-5722. doi: 10.1073 / pnas.0906437107