Led je čvrsta supstanca koja je u stanju agregacije, koja na sobnoj temperaturi ima tendenciju da bude u gasovitom ili tečnom obliku. Svojstva leda počela su proučavati prije nekoliko stotina godina. Prije otprilike dvije stotine godina, naučnici su otkrili da voda nije jednostavno jedinjenje, već složeni hemijski element koji se sastoji od kiseonika i vodonika. Nakon otkrića, formula vode je počela izgledati kao H2O.
Struktura leda
H2O se sastoji od dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika. U mirovanju, vodonik se nalazi na vrhovima atoma kiseonika. Ioni kisika i vodonika trebali bi zauzimati vrhove jednakokračnog trougla: kisik se nalazi na vrhu pravog ugla. Ova struktura vode se naziva dipol.
Led je 11,2% vodonika, a ostatak je kiseonik. Svojstva leda zavise od njegove hemijske strukture. Ponekad sadrži plinovite ili mehaničke formacije -nečistoće.
Led se u prirodi nalazi u obliku nekoliko kristalnih vrsta koje stabilno zadržavaju svoju strukturu na temperaturama od nule i ispod, ali na nuli i iznad počinje da se topi.
Kristalna struktura
Svojstva leda, snijega i pare su potpuno različita i zavise od strukture kristala. U čvrstom stanju H2O je okružen sa četiri molekula koja se nalaze na uglovima tetraedra. Pošto je koordinacijski broj nizak, led može imati otvorenu strukturu. Ovo se ogleda u svojstvima leda i njegovoj gustini.
Ledeni oblici
Led je jedna od najčešćih supstanci u prirodi. Na Zemlji postoje sljedeće njegove varijante:
- river;
- jezero;
- pomorski;
- firny;
- glacial black;
- ground.
Postoji led koji se direktno formira sublimacijom, tj. iz stanja pare. Ovaj pogled poprima skeletni oblik (zovemo ih snježnim pahuljama) i agregate dendritskog i skeletnog rasta (inje, mraz).
Jedan od najčešćih oblika su stalaktiti, odnosno ledenice. Rastu po cijelom svijetu: na površini Zemlje, u pećinama. Ova vrsta leda nastaje protokom vodenih kapi na temperaturnoj razlici od oko nula stepeni u jesensko-prolećnom periodu.
Formacije u obliku ledenih traka koje se pojavljuju uz rubove rezervoara, na granici vode i zraka, kao i uz rub lokva, nazivaju se ledene obale.
Led se može formirati u poroznim zemljištima u obliku vlaknastihvena.
Ice property
Supstanca može biti u različitim stanjima. Na osnovu toga postavlja se pitanje: koje svojstvo leda se manifestuje u određenom stanju?
Naučnici identifikuju fizička i mehanička svojstva. Svaki od njih ima svoje karakteristike.
Fizička svojstva
Fizička svojstva leda uključuju:
-
Gustoća. U fizici, nehomogena sredina je predstavljena granicom omjera mase supstance samog medija i zapremine u kojoj je ona zatvorena. Gustoća vode, kao i drugih supstanci, je funkcija temperature i pritiska. Obično se u proračunima koristi konstantna gustina vode, jednaka 1000 kg/m3. Tačniji indikator gustine uzima se u obzir samo kada je potrebno izvršiti proračune vrlo precizno zbog važnosti rezultata razlike u gustini.
Prilikom izračunavanja gustine leda uzima se u obzir koja voda postao led: kao što znate, gustina slane vode je veća od destilovane vode.
-
Temperatura vode. Obično se kristalizacija vode dešava na temperaturi od nula stepeni. Procesi smrzavanja se javljaju u skokovima s oslobađanjem topline. Obrnuti proces (topljenje) nastaje kada se apsorbuje ista količina toplote koja je oslobođena, ali bez skokova, ali postepeno.
U prirodi postoje uslovi pod kojima se voda prehlađena, ali se ne smrzava. Neke rijeke ostaju tekuće čak i na -2 stepena.
- Kapacitet grijanja. Ovo je količina toplote koja se apsorbuje kada se telo zagreje za svaku od njihstepen. Postoji specifični toplotni kapacitet, koji se karakteriše količinom toplote koja je potrebna da se kilogram destilovane vode zagreje za jedan stepen.
- Kompresibilnost. Još jedno fizičko svojstvo snijega i leda je stišljivost, koja utiče na smanjenje volumena pod utjecajem povećanog vanjskog pritiska. Recipročna vrijednost se naziva elastičnost.
- Jačina leda.
- Boja leda. Ovo svojstvo zavisi od apsorpcije svetlosti i rasipanja zraka, kao i od količine nečistoća u smrznutoj vodi. Riječni i jezerski led bez stranih nečistoća vidljiv je u blijedoplavom svjetlu. Morski led može biti potpuno drugačiji: plavi, zeleni, plavi, bijeli, smeđi, imaju čeličnu nijansu. Ponekad možete vidjeti crni led. Ovakvu boju dobija zbog velike količine minerala i raznih organskih nečistoća.
Mehanička svojstva leda
Mehanička svojstva leda i vode određena su otpornošću na spoljašnju sredinu u odnosu na jedinicu površine. Mehanička svojstva zavise od strukture, saliniteta, temperature i poroznosti.
Led je elastična, viskozna, plastična formacija, ali postoje uslovi pod kojima postaje tvrd i vrlo krt.
Morski led i slatka voda se razlikuju: prva je mnogo plastičnija i manje izdržljiva.
Kada brodovi prolaze, mehanička svojstva leda moraju se uzeti u obzir. Takođe je važno kada koristite ledene puteve, prelaze i još mnogo toga.
Imaju vodu, snijeg i ledslična svojstva koja definiraju karakteristike tvari. Ali u isto vrijeme, mnogi drugi faktori utiču na ova očitavanja: temperatura okoline, nečistoće u čvrstom stanju, kao i početni sastav tečnosti. Led je jedna od najzanimljivijih supstanci na Zemlji.
