Ο πάγος του νερού στον Άρη είναι ρηχός. Παραγωγή πάγου, σπήλαιο πάγου, τεχνητός πάγος, παγομηχανή, βρώσιμος πάγος, παγάκια, παγοσπήλαιο, παγάκια, παγωμένο νερό

Βρίσκεται σε κατάσταση συσσωμάτωσης, η οποία τείνει να έχει αέρια ή υγρή μορφή σε θερμοκρασία δωματίου. Οι ιδιότητες του πάγου άρχισαν να μελετώνται πριν από εκατοντάδες χρόνια. Πριν από περίπου διακόσια χρόνια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το νερό δεν είναι μια απλή ένωση, αλλά ένα πολύπλοκο χημικό στοιχείο που αποτελείται από οξυγόνο και υδρογόνο. Μετά την ανακάλυψη, ο τύπος του νερού έγινε H2O.

Δομή πάγου

Το H 2 O αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Σε μια ήσυχη κατάσταση, το υδρογόνο βρίσκεται στις κορυφές του ατόμου οξυγόνου. Τα ιόντα οξυγόνου και υδρογόνου πρέπει να καταλαμβάνουν τις κορυφές ενός ισοσκελούς τριγώνου: το οξυγόνο βρίσκεται στην κορυφή μιας ορθής γωνίας. Αυτή η δομή του νερού ονομάζεται δίπολο.

Ο πάγος αποτελείται από 11,2% υδρογόνο και το υπόλοιπο είναι οξυγόνο. Οι ιδιότητες του πάγου εξαρτώνται από τη χημική του δομή. Μερικές φορές περιέχει αέριους ή μηχανικούς σχηματισμούς - ακαθαρσίες.

Ο πάγος εμφανίζεται στη φύση με τη μορφή λίγων κρυσταλλικών ειδών που διατηρούν σταθερά τη δομή τους σε θερμοκρασίες από μηδέν και κάτω, αλλά στο μηδέν και πάνω αρχίζει να λιώνει.

Κρυσταλλική δομή

Οι ιδιότητες του πάγου, του χιονιού και του ατμού είναι εντελώς διαφορετικές και εξαρτώνται από το Σε στερεή κατάσταση, το H 2 O περιβάλλεται από τέσσερα μόρια που βρίσκονται στις γωνίες του τετραέδρου. Δεδομένου ότι ο αριθμός συντονισμού είναι χαμηλός, ο πάγος μπορεί να έχει διάτρητη δομή. Αυτό αντανακλάται στις ιδιότητες του πάγου και στην πυκνότητά του.

Σχήματα πάγου

Ο πάγος είναι μια από τις πιο κοινές ουσίες στη φύση. Στη Γη υπάρχουν οι ακόλουθες ποικιλίες:

ποτάμι;
λίμνη;
ναυτικός;
firn?
παγετώνας;
έδαφος.

Υπάρχει πάγος που σχηματίζεται άμεσα με εξάχνωση, δηλ. από την κατάσταση ατμού. Αυτή η όψη παίρνει σκελετικό σχήμα (τις λέμε νιφάδες χιονιού) και συσσωματώματα δενδριτικής και σκελετικής ανάπτυξης (παγετός, παγετός).

Μία από τις πιο κοινές μορφές είναι οι σταλακτίτες, δηλαδή τα παγάκια. Αναπτύσσονται σε όλο τον κόσμο: στην επιφάνεια της Γης, σε σπηλιές. Αυτός ο τύπος πάγου σχηματίζεται από τη ροή των σταγονιδίων νερού όταν η διαφορά θερμοκρασίας είναι περίπου μηδέν βαθμοί την περίοδο φθινοπώρου-άνοιξης.

Οι σχηματισμοί με τη μορφή λωρίδων πάγου που εμφανίζονται κατά μήκος των άκρων των δεξαμενών, στα σύνορα νερού και αέρα, καθώς και κατά μήκος της άκρης των λακκούβων, ονομάζονται τράπεζες πάγου.

Ο πάγος μπορεί να σχηματιστεί σε πορώδη εδάφη με τη μορφή ινωδών φλεβών.

Ιδιότητες του πάγου

Μια ουσία μπορεί να βρίσκεται σε διαφορετικές καταστάσεις. Με βάση αυτό, τίθεται το ερώτημα: ποια ιδιότητα του πάγου εκδηλώνεται σε αυτή ή εκείνη την κατάσταση;

Οι επιστήμονες διακρίνουν τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες. Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του χαρακτηριστικά.

Φυσικές ιδιότητες

Οι φυσικές ιδιότητες του πάγου περιλαμβάνουν:

Πυκνότητα. Στη φυσική, ένα ανομοιογενές μέσο αντιπροσωπεύεται από το όριο της αναλογίας της μάζας της ουσίας του ίδιου του μέσου προς τον όγκο στον οποίο περιέχεται. Η πυκνότητα του νερού, όπως και άλλες ουσίες, είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας και της πίεσης. Συνήθως, οι υπολογισμοί χρησιμοποιούν σταθερή πυκνότητα νερού ίση με 1000 kg/m3. Ένας πιο ακριβής δείκτης πυκνότητας λαμβάνεται υπόψη μόνο όταν είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν πολύ ακριβείς υπολογισμοί λόγω της σημασίας του αποτελέσματος διαφοράς πυκνότητας που προκύπτει.
Κατά τον υπολογισμό της πυκνότητας του πάγου, λαμβάνεται υπόψη τι είδους νερό έχει γίνει πάγος: όπως είναι γνωστό, η πυκνότητα του αλμυρού νερού είναι μεγαλύτερη από το απεσταγμένο νερό.
Θερμοκρασία νερού. Συνήθως εμφανίζεται σε θερμοκρασία μηδέν βαθμών. Οι διαδικασίες κατάψυξης συμβαίνουν κατά διαστήματα με την απελευθέρωση θερμότητας. Η αντίστροφη διαδικασία (τήξη) συμβαίνει όταν απορροφάται η ίδια ποσότητα θερμότητας που απελευθερώθηκε, αλλά χωρίς άλματα, αλλά σταδιακά.
Στη φύση, υπάρχουν συνθήκες υπό τις οποίες το νερό υπερψύχεται, αλλά δεν παγώνει. Μερικά ποτάμια διατηρούν υγρό νερό ακόμα και σε θερμοκρασία -2 βαθμούς.
την ποσότητα θερμότητας που απορροφάται όταν ένα σώμα θερμαίνεται κατά κάθε βαθμό. Υπάρχει μια ειδική θερμοχωρητικότητα, η οποία χαρακτηρίζεται από την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση ενός κιλού απεσταγμένου νερού κατά ένα βαθμό.
Συμπιεστό. Μια άλλη φυσική ιδιότητα του χιονιού και του πάγου είναι η συμπιεστότητα, η οποία επηρεάζει τη μείωση του όγκου υπό την επίδραση της αυξημένης εξωτερικής πίεσης. Η αντίστροφη ποσότητα ονομάζεται ελαστικότητα.
Δύναμη πάγου.
Χρώμα πάγου. Αυτή η ιδιότητα εξαρτάται από την απορρόφηση του φωτός και τη σκέδαση των ακτίνων, καθώς και από την ποσότητα των ακαθαρσιών στο παγωμένο νερό. Ο πάγος του ποταμού και της λίμνης χωρίς ξένες ακαθαρσίες είναι ορατός στο απαλό μπλε φως. Ο θαλάσσιος πάγος μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικός: μπλε, πράσινος, μπλε, λευκός, καφέ ή έχει μια ατσάλινη απόχρωση. Μερικές φορές μπορείτε να δείτε μαύρο πάγο. Αποκτά αυτό το χρώμα λόγω μεγάλου αριθμού μετάλλων και διαφόρων οργανικών ακαθαρσιών.

Μηχανικές ιδιότητες του πάγου

Οι μηχανικές ιδιότητες του πάγου και του νερού καθορίζονται από την αντοχή τους στην επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος σε σχέση με μια μονάδα επιφάνειας. Οι μηχανικές ιδιότητες εξαρτώνται από τη δομή, την αλατότητα, τη θερμοκρασία και το πορώδες.

Ο πάγος είναι ένας ελαστικός, παχύρρευστος, πλαστικός σχηματισμός, αλλά υπάρχουν συνθήκες κάτω από τις οποίες γίνεται σκληρός και πολύ εύθραυστος.

Ο θαλάσσιος πάγος και ο πάγος του γλυκού νερού είναι διαφορετικοί: ο πρώτος είναι πολύ πιο εύκαμπτος και λιγότερο ανθεκτικός.

Κατά τη διέλευση πλοίων πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι μηχανικές ιδιότητες του πάγου. Αυτό είναι επίσης σημαντικό όταν χρησιμοποιείτε δρόμους πάγου, διασταυρώσεις και άλλα.

Το νερό, το χιόνι και ο πάγος έχουν παρόμοιες ιδιότητες που καθορίζουν τα χαρακτηριστικά της ουσίας. Αλλά ταυτόχρονα, αυτές οι μετρήσεις επηρεάζονται από πολλούς άλλους παράγοντες: τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τις ακαθαρσίες στο στερεό, καθώς και την αρχική σύνθεση του υγρού. Ο πάγος είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες ουσίες στη Γη.

Πάγος- αυτή είναι μια πολύ γνωστή, για τους περισσότερους από εμάς, στερεή κατάσταση νερού που μπορούμε να συναντήσουμε σε φυσικές συνθήκες. Στην καθημερινή ζωή χρησιμοποιούμε συχνά τις μοναδικές του ιδιότητες.

Σχηματίζεται όταν η θερμοκρασία του νερού πέσει κάτω από τους 0 βαθμούς Κελσίου. Αυτή η θερμοκρασία ονομάζεται θερμοκρασία κρυστάλλωσης του νερού. ο πάγος, όπως το χιόνι, αποτελείται από κρυστάλλους πάγου, τις μορφές των οποίων μπορείτε να βρείτε στο άρθρο μας.

Ας δώσουμε μερικούς ακριβείς ορισμούς.

Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό
Ο πάγος είναι νερό σε στερεή κατάσταση. Υπάρχουν 11 γνωστές κρυσταλλικές τροποποιήσεις του πάγου και του άμορφου πάγου. Μόνο μία μορφή πάγου έχει βρεθεί στη φύση - με πυκνότητα 0,92 g/cm³, θερμοχωρητικότητα 2,09 kJ/(kg.K) στους 0°C, θερμότητα σύντηξης 324 kJ/kg, η οποία εμφανίζεται σε η μορφή του ίδιου του πάγου (ηπειρωτικός, πλωτός, υπόγειος), το χιόνι και ο παγετός. Στη Γη περίπου. 30 εκατομμύρια km³ πάγου. Χρησιμοποιείται για αποθήκευση και ψύξη τροφίμων. προϊόντα, παραγωγή γλυκού νερού, στην ιατρική.
Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό. 2000

Ναυτικό λεξικό
Ο πάγος έχει μικρότερη πυκνότητα από το υγρό νερό, γι' αυτό και δεν βυθίζεται. Αυτή η ιδιότητα είναι ανώμαλη· κατά κανόνα, οι περισσότερες ουσίες έχουν υψηλή πυκνότητα στη στερεά κατάσταση. Η χαμηλότερη πυκνότητα του πάγου δείχνει ότι το νερό διαστέλλεται σε όγκο όταν παγώνει. Αυτό το γεγονός πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στην καθημερινή ζωή. Για παράδειγμα, εάν ένα σύστημα παροχής νερού παγώσει, ο πάγος που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας μπορεί να «σπάσει» τους σωλήνες, κάτι που, καταρχήν, είναι γνωστό σε όλους.
Ας αναφέρουμε τις πιο σημαντικές ιδιότητες του πάγου (έχουμε ήδη περιγράψει μερικές από αυτές παραπάνω).
Ιδιότητες του πάγου
Θερμοκρασία σχηματισμού πάγου - 0°C;
Ο όγκος του πάγου είναι μεγαλύτερος από τον όγκο του υγρού νερού, δηλαδή η πυκνότητα του πάγου είναι μικρότερη από την πυκνότητα του υγρού νερού, το ειδικό βάρος του πάγου στους 0° = 0,917 και, κατά συνέπεια, το ειδικό βάρος του νερού στους 0° = 0,9999;
Με περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας, ο πάγος συστέλλεται, γεγονός που εξηγεί τις ρωγμές σε μεγάλους χώρους πάγου.
Η θερμική ικανότητα του πάγου είναι σχεδόν 2 φορές μικρότερη από αυτή του νερού.
Το σημείο πήξης του θαλασσινού νερού είναι υψηλότερο από το γλυκό νερό και είναι ~ 1,80 C (υπό την προϋπόθεση ότι η αλατότητα του νερού είναι στο επίπεδο του σταθμισμένου μέσου επιπέδου για τους ωκεανούς του κόσμου).

Ο πάγος και οι ποικιλίες του
Ο πάγος του εδάφους είναι πάγος που σχηματίζεται εντός των ορίων του φλοιού της γης.
Πάγος ποταμού;
Ο πάγος σχηματίζεται όταν παγώνουν οι λίμνες.
Θαλασσινός πάγος.

Εφαρμογή πάγου
Ο πάγος έχει πολλές οικονομικές χρήσεις. Χρησιμοποιείται για τη μείωση της θερμοκρασίας των τροφίμων, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη διάρκεια ζωής τους. Είναι αρκετά προφανές ότι σε αυτό το πλαίσιο η παραγωγή τεχνητού πάγου, ή έτσι ας πούμε τεχνητού ψύχους, έχει ιδιαίτερη σημασία. Ο πάγος χρησιμοποιείται επίσης ευρέως στην ιατρική για την παροχή και τη διενέργεια ορισμένων ειδικών διαδικασιών. Τα παγάκια χρησιμοποιούνται ευρέως στις καλλυντικές επεμβάσεις και στη μαγειρική, ειδικά κατά την παρασκευή ποτών.
Ο πάγος είναι ένα δομικό υλικό για τόσο σημαντικά αντικείμενα για τον πλανήτη μας όπως οι παγετώνες, που είναι δείκτες και ρυθμιστές πολλών διεργασιών που συμβαίνουν στον πλανήτη μας. Η έκδοσή μας είναι αφιερωμένη στους παγετώνες -

Εργασία 1

Οι νιφάδες χιονιού ως φαινόμενο της φυσικής

Το έργο πραγματοποιήθηκε από τον Daniil Kholodyakov

Στόχοι: μάθετε περισσότερα για τις νιφάδες χιονιού από την άποψη του MKT

Στόχοι: κατανόηση της φύσης του σχηματισμού νιφάδων χιονιού

1. Σχηματισμός νιφάδων χιονιού

2. Σχήματα νιφάδων χιονιού

3. Κρυσταλλική συμμετρία

4. Πανομοιότυπες νιφάδες χιονιού

5. Χρώμα και φως

6. Πρόσθετα υλικά

1. Έχετε κοιτάξει ποτέ μια νιφάδα χιονιού και αναρωτηθήκατε πώς σχηματίζεται και γιατί διαφέρει από άλλα είδη χιονιού που έχετε δει πριν;

Οι νιφάδες χιονιού είναι μια ειδική μορφή πάγου νερού. Οι νιφάδες χιονιού σχηματίζονται σε σύννεφα που αποτελούνται από υδρατμούς. Όταν η θερμοκρασία είναι 32°F (0°C) ή χαμηλότερη, το νερό μετατρέπεται από υγρή μορφή σε πάγο. Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν το σχηματισμό νιφάδων χιονιού. Θερμοκρασία, ρεύματα αέρα, υγρασία - όλα αυτά έχουν αντίκτυπο στο σχήμα και το μέγεθός τους. Η βρωμιά και η σκόνη μπορούν να αναμειχθούν στο νερό και να αλλάξουν το βάρος και την αντοχή των κρυστάλλων. Τα σωματίδια βρωμιάς κάνουν τη νιφάδα χιονιού βαρύτερη, μπορεί να την καταστήσουν ευαίσθητη στο λιώσιμο και μπορεί να προκαλέσουν ρωγμές και σπασίματα στον κρύσταλλο. Ο σχηματισμός μιας νιφάδας χιονιού είναι μια δυναμική διαδικασία. Μια νιφάδα χιονιού μπορεί να αντιμετωπίσει πολλές διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες, μερικές φορές να λιώνει, μερικές φορές να μεγαλώνει - η δομή της νιφάδας χιονιού αλλάζει συνεχώς.

2. Ποια είναι τα πιο κοινά σχήματα νιφάδων χιονιού;

Συνήθως, οι εξαγωνικοί κρύσταλλοι σχηματίζονται στα ψηλά σύννεφα, οι βελόνες ή οι επίπεδοι εξάπλευροι κρύσταλλοι σχηματίζονται στα σύννεφα μεσαίου ύψους και μια μεγάλη ποικιλία από σχήματα έξι όψεων σχηματίζεται στα χαμηλά σύννεφα. Οι ψυχρότερες θερμοκρασίες δημιουργούν νιφάδες χιονιού με πιο αιχμηρές άκρες στις πλευρές των κρυστάλλων και μπορεί να οδηγήσουν σε διακλαδισμένα βέλη. Οι νιφάδες χιονιού που παράγονται σε θερμότερες συνθήκες αναπτύσσονται πιο αργά, με αποτέλεσμα ένα πιο λείο, λιγότερο περίπλοκο σχήμα.

0; -3°C - Λεπτές εξαγωνικές πλάκες

3; -6° C - Βελόνες

6; -10°C - Κοίλες στήλες

10; -12°C - Τομεακές πλάκες (εξάγωνα με εσοχές)

12; -15°C - Δενδρίτες (δαντελωτά εξαγωνικά σχήματα)

3. Γιατί οι νιφάδες χιονιού είναι συμμετρικές;

Πρώτα απ 'όλα, δεν είναι όλες οι νιφάδες χιονιού ίδιες από όλες τις πλευρές. Οι ανομοιόμορφες θερμοκρασίες, η βρωμιά και άλλοι παράγοντες μπορούν να κάνουν μια νιφάδα χιονιού να φαίνεται λοξή. Ωστόσο, είναι αλήθεια ότι πολλές νιφάδες χιονιού είναι συμμετρικές και πολύ περίπλοκες στη δομή. Αυτό συμβαίνει επειδή το σχήμα μιας νιφάδας χιονιού αντανακλά την εσωτερική τάξη των μορίων του νερού. Τα μόρια του νερού σε στερεές καταστάσεις, όπως το χιόνι και ο πάγος, σχηματίζουν αδύναμους δεσμούς (που ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου) μεταξύ τους. Αυτοί οι διατεταγμένοι μηχανισμοί έχουν ως αποτέλεσμα το συμμετρικό, εξαγωνικό σχήμα της νιφάδας χιονιού. Κατά τη διάρκεια της κρυστάλλωσης, τα μόρια του νερού υπόκεινται σε μια μέγιστη δύναμη έλξης και οι απωστικές δυνάμεις μειώνονται στο ελάχιστο. Κατά συνέπεια, τα μόρια του νερού παρατάσσονται σε δεδομένους χώρους σε μια συγκεκριμένη διάταξη, όπως για να καταλαμβάνουν χώρο και να διατηρούν τη συμμετρία.

4. Είναι αλήθεια ότι δεν υπάρχουν δύο νιφάδες χιονιού όμοιες;

Ναι και ΟΧΙ. Δεν υπάρχουν δύο νιφάδες χιονιού πανομοιότυπες, μέχρι τον ακριβή αριθμό των μορίων του νερού, το σπιν ηλεκτρονίων, τα ισότοπα υδρογόνου και οξυγόνου κ.λπ. Από την άλλη πλευρά, δύο νιφάδες χιονιού μπορεί να φαίνονται ίδιες, και κάθε νιφάδα χιονιού πιθανότατα είχε το πρωτότυπό της σε κάποια στιγμή της ιστορίας. Η δομή μιας νιφάδας χιονιού αλλάζει συνεχώς ανάλογα με τις περιβαλλοντικές συνθήκες και υπό την επίδραση πολλών παραγόντων, επομένως φαίνεται απίθανο δύο νιφάδες χιονιού να είναι πανομοιότυπες.

5. Αν το νερό και ο πάγος είναι διάφανα, γιατί το χιόνι φαίνεται λευκό;

Η σύντομη απάντηση είναι ότι οι νιφάδες χιονιού έχουν τόσες πολλές ανακλαστικές επιφάνειες που διασκορπίζουν το φως σε όλα του τα χρώματα, γι' αυτό και το χιόνι φαίνεται λευκό. Η μεγάλη απάντηση έχει να κάνει με το πώς αντιλαμβάνεται το ανθρώπινο μάτι το χρώμα. Παρόλο που η πηγή φωτός μπορεί να μην είναι πραγματικά «λευκή» (για παράδειγμα, το ηλιακό φως, τα φώτα φθορισμού και τα φώτα πυρακτώσεως έχουν όλα ένα συγκεκριμένο χρώμα), ο ανθρώπινος εγκέφαλος αντισταθμίζει την πηγή φωτός. Έτσι, παρόλο που το φως του ήλιου είναι κίτρινο και το φως που διαχέεται από το χιόνι είναι επίσης κίτρινο, ο εγκέφαλος βλέπει το χιόνι όσο το δυνατόν πιο λευκό, επειδή ολόκληρη η εικόνα που λαμβάνει ο εγκέφαλος έχει μια κίτρινη απόχρωση, η οποία αφαιρείται αυτόματα.

Συμπεράσματα:

1. Οι νιφάδες χιονιού είναι μια ειδική μορφή πάγου νερού.

2. Η θερμοκρασία, τα ρεύματα αέρα, η υγρασία είναι παράγοντες που επηρεάζουν το σχήμα και το μέγεθος μιας νιφάδας χιονιού.

3. Είναι η σειρά των μορίων του νερού που καθορίζει τη συμμετρία μιας νιφάδας χιονιού.

τους σε πραγματικούς κρυστάλλους χιονιού.

Εργασία 2

Πάγος και νερό στη φύση.

Το έργο εκτελέστηκε από την Guseva Alina

Στόχος: μάθετε κάτι νέο.

Καθήκοντα :

Εξετάστε την έννοια του νερού στη φύση.

Κατανοήστε τις ιδιότητες και τα είδη του νερού.

Εξοικειωθείτε με τις βασικές ιδιότητες του πάγου νερού.

Διευρύνετε τις γνώσεις σας σχετικά με το νερό γενικά.

Νερό (οξείδιο του υδρογόνου) - μια δυαδική ανόργανη ένωση, χημικός τύπος H2O. Ένα μόριο νερού αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου, τα οποία συνδέονται με ομοιοπολικό δεσμό. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα διαφανές υγρό, άχρωμο, άοσμο και άγευστο. Στη στερεή κατάσταση ονομάζεται πάγος, χιόνι ή παγετός και στην αέρια κατάσταση ονομάζεται υδρατμός. Το νερό μπορεί να υπάρχει και με τη μορφή υγρών κρυστάλλων.

Περίπου το 71% της επιφάνειας της Γης καλύπτεται με νερό (ωκεανοί, θάλασσες, λίμνες, ποτάμια, πάγος) - 361,13 εκατομμύρια km2. Στη Γη, περίπου το 96,5% του νερού προέρχεται από τους ωκεανούς (1,7% των παγκόσμιων αποθεμάτων είναι υπόγεια ύδατα, άλλο 1,7% σε παγετώνες και καλύμματα πάγου στην Ανταρκτική και τη Γροιλανδία, ένα μικρό μέρος σε ποτάμια, λίμνες και βάλτους και 0,001% σε σύννεφα ). Το μεγαλύτερο μέρος του νερού της γης είναι αλμυρό και είναι ακατάλληλο για γεωργία και πόσιμο. Το μερίδιο του γλυκού νερού είναι περίπου 2,5%.

Το νερό είναι ένας καλός εξαιρετικά πολικός διαλύτης. Υπό φυσικές συνθήκες περιέχει πάντα διαλυμένες ουσίες (άλατα, αέρια). Το νερό είναι καθοριστικής σημασίας για τη δημιουργία και τη διατήρηση της ζωής στη Γη, στη χημική δομή των ζωντανών οργανισμών, στη διαμόρφωση του κλίματος και του καιρού. Είναι μια ουσιαστική ουσία για όλα τα έμβια όντα στον πλανήτη Γη.

Στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, το νερό βρίσκεται με τη μορφή μικρών σταγονιδίων, σε σύννεφα και ομίχλη, αλλά και με τη μορφή ατμού. Κατά τη συμπύκνωση απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα με τη μορφή βροχοπτώσεων (βροχή, χιόνι, χαλάζι, δροσιά). Το νερό είναι μια εξαιρετικά κοινή ουσία στο διάστημα, ωστόσο, λόγω της υψηλής πίεσης εντός του υγρού, το νερό δεν μπορεί να υπάρχει σε υγρή κατάσταση στο κενό του χώρου, γι' αυτό και υπάρχει μόνο με τη μορφή ατμού ή πάγου.

Τύποι νερού.

Το νερό στη Γη μπορεί να υπάρχει σε τρεις κύριες καταστάσεις - υγρό, αέριο και στερεό και παίρνει διάφορες μορφές που μπορούν να συνυπάρχουν ταυτόχρονα: υδρατμοί και σύννεφα στον ουρανό, θαλασσινό νερό και παγόβουνα, παγετώνες και ποτάμια στην επιφάνεια της γης , υδροφορείς στη γη. Το νερό συχνά χωρίζεται σε τύπους σύμφωνα με διαφορετικές αρχές. Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά προέλευσης, σύνθεσης ή εφαρμογής, διακρίνουν μεταξύ άλλων: μαλακό και σκληρό νερό - ανάλογα με την περιεκτικότητα σε κατιόντα ασβεστίου και μαγνησίου. Σύμφωνα με τα ισότοπα του υδρογόνου στο μόριο: ελαφρύ (σε σύνθεση σχεδόν ίδια με την κανονική), βαρύ (δευτέριο), υπερβαρύ νερό (τρίτιο). Διακρίνονται επίσης: φρέσκο, βροχή, θάλασσα, ορυκτό, υφάλμυρο, πόσιμο, βρύσης, αποσταγμένο, απιονισμένο, απαλλαγμένο από πυρετογόνα, ιερό, δομημένο, λιωμένο, υπόγειο, απόβλητα και επιφανειακά νερά.

Φυσικές ιδιότητες.

Νερό υπό κανονικές συνθήκες διατηρεί υγρή κατάσταση, ενώ παρόμοιες ενώσεις υδρογόνου είναι τα αέρια (H2S, CH4, HF). Λόγω της μεγάλης διαφοράς στην ηλεκτραρνητικότητα μεταξύ των ατόμων υδρογόνου και οξυγόνου, τα νέφη ηλεκτρονίων στρέφονται έντονα προς το οξυγόνο. Για το λόγο αυτό, ένα μόριο νερού έχει μεγάλη διπολική ροπή(D = 1,84, δεύτερο μόνο μετά το υδροκυανικό οξύ). Στη θερμοκρασία μετάβασης στη στερεά κατάσταση, τα μόρια του νερού ταξινομούνται, κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας οι όγκοι των κενών μεταξύ των μορίων αυξάνονται και η συνολική πυκνότητα του νερού μειώνεται, γεγονός που εξηγεί τον λόγο χαμηλότερη πυκνότητα νερού στη φάση του πάγου. Κατά την εξάτμιση, αντίθετα, όλοι οι δεσμοί σπάνε. Το σπάσιμο των δεσμών απαιτεί πολλή ενέργεια, γι' αυτό και το νερό το περισσότερο υψηλή ειδική θερμοχωρητικότηταμεταξύ άλλων υγρών και στερεών. Για να θερμανθεί ένα λίτρο νερού κατά ένα βαθμό, απαιτούνται 4,1868 kJ ενέργειας. Λόγω αυτής της ιδιότητας, το νερό χρησιμοποιείται συχνά ως ψυκτικό. Εκτός από την υψηλή ειδική θερμοχωρητικότητα του, το νερό έχει επίσης υψηλές τιμές ειδικής θερμότητας τήξη(στους 0 °C - 333,55 kJ/kg) και εξάτμιση(2250 kJ/kg).

Το νερό έχει επίσης υψηλή επιφανειακή τάσηανάμεσα στα υγρά, δεύτερη μετά τον υδράργυρο. Το σχετικά υψηλό ιξώδες του νερού οφείλεται στο γεγονός ότι οι δεσμοί υδρογόνου εμποδίζουν τα μόρια του νερού να κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες. Το νερό είναι καλός διαλύτης πολικών ουσιών. Κάθε μόριο της διαλυμένης ουσίας περιβάλλεται από μόρια νερού και τα θετικά φορτισμένα μέρη του μορίου της διαλυμένης ουσίας προσελκύουν άτομα οξυγόνου και τα αρνητικά φορτισμένα μέρη προσελκύουν άτομα υδρογόνου. Δεδομένου ότι ένα μόριο νερού είναι μικρό σε μέγεθος, πολλά μόρια νερού μπορούν να περιβάλλουν κάθε μόριο διαλυμένης ουσίας. αρνητικό ηλεκτρικό δυναμικό της επιφάνειας.

Καθαρό νερό - καλό μονωτικό. Γιατί το νερό κάνει καλό διαλυτικό μέσο, μερικά άλατα είναι σχεδόν πάντα διαλυμένα σε αυτό, υπάρχουν δηλαδή θετικά και αρνητικά ιόντα στο νερό. Χάρη σε αυτό, το νερό μεταφέρει ηλεκτρισμό. Η ηλεκτρική αγωγιμότητα του νερού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της καθαρότητάς του.

Το νερό έχει δείκτης διάθλασης n=1,33στο οπτικό εύρος. Ωστόσο, απορροφά έντονα την υπέρυθρη ακτινοβολία και ως εκ τούτου οι υδρατμοί είναι το κύριο φυσικό αέριο του θερμοκηπίου, υπεύθυνο για περισσότερο από το 60% του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Πάγος - νερό σε στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης. Ο πάγος ονομάζεται μερικές φορές ορισμένες ουσίες σε στερεή κατάσταση συσσωμάτωσης, οι οποίες τείνουν να έχουν υγρή ή αέρια μορφή σε θερμοκρασία δωματίου. συγκεκριμένα ξηρό πάγο, πάγο αμμωνίας ή πάγο μεθανίου.

Βασικές ιδιότητες του πάγου νερού.

Επί του παρόντος, είναι γνωστές τρεις άμορφες ποικιλίες και 15 κρυσταλλικές τροποποιήσεις πάγου. Η διάτρητη κρυσταλλική δομή τέτοιου πάγου οδηγεί στο γεγονός ότι η πυκνότητά του (ίση με 916,7 kg/m στους 0 °C) είναι χαμηλότερη από την πυκνότητα του νερού (999,8 kg/m) στην ίδια θερμοκρασία. Επομένως, το νερό, μετατρέποντας σε πάγο, αυξάνει τον όγκο του κατά περίπου 9%. Πάγος, όντας ελαφρύτερος από το υγρό νερό, σχηματίζεται στην επιφάνεια των δεξαμενών, γεγονός που εμποδίζει το περαιτέρω πάγωμα του νερού.

Υψηλή ειδική θερμότητα σύντηξης ο πάγος, ίσος με 330 kJ/kg, είναι σημαντικός παράγοντας στην κυκλοφορία της θερμότητας στη Γη. Έτσι, για να λιώσετε 1 κιλό πάγου ή χιονιού, χρειάζεστε την ίδια ποσότητα θερμότητας που χρειάζεται για να θερμάνετε ένα λίτρο νερού κατά 80 °C. Ο πάγος βρίσκεται στη φύση με τη μορφή του ίδιου του πάγου (ηπειρωτικός, πλωτός, υπόγειος), καθώς και με τη μορφή χιονιού, παγετού κλπ. Υπό την επίδραση του ίδιου του βάρους του, ο πάγος αποκτά πλαστικές ιδιότητες και ρευστότητα. Ο φυσικός πάγος είναι συνήθως πολύ πιο καθαρός από το νερό, αφού όταν το νερό κρυσταλλώνεται, τα μόρια του νερού είναι τα πρώτα που σχηματίζονται στο πλέγμα.

Σε κανονική ατμοσφαιρική πίεση, το νερό γίνεται στερεό σε θερμοκρασία 0 °C και βράζει (μετατρέπεται σε υδρατμούς) σε θερμοκρασία 100 °C. Καθώς η πίεση μειώνεται, η θερμοκρασία τήξης του πάγου αυξάνεται αργά και το σημείο βρασμού του νερού μειώνεται. Σε πίεση 611,73 Pa (περίπου 0,006 atm), τα σημεία βρασμού και τήξης συμπίπτουν και γίνονται ίσα με 0,01 °C. Αυτή η πίεση και η θερμοκρασία ονομάζονται τριπλό σημείο νερού . Σε χαμηλότερες πιέσεις, το νερό δεν μπορεί να είναι υγρό και ο πάγος μετατρέπεται απευθείας σε ατμό. Η θερμοκρασία εξάχνωσης του πάγου πέφτει με τη μείωση της πίεσης. Σε υψηλή πίεση, υπάρχουν τροποποιήσεις του πάγου με θερμοκρασίες τήξης πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου.

Καθώς η πίεση αυξάνεται, η πυκνότητα των υδρατμών στο σημείο βρασμού αυξάνεται επίσης και αυτή του υγρού νερού μειώνεται. Σε θερμοκρασία 374 °C (647 K) και πίεση 22.064 MPa (218 atm), περνά το νερό κρίσιμο σημείο. Σε αυτό το σημείο, η πυκνότητα και οι άλλες ιδιότητες του υγρού και του αέριου νερού είναι ίδιες. Σε υψηλότερη πίεση και/ή θερμοκρασία, η διαφορά μεταξύ υγρού νερού και υδρατμών εξαφανίζεται. Αυτή η κατάσταση συνάθροισης ονομάζεται " υπερκρίσιμο υγρό».

Μπορεί να μπει νερό μετασταθερές καταστάσεις- υπερκορεσμένος ατμός, υπερθερμασμένο υγρό, υπερψυγμένο υγρό. Αυτές οι καταστάσεις μπορεί να υπάρχουν για μεγάλο χρονικό διάστημα, αλλά είναι ασταθείς και σε επαφή με μια πιο σταθερή φάση, εμφανίζεται μια μετάβαση. Για παράδειγμα, μπορείτε να πάρετε ένα υπερψυγμένο υγρό ψύχοντας καθαρό νερό σε καθαρό δοχείο κάτω από τους 0 °C, αλλά όταν εμφανιστεί ένα κέντρο κρυστάλλωσης, το υγρό νερό μετατρέπεται γρήγορα σε πάγο.

Δεδομένα .

Κατά μέσο όρο, το σώμα των φυτών και των ζώων περιέχει περισσότερο από 50% νερό.

Ο μανδύας της Γης περιέχει 10-12 φορές περισσότερο νερό από την ποσότητα νερού στον Παγκόσμιο Ωκεανό.

Εάν έλιωναν όλοι οι παγετώνες, η στάθμη του νερού στους ωκεανούς της γης θα ανέβαινε κατά 64 μέτρα και περίπου το 1/8 της επιφάνειας της γης θα πλημμύριζε με νερό.

Μερικές φορές το νερό παγώνει σε θετικές θερμοκρασίες.

Κάτω από ορισμένες συνθήκες (μέσα σε νανοσωλήνες), τα μόρια του νερού σχηματίζουν μια νέα κατάσταση στην οποία διατηρούν την ικανότητα να ρέουν ακόμη και σε θερμοκρασίες κοντά στο απόλυτο μηδέν.

Το νερό αντανακλά το 5% των ακτίνων του ήλιου, ενώ το χιόνι αντανακλά περίπου το 85%. Μόνο το 2% του ηλιακού φωτός διεισδύει κάτω από τον πάγο του ωκεανού.

Το μπλε χρώμα του καθαρού νερού των ωκεανών οφείλεται στην επιλεκτική απορρόφηση και διασπορά του φωτός στο νερό.

Χρησιμοποιώντας σταγόνες νερού από βρύσες, μπορείτε να δημιουργήσετε μια τάση έως και 10 κιλοβολτ, ένα πείραμα που ονομάζεται "Kelvin Dropper".

Το νερό είναι μια από τις λίγες ουσίες στη φύση που διαστέλλεται κατά τη μετάβαση από υγρό σε στερεό.

Συμπεράσματα:

Το νερό διατηρεί μια υγρή κατάσταση συσσωμάτωσης, έχει μεγάλη διπολική ροπή, υψηλή ειδική θερμοχωρητικότητα, τιμή εξάτμισης, υψηλή επιφανειακή τάση, αρνητικό ηλεκτρικό δυναμικό της επιφάνειας και είναι καλός μονωτής και διαλύτης.

Βιβλιογραφία

1. Νερό // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron: Σε 86 τόμους (82 τόμοι και 4 επιπλέον). - Αγία Πετρούπολη, 1890-1907.

2. Losev K. S. Νερό. - L.: Gidrometeoizdat, 1989. - 272 σελ.

3. Hydrobionts στον αυτοκαθαρισμό των υδάτων και στη βιογενή μετανάστευση στοιχείων. - Μ.: MAX-Press. 2008. 200 σελ. Πρόλογος Αντίστοιχου Μέλους. RAS V.V. Malakhova. (Σειρά: Επιστήμη. Εκπαίδευση. Καινοτομία. Τεύχος 9). ISBN 978-5-317-02625-7.

4. Σε ορισμένα ζητήματα διατήρησης της ποιότητας του νερού και του αυτοκαθαρισμού του // Υδατικοί πόροι. 2005. τ. 32. αρ. 3. σ. 337-347.

5. Andreev V. G. Η επίδραση της αλληλεπίδρασης ανταλλαγής πρωτονίων στη δομή του μορίου του νερού και την ισχύ του δεσμού υδρογόνου. Υλικά του V Διεθνούς Συνεδρίου «Τα τρέχοντα προβλήματα της επιστήμης στη Ρωσία». - Kuznetsk 2008, τ. 3 σελ. 58-62.

Οι επιστήμονες που αναλύουν δεδομένα από τον Κόκκινο Πλανήτη λένε ότι υπάρχει κάθε λόγος να πιστεύουμε ότι το Phoenix ανακάλυψε αυτό για το οποίο πετούσε - πάγο νερού κάτω από ένα λεπτό στρώμα εδάφους. Η απόδειξη είναι η εξάχνωση του φωτεινού υλικού που εκτέθηκε όταν αφαιρέθηκε το ανώτερο στρώμα του εδάφους.

Οι τελευταίες μέρες στον Άρη δεν ήταν εύκολες για την αμερικανική έρευνα. Οι ερευνητές άρχισαν να αναλύουν δείγματα εδάφους. Επιπλέον, έπρεπε να ξεπεράσουν μια σειρά από δυσκολίες. Μιλήσαμε για μια μερικώς μπλοκαρισμένη πόρτα σόμπας. Αλλά αυτή ήταν μόνο η αρχή.

Όταν τελικά τα δείγματα χύθηκαν στο κενό, αποδείχθηκε ότι το χώμα του Άρη ήταν κατά κάποιο τρόπο κολλημένο μεταξύ τους. Μεγάλοι κόκκοι προσκολλώνται μεταξύ τους και κανένας από αυτούς δεν θέλει να μπει στο φούρνο. Το γεγονός είναι ότι το άνοιγμα της σόμπας καλύπτεται με ένα προστατευτικό πλέγμα με τρύπες ενός χιλιοστού η καθεμία. Οι ερευνητές ήλπιζαν να θερμάνουν (για να αναλύσουν τα αέρια που προκύπτουν) τόσο μικρούς κόκκους άμμου.

Αργότερα, εφευρέθηκε ένας τρόπος για να «ξαναστραγγιστεί» το έδαφος. Η κουτάλα του ρομπότ έγινε για να δονείται πάνω από μια ανοιχτή σόμπα, έτσι ώστε τα μικρότερα σωματίδια του αρειανού βράχου να χύνονται σταδιακά στη σόμπα. Ομοίως, δείγματα άμμου μεταφέρθηκαν στο μικροσκόπιο.

Παρεμπιπτόντως, οι επιστήμονες εξηγούν τη συσσώρευση του εδάφους με την παρουσία πολύ μικρών σωματιδίων που γεμίζουν τα κενά μεταξύ μεγαλύτερων κόκκων, πιθανώς μαζί με ένα συγκεκριμένο συστατικό που παίζει το ρόλο του τσιμέντου.

Ένα δείγμα άμμου του Άρη κάτω από ένα μικροσκόπιο. Η γραμμή κλίμακας είναι ένα χιλιοστό (φωτογραφία NASA/JPL-Caltech/Πανεπιστήμιο της Αριζόνα).

Ένα δείγμα που λήφθηκε σε μικροσκόπιο αποκάλυψε περίπου χίλια μεμονωμένα σωματίδια, πολλά από τα οποία ήταν δέκα φορές μικρότερα από τη διάμετρο μιας ανθρώπινης τρίχας.

Οι ερευνητές λένε ότι είδαν τουλάχιστον τέσσερα διαφορετικά ορυκτά εδώ. Για παράδειγμα, υπάρχουν μεγάλα μαύρα υαλώδη σωματίδια και μικρά κόκκινα.

Οι ειδικοί πιστεύουν ότι αυτό το σύνολο αντικατοπτρίζει την ιστορία του εδάφους - φαίνεται ότι τα αρχικά σωματίδια ηφαιστειακής προέλευσης μειώθηκαν σε μέγεθος λόγω της διάβρωσης σε κόκκους με υψηλότερη συγκέντρωση σιδήρου.

Τώρα όσον αφορά τον πάγο. Οι επιστήμονες άρχισαν να έχουν «υποψίες» στις αρχές Ιουνίου. Αλλά η θέρμανση του πρώτου δείγματος στον φούρνο δεν αποκάλυψε σημάδια υδρατμών.

Αλλά οι ερευνητές του Άρη έλαβαν στοιχεία για την παρουσία πάγου χάρη στις φωτογραφίες της τάφρου Dodo-Goldilocks που έσκαψε το ρομπότ νωρίτερα (ή μάλλον, στην αρχή ήταν δύο γειτονικές τάφροι, οι οποίες αργότερα συνδυάστηκαν σε ένα, εξ ου και το διπλό όνομα). Οι λίγες ελαφριές συστάδες χώματος που υπήρχαν στην αρχή έχουν εξαφανιστεί σε μεταγενέστερα πλαίσια.

«Πρέπει να είναι πάγος», είπε ο επιστήμονας της αποστολής Peter Smith από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson. «Αυτά τα κομμάτια εξαφανίστηκαν σχεδόν εντελώς μέσα σε λίγες μέρες, κάτι που είναι τέλεια απόδειξη ότι πρόκειται για πάγο». Προηγουμένως, εκφράστηκε η ιδέα ότι τα φωτεινά υλικά είναι το αλάτι. Αλλά το αλάτι δεν μπορεί να εξατμιστεί».

Πάνω: Η τάφρο Dodo-Goldilocks γυρίστηκε στις 13 Ιουνίου. Το πλάτος αυτής της εγκοπής είναι 22 και το μήκος είναι 35 εκατοστά. Το μεγαλύτερο βάθος (η περιοχή στο κάτω μέρος του πλαισίου) φτάνει τα 8 εκατοστά. Παρακάτω: πλάνα που τραβήχτηκαν στις 15 και 18 Ιουνίου (η 20η και 24η αποστολή της αποστολής). Οι φωτεινές περιοχές γίνονται μικρότερες και στην κάτω αριστερή γωνία της τάφρου εξαφανίζονται αρκετοί κόκκοι ελαφρού υλικού (φωτογραφίες από NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University).

Επίσης, ενώ έσκαβε μια σειρά από χαρακώματα γύρω από τη συσκευή, το χέρι του ρομπότ συνάντησε σκληρό χώμα κάτω από ένα σχετικά λεπτό στρώμα μαλακού χώματος. Επιπλέον, στο ίδιο περίπου βάθος σε όλα τα ορύγματα.

Σήμερα θα μιλήσουμε για τις ιδιότητες του χιονιού και του πάγου. Αξίζει να διευκρινιστεί ότι ο πάγος δεν σχηματίζεται μόνο από το νερό. Εκτός από τον πάγο νερού, υπάρχει πάγος αμμωνίας και μεθανίου. Πριν από λίγο καιρό, οι επιστήμονες ανακάλυψαν τον ξηρό πάγο. Οι ιδιότητές του είναι μοναδικές, θα τις εξετάσουμε λίγο αργότερα. Σχηματίζεται όταν το διοξείδιο του άνθρακα παγώνει. Ο ξηρός πάγος πήρε το όνομά του λόγω του ότι όταν λιώνει δεν αφήνει λακκούβες. Το διοξείδιο του άνθρακα που περιέχεται σε αυτό εξατμίζεται αμέσως στον αέρα από την παγωμένη του κατάσταση.

Ορισμός πάγου

Πρώτα απ 'όλα, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον πάγο, ο οποίος λαμβάνεται από το νερό. Υπάρχει ένα κανονικό κρυσταλλικό πλέγμα μέσα του. Ο πάγος είναι ένα κοινό φυσικό ορυκτό που παράγεται όταν το νερό παγώνει. Ένα μόριο αυτού του υγρού συνδέεται με τέσσερα κοντινά. Οι επιστήμονες έχουν παρατηρήσει ότι μια τέτοια εσωτερική δομή είναι εγγενής σε διάφορους πολύτιμους λίθους και ακόμη και ορυκτά. Για παράδειγμα, το διαμάντι, η τουρμαλίνη, ο χαλαζίας, το κορούνδιο, το βηρύλιο και άλλα έχουν αυτή τη δομή. Τα μόρια συγκρατούνται σε απόσταση από ένα κρυσταλλικό πλέγμα. Αυτές οι ιδιότητες του νερού και του πάγου δείχνουν ότι η πυκνότητα αυτού του πάγου θα είναι μικρότερη από την πυκνότητα του νερού λόγω του οποίου σχηματίστηκε. Επομένως, ο πάγος επιπλέει στην επιφάνεια του νερού και δεν βυθίζεται σε αυτό.

Εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα πάγου

Ξέρετε πόσος πάγος υπάρχει στον πλανήτη μας; Σύμφωνα με πρόσφατες έρευνες επιστημόνων, υπάρχουν περίπου 30 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα παγωμένου νερού στον πλανήτη Γη. Όπως ίσως μαντέψατε, το μεγαλύτερο μέρος αυτού του φυσικού ορυκτού βρίσκεται στα πολικά καλύμματα πάγου. Σε ορισμένα σημεία το πάχος του καλύμματος πάγου φτάνει τα 4 χιλιόμετρα.

Πώς να πάρετε πάγο

Το να φτιάξεις πάγο δεν είναι καθόλου δύσκολο. Αυτή η διαδικασία δεν είναι δύσκολη και δεν απαιτεί ειδικές δεξιότητες. Αυτό απαιτεί χαμηλή θερμοκρασία νερού. Αυτή είναι η μόνη σταθερή συνθήκη για τη διαδικασία σχηματισμού πάγου. Το νερό θα παγώσει όταν το θερμόμετρο σας δείξει θερμοκρασία κάτω από 0 βαθμούς Κελσίου. Η διαδικασία κρυστάλλωσης ξεκινά στο νερό λόγω χαμηλών θερμοκρασιών. Τα μόριά του είναι ενσωματωμένα σε μια ενδιαφέρουσα διατεταγμένη δομή. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σχηματισμός κρυσταλλικού πλέγματος. Το ίδιο συμβαίνει στον ωκεανό, σε μια λακκούβα, ακόμα και στην κατάψυξη.

Έρευνα για τη διαδικασία κατάψυξης

Διεξάγοντας έρευνα για το θέμα της κατάψυξης του νερού, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι το κρυσταλλικό πλέγμα είναι χτισμένο στα ανώτερα στρώματα του νερού. Μικροσκοπικά ραβδιά πάγου αρχίζουν να σχηματίζονται στην επιφάνεια. Λίγο αργότερα παγώνουν μαζί. Χάρη σε αυτό, σχηματίζεται μια λεπτή μεμβράνη στην επιφάνεια του νερού. Τα μεγάλα σώματα νερού χρειάζονται πολύ περισσότερο χρόνο για να παγώσουν σε σύγκριση με τα στάσιμα νερά. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο άνεμος κυματίζει και κυματίζει την επιφάνεια μιας λίμνης, μιας λίμνης ή ενός ποταμού.

Τηγανίτες πάγου

Οι επιστήμονες έκαναν άλλη μια παρατήρηση. Εάν ο ενθουσιασμός συνεχιστεί σε χαμηλές θερμοκρασίες, τότε οι πιο λεπτές μεμβράνες συλλέγονται σε τηγανίτες με διάμετρο περίπου 30 εκ. Στη συνέχεια παγώνουν σε ένα στρώμα, το πάχος του οποίου είναι τουλάχιστον 10 εκ. Ένα νέο στρώμα πάγου παγώνει πάνω και κάτω από τις τηγανίτες πάγου. Αυτό δημιουργεί ένα παχύ και ανθεκτικό κάλυμμα πάγου. Η δύναμή του εξαρτάται από τον τύπο: ο πιο διαφανής πάγος θα είναι αρκετές φορές ισχυρότερος από τον λευκό πάγο. Οι περιβαλλοντολόγοι έχουν παρατηρήσει ότι ο πάγος 5 εκατοστών μπορεί να υποστηρίξει το βάρος ενός ενήλικα. Ένα στρώμα 10 cm μπορεί να αντέξει ένα επιβατικό αυτοκίνητο, αλλά πρέπει να θυμόμαστε ότι η έξοδος στον πάγο το φθινόπωρο και την άνοιξη είναι πολύ επικίνδυνη.

Ιδιότητες χιονιού και πάγου

Οι φυσικοί και οι χημικοί έχουν μελετήσει από καιρό τις ιδιότητες του πάγου και του νερού. Η πιο διάσημη και επίσης σημαντική ιδιότητα του πάγου για τον άνθρωπο είναι η ικανότητά του να λιώνει εύκολα ακόμα και σε μηδενική θερμοκρασία. Αλλά και άλλες φυσικές ιδιότητες του πάγου είναι επίσης σημαντικές για την επιστήμη:

ο πάγος είναι διαφανής, επομένως μεταδίδει καλά το ηλιακό φως.
άχρωμο - ο πάγος δεν έχει χρώμα, αλλά μπορεί εύκολα να χρωματιστεί χρησιμοποιώντας πρόσθετα χρώματος.
σκληρότητα - οι μάζες πάγου διατηρούν τέλεια το σχήμα τους χωρίς κανένα εξωτερικό κέλυφος.
Η ρευστότητα είναι μια ιδιαίτερη ιδιότητα του πάγου, εγγενής στο ορυκτό μόνο σε ορισμένες περιπτώσεις.
ευθραυστότητα - ένα κομμάτι πάγου μπορεί εύκολα να χωριστεί χωρίς μεγάλη προσπάθεια.
διάσπαση - ο πάγος σπάει εύκολα σε εκείνα τα μέρη όπου συγχωνεύεται κατά μήκος μιας κρυσταλλογραφικής γραμμής.

Πάγος: ιδιότητες μετατόπισης και καθαρότητας

Ο πάγος έχει υψηλό βαθμό καθαρότητας στη σύνθεσή του, αφού το κρυσταλλικό πλέγμα δεν αφήνει ελεύθερο χώρο για διάφορα ξένα μόρια. Όταν το νερό παγώνει, εκτοπίζει διάφορες ακαθαρσίες που κάποτε είχαν διαλυθεί σε αυτό. Με τον ίδιο τρόπο, μπορείτε να πάρετε καθαρό νερό στο σπίτι.

Αλλά ορισμένες ουσίες μπορούν να επιβραδύνουν τη διαδικασία κατάψυξης του νερού. Για παράδειγμα, αλάτι στο θαλασσινό νερό. Ο πάγος στη θάλασσα σχηματίζεται μόνο σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Παραδόξως, η διαδικασία της κατάψυξης του νερού κάθε χρόνο είναι ικανή να διατηρήσει τον αυτοκαθαρισμό διαφόρων ακαθαρσιών για πολλά εκατομμύρια χρόνια στη σειρά.

Τα μυστικά του ξηρού πάγου

Η ιδιαιτερότητα αυτού του πάγου είναι ότι περιέχει άνθρακα στη σύνθεσή του. Τέτοιος πάγος σχηματίζεται μόνο σε θερμοκρασία -78 μοίρες, αλλά λιώνει ήδη στους -50 βαθμούς. Ο ξηρός πάγος, οι ιδιότητες του οποίου σας επιτρέπουν να παραλείψετε το στάδιο των υγρών, παράγει αμέσως ατμό όταν θερμαίνεται. Ο ξηρός πάγος, όπως ο αντίστοιχος πάγος νερού, δεν έχει οσμή.

Γνωρίζετε πού χρησιμοποιείται ο ξηρός πάγος; Λόγω των ιδιοτήτων του, αυτό το ορυκτό χρησιμοποιείται κατά τη μεταφορά τροφίμων και φαρμάκων σε μεγάλες αποστάσεις. Και οι κόκκοι αυτού του πάγου μπορούν να σβήσουν τη φωτιά της βενζίνης. Επίσης, όταν λιώνει ο ξηρός πάγος, σχηματίζει μια πυκνή ομίχλη, γι' αυτό και χρησιμοποιείται σε σετ ταινιών για τη δημιουργία ειδικών εφέ. Εκτός από όλα τα παραπάνω, μπορείτε να πάρετε μαζί σας ξηρό πάγο στις πεζοπορίες και στο δάσος. Άλλωστε όταν λιώνει διώχνει τα κουνούπια, τα διάφορα παράσιτα και τα τρωκτικά.

Όσο για τις ιδιότητες του χιονιού, μπορούμε να παρατηρούμε αυτή την εκπληκτική ομορφιά κάθε χειμώνα. Μετά από όλα, κάθε νιφάδα χιονιού έχει το σχήμα ενός εξαγώνου - αυτό είναι αμετάβλητο. Αλλά εκτός από το εξαγωνικό σχήμα, οι νιφάδες χιονιού μπορεί να φαίνονται διαφορετικές. Ο σχηματισμός καθενός από αυτούς επηρεάζεται από την υγρασία του αέρα, την ατμοσφαιρική πίεση και άλλους φυσικούς παράγοντες.

Οι ιδιότητες του νερού, του χιονιού και του πάγου είναι εκπληκτικές. Είναι σημαντικό να γνωρίζετε μερικές ακόμη ιδιότητες του νερού. Για παράδειγμα, μπορεί να πάρει το σχήμα του δοχείου στο οποίο χύνεται. Όταν το νερό παγώνει, επεκτείνεται και έχει επίσης μνήμη. Είναι σε θέση να θυμάται τη γύρω ενέργεια και όταν παγώνει, «επαναφέρει» τις πληροφορίες που έχει απορροφήσει.

Εξετάσαμε το φυσικό ορυκτό - πάγος: τις ιδιότητες και τις ιδιότητές του. Συνεχίστε να μελετάτε την επιστήμη, είναι πολύ σημαντικό και χρήσιμο!