Vodeni led na Marsu je plitak. Izrada leda, ledena špilja, umjetni led, ledomat, jestivi led, kocke leda, ledena kuća, kocke leda, ledena voda

Nalazi se u stanju agregacije, koje ima tendenciju da ima plinoviti ili tekući oblik na sobnoj temperaturi. Svojstva leda počela su se proučavati prije više stotina godina. Prije dvjestotinjak godina znanstvenici su otkrili da voda nije jednostavan spoj, već složen kemijski element koji se sastoji od kisika i vodika. Nakon otkrića, formula vode postala je H2O.

Struktura leda

H 2 O sastoji se od dva atoma vodika i jednog atoma kisika. U mirnom stanju, vodik se nalazi na vrhovima atoma kisika. Ioni kisika i vodika trebali bi zauzimati vrhove jednakokračnog trokuta: kisik se nalazi u vrhu pravog kuta. Ova struktura vode naziva se dipol.

Led se sastoji od 11,2% vodika, a ostatak je kisik. Svojstva leda ovise o njegovoj kemijskoj strukturi. Ponekad sadrži plinovite ili mehaničke tvorevine – nečistoće.

Led se u prirodi pojavljuje u obliku nekoliko kristalnih vrsta koje stabilno zadržavaju svoju strukturu na temperaturama od nule do niže, ali na nuli i iznad počinje se topiti.

Kristalna struktura

Svojstva leda, snijega i pare potpuno su različita i ovise o U čvrstom stanju H 2 O okružuju četiri molekule koje se nalaze na uglovima tetraedra. Budući da je koordinacijski broj nizak, led može imati otvorenu strukturu. To se odražava na svojstva leda i njegovu gustoću.

Ledeni oblici

Led je jedna od najčešćih tvari u prirodi. Na Zemlji postoje sljedeće sorte:

Rijeka;
jezero;
pomorski;
firn;
ledenjak;
tlo.

Postoji led koji nastaje izravno sublimacijom, tj. iz parovitog stanja. Taj izgled poprima skeletni oblik (nazivamo ih snježne pahulje) i nakupine dendritskog i skeletnog rasta (inje, inje).

Jedan od najčešćih oblika su stalaktiti, odnosno ledenice. Rastu po cijelom svijetu: na površini Zemlje, u pećinama. Ova vrsta leda nastaje strujanjem kapljica vode kada je temperaturna razlika oko nula stupnjeva u jesensko-proljetnom razdoblju.

Formacije u obliku ledenih traka koje se pojavljuju uz rubove akumulacija, na granici vode i zraka, kao i uz rub lokvi, nazivaju se ledene obale.

Led se može formirati u poroznim tlima u obliku vlaknastih žilica.

Svojstva leda

Tvar može biti u različitim agregatnim stanjima. Na temelju toga postavlja se pitanje: koje se svojstvo leda očituje u ovom ili onom stanju?

Znanstvenici razlikuju fizikalna i mehanička svojstva. Svaki od njih ima svoje karakteristike.

Fizička svojstva

Fizička svojstva leda uključuju:

Gustoća. U fizici se nehomogen medij predstavlja granicom omjera mase tvari samog medija i volumena u kojem se nalazi. Gustoća vode, kao i drugih tvari, ovisi o temperaturi i tlaku. Tipično, izračuni koriste konstantnu gustoću vode jednaku 1000 kg/m3. Točniji pokazatelj gustoće uzima se u obzir samo kada je potrebno izvršiti vrlo precizne izračune zbog važnosti dobivenog rezultata razlike gustoće.
Pri izračunavanju gustoće leda uzima se u obzir kakva je voda postala led: kao što je poznato, gustoća slane vode je veća od gustoće destilirane vode.
Temperatura vode. Obično se javlja na temperaturi od nula stupnjeva. Procesi smrzavanja odvijaju se povremeno uz oslobađanje topline. Obrnuti proces (taljenje) događa se kada se apsorbira ista količina topline koja se oslobodila, ali bez skokova, već postupno.
U prirodi postoje uvjeti u kojima se voda prehladi, ali se ne smrzava. Neke rijeke zadržavaju tekuću vodu čak i na temperaturi od -2 stupnja.
količina topline koja se apsorbira kada se tijelo zagrije za svaki stupanj. Postoji specifični toplinski kapacitet, koji je karakteriziran količinom topline potrebnom za zagrijavanje kilograma destilirane vode za jedan stupanj.
Stišljivost. Drugo fizikalno svojstvo snijega i leda je stlačivost, koja utječe na smanjenje volumena pod utjecajem povećanog vanjskog tlaka. Recipročna veličina naziva se elastičnost.
Snaga leda.
Boja leda. Ovo svojstvo ovisi o apsorpciji svjetlosti i raspršenosti zraka, kao io količini nečistoća u smrznutoj vodi. Riječni i jezerski led bez stranih nečistoća vidljiv je u mekom plavom svjetlu. Morski led može biti potpuno drugačiji: plavi, zeleni, plavi, bijeli, smeđi ili imati čeličnu nijansu. Ponekad možete vidjeti crni led. Ovu boju dobiva zbog velikog broja minerala i raznih organskih nečistoća.

Mehanička svojstva leda

Mehanička svojstva leda i vode određena su njihovom otpornošću na utjecaj vanjske okoline u odnosu na jedinicu površine. Mehanička svojstva ovise o strukturi, salinitetu, temperaturi i poroznosti.

Led je elastična, viskozna, plastična tvorevina, ali postoje uvjeti pod kojima postaje tvrd i vrlo krt.

Morski i slatkovodni led razlikuju se: prvi je mnogo fleksibilniji i manje izdržljiv.

Prilikom prolaska brodova moraju se uzeti u obzir mehanička svojstva leda. Ovo je također važno kada koristite ledene ceste, prijelaze i drugo.

Voda, snijeg i led imaju slična svojstva koja određuju karakteristike tvari. Ali u isto vrijeme, na ova očitanja utječu mnogi drugi čimbenici: temperatura okoline, nečistoće u krutoj tvari, kao i početni sastav tekućine. Led je jedna od najzanimljivijih tvari na Zemlji.

Led- ovo je dobro poznato, većini nas, čvrsto stanje vode koje možemo susresti u prirodnim uvjetima. U svakodnevnom životu često koristimo njegova jedinstvena svojstva.

Nastaje kada temperatura vode padne ispod 0 stupnjeva Celzijusa. Ta se temperatura naziva temperaturom kristalizacije vode. led se, poput snijega, sastoji od kristala leda, čije oblike možete pronaći u našem članku.

Navedimo neke precizne definicije.

Veliki enciklopedijski rječnik
Led je voda u čvrstom stanju. Postoji 11 poznatih kristalnih modifikacija leda i amorfnog leda. U prirodi je pronađen samo jedan oblik leda - s gustoćom od 0,92 g/cm³, toplinskim kapacitetom od 2,09 kJ/(kg.K) na 0°C, toplinom taljenja od 324 kJ/kg, koja se javlja u sam oblik leda (kontinentalni, plutajući, podzemni), snijeg i mraz. Na Zemlji cca. 30 milijuna km³ leda. Služi za čuvanje i hlađenje hrane. proizvodi, proizvodnja slatke vode, u medicini.
Veliki enciklopedijski rječnik. 2000. godine

Pomorski rječnik
Led ima manju gustoću od tekuće vode, zbog čega ne tone. Ovo svojstvo je anomalno; u pravilu većina tvari ima visoku gustoću u čvrstom stanju. Niža gustoća leda ukazuje na to da se voda smrzavanjem povećava u volumenu. Ovu činjenicu treba uzeti u obzir u svakodnevnom životu. Na primjer, ako se vodoopskrbni sustav smrzne, led koji nastaje tijekom tog procesa može "slomiti" cijevi, što je, u principu, svima dobro poznato.
Nabrojimo najznačajnija svojstva leda (neka smo već opisali gore).
Svojstva leda
Temperatura stvaranja leda - 0°C;
Volumen leda je veći od volumena tekuće vode, tj. gustoća leda manja je od gustoće tekuće vode, specifična težina leda na 0° = 0,917 i, sukladno tome, specifična težina vode na 0° = 0,9999;
S daljnjim smanjenjem temperature, led se steže, što objašnjava pukotine u velikim ledenim prostorima;
Toplinski kapacitet leda je gotovo 2 puta manji od kapaciteta vode;
Ledište morske vode je više od slatke vode i iznosi ~ 1,80C (pod uvjetom da je salinitet vode na razini ponderiranog prosjeka za svjetske oceane).

Led i njegove sorte
Led u tlu je led nastao unutar granica zemljine kore;
Riječni led;
Led nastaje kada se jezera zalede;
Morski led.

Primjena leda
Led ima mnoge ekonomske namjene. Koristi se za snižavanje temperature prehrambenih proizvoda, čime se značajno povećava njihov vijek trajanja. Sasvim je očito da je u tom kontekstu proizvodnja umjetnog leda, ili da tako kažemo umjetne hladnoće, od posebne važnosti. Led se također široko koristi u medicini za pružanje i izvođenje niza specifičnih postupaka. Kockice leda naširoko se koriste u kozmetičkim postupcima iu kulinarstvu, posebno pri pripremi pića.
Led je građevinski materijal za takve važne objekte za naš planet kao što su ledenjaci, koji su pokazatelji i regulatori mnogih procesa koji se odvijaju na našem planetu. Naša publikacija posvećena je ledenjacima -

Posao 1

Snježne pahulje kao fenomen fizike

Radove je izveo Daniil Kholodyakov

Ciljevi: naučiti više o snježnim pahuljama s MKT gledišta

Ciljevi: razumjeti prirodu formiranja snježnih pahulja

1. Formiranje snježnih pahulja

2. Oblici pahuljica

3. Kristalna simetrija

4. Identične snježne pahulje

5. Boja i svjetlo

6. Dodatni materijali

1. Jeste li ikada pogledali pahulju i zapitali se kako nastaje i zašto se razlikuje od ostalih vrsta snijega koje ste prije vidjeli?

Snježne pahulje su poseban oblik vodenog leda. Snježne pahulje nastaju u oblacima koji se sastoje od vodene pare. Kada je temperatura 32°F (0°C) ili niža, voda se pretvara iz tekućeg oblika u led. Nekoliko čimbenika utječe na stvaranje snježnih pahulja. Temperatura, strujanje zraka, vlaga - sve to utječe na njihov oblik i veličinu. Prljavština i prašina mogu se pomiješati u vodi i promijeniti težinu i trajnost kristala. Čestice prljavštine čine snježnu pahulju težom, mogu je učiniti podložnom topljenju i mogu uzrokovati pukotine i lomove u kristalu. Formiranje snježne pahulje je dinamičan proces. Pahulja se može susresti s mnogo različitih uvjeta okoline, ponekad se otapa, ponekad raste - struktura pahulje neprestano se mijenja.

2. Koji su najčešći oblici pahuljica?

Tipično, šesterokutni kristali nastaju u visokim oblacima; iglice ili plosnati šestostrani kristali nastaju u oblacima srednje visine, a široki izbor šestostranih oblika nastaje u niskim oblacima. Niže temperature stvaraju snježne pahulje s oštrijim vrhovima na stranama kristala i mogu dovesti do grananja strelica. Snježne pahulje proizvedene u toplijim uvjetima rastu sporije, što rezultira glatkijim, manje složenim oblikom.

0; -3°C - Tanke šesterokutne ploče

3; -6° C - Iglice

6; -10°C - Šuplji stupovi

10; -12°C - Sektorske ploče (šesterokuti s udubljenjima)

12; -15°C - Dendriti (čipkasti šesterokutni oblici)

3. Zašto su pahulje simetrične?

Prije svega, nisu sve pahulje iste sa svih strana. Nejednake temperature, prljavština i drugi čimbenici mogu uzrokovati da pahulja izgleda iskrivljeno. Međutim, istina je da su mnoge pahulje simetrične i vrlo složene strukture. To je zato što oblik snježne pahulje odražava unutarnji poredak molekula vode. Molekule vode u čvrstom stanju, poput snijega i leda, međusobno stvaraju slabe veze (nazvane vodikove veze). Ovi uređeni mehanizmi rezultiraju simetričnim, šesterokutnim oblikom snježne pahulje. Tijekom kristalizacije, molekule vode podložne su maksimalnoj sili privlačenja, a sile odbijanja svedene su na minimum. Posljedično, molekule vode poredaju se u određenim prostorima u određenom rasporedu, na primjer da zauzimaju prostor i održavaju simetriju.

4. Je li istina da ne postoje dvije iste pahulje?

Da i ne. Nijedna snježna pahulja nikada neće biti identična, sve do točnog broja molekula vode, spina elektrona, izotopa vodika i kisika itd. S druge strane, dvije pahulje mogu izgledati isto, a svaka je pahulja vjerojatno imala svoj prototip u nekom trenutku u povijesti. Struktura snježne pahulje stalno se mijenja prema uvjetima okoline i pod utjecajem mnogih čimbenika, pa se čini malo vjerojatnim da će dvije pahulje biti identične.

5. Ako su voda i led prozirni, zašto snijeg izgleda bijeli?

Kratak odgovor je da snježne pahulje imaju toliko reflektirajućih površina da raspršuju svjetlost u svim njezinim bojama, zbog čega snijeg izgleda bijelo. Dugi odgovor odnosi se na to kako ljudsko oko percipira boju. Iako izvor svjetlosti možda nije doista "bijel" (na primjer, sunčeva svjetlost, fluorescentna svjetla i svjetla sa žarnom niti imaju određenu boju), ljudski mozak kompenzira izvor svjetlosti. Dakle, iako je sunčeva svjetlost žuta, a svjetlo raspršeno od snijega je također žuto, mozak vidi snijeg što je moguće bjelji, jer cijela slika koju mozak prima ima žutu nijansu, koja se automatski oduzima.

Zaključci:

1. Snježne pahulje su poseban oblik vodenog leda.

2. Temperatura, strujanje zraka, vlažnost čimbenici su koji utječu na oblik i veličinu snježne pahulje.

3. Redoslijed molekula vode određuje simetriju snježne pahulje.

njih u prave snježne kristale.

Posao 2

Led i voda u prirodi.

Rad je izvela Guseva Alina

Cilj: naučiti nešto novo.

Zadaci:

Razmotriti značenje vode u prirodi;

Razumjeti svojstva i vrste vode;

Upoznati se s osnovnim svojstvima vodenog leda;

Proširite svoje znanje o vodi općenito.

Voda (vodikov oksid) - binarni anorganski spoj, kemijske formule H2O. Molekula vode sastoji se od dva atoma vodika i jednog atoma kisika, koji su povezani kovalentnom vezom. U normalnim uvjetima to je prozirna tekućina, bez boje, mirisa i okusa. U čvrstom stanju naziva se led, snijeg ili inje, a u plinovitom vodena para. Voda također može postojati u obliku tekućih kristala.

Oko 71% Zemljine površine prekriveno je vodom (oceani, mora, jezera, rijeke, led) – 361,13 milijuna km2. Na Zemlji otprilike 96,5% vode dolazi iz oceana (1,7% svjetskih rezervi su podzemne vode, još 1,7% u ledenjacima i ledenim kapama na Antarktiku i Grenlandu, mali dio u rijekama, jezerima i močvarama, a 0,001% u oblacima ). Većina vode na Zemlji je slana i nepogodna za poljoprivredu i piće. Udio slatke vode je oko 2,5%.

Voda je dobro visoko polarno otapalo. U prirodnim uvjetima uvijek sadrži otopljene tvari (soli, plinovi). Voda je ključna u nastanku i održavanju života na Zemlji, u kemijskoj strukturi živih organizama, u formiranju klime i vremena. To je bitna tvar za sva živa bića na planeti Zemlji.

U atmosferi našeg planeta voda se nalazi u obliku malih kapljica, u oblacima i magli, a također iu obliku pare. Prilikom kondenzacije uklanja se iz atmosfere u obliku oborina (kiša, snijeg, tuča, rosa). Voda je izuzetno česta tvar u svemiru, međutim, zbog visokog unutarfluidnog tlaka, voda ne može postojati u tekućem stanju u vakuumu svemira, zbog čega je prisutna samo u obliku pare ili leda.

Vrste vode.

Voda na Zemlji može postojati u tri glavna stanja - tekućem, plinovitom i krutom te poprimiti različite oblike koji mogu istovremeno koegzistirati jedni s drugima: vodena para i oblaci na nebu, morska voda i sante leda, ledenjaci i rijeke na površini Zemlje , vodonosnici u zemlji. Voda se često dijeli na vrste prema različitim principima. Prema značajkama podrijetla, sastava ili primjene, između ostalog razlikuju: meku i tvrdu vodu - prema sadržaju kationa kalcija i magnezija. Prema izotopima vodika u molekuli: lagana (po sastavu gotovo identična normalnom), teška (deuterij), superteška voda (tricij). Također se razlikuju: slatke, kišne, morske, mineralne, slane, pitke, iz slavine, destilirane, deionizirane, apirogene, svete, strukturirane, otopljene, podzemne, otpadne i površinske vode.

Fizička svojstva.

Voda pod normalnim uvjetima održava tekuće stanje, dok su slični vodikovi spojevi plinovi (H2S, CH4, HF). Zbog velike razlike u elektronegativnosti između atoma vodika i kisika, elektronski oblaci su jako pristrani prema kisiku. Iz tog razloga molekula vode ima veliki dipolni moment(D = 1,84, odmah iza cijanovodične kiseline). Na temperaturi prijelaza u čvrsto stanje molekule vode su uređene, tijekom tog procesa povećavaju se volumeni šupljina između molekula i smanjuje ukupna gustoća vode, što objašnjava razlog manja gustoća vode u fazi leda. Tijekom isparavanja, naprotiv, sve veze su prekinute. Za kidanje veza potrebno je mnogo energije, pa zato voda najviše visok specifični toplinski kapacitet između ostalih tekućina i krutina. Da bi se jedna litra vode zagrijala za jedan stupanj, potrebno je 4,1868 kJ energije. Zbog ovog svojstva, voda se često koristi kao rashladno sredstvo. Osim velikog specifičnog toplinskog kapaciteta voda ima i visoke specifične toplinske vrijednosti topljenje(na 0 °C - 333,55 kJ/kg) i isparavanje(2250 kJ/kg).

Voda također ima visoka površinska napetost među tekućinama, odmah iza žive. Relativno visoka viskoznost vode posljedica je činjenice da vodikove veze sprječavaju kretanje molekula vode različitim brzinama. Voda je dobro otapalo polarnih tvari. Svaka molekula otopljene tvari okružena je molekulama vode, pri čemu pozitivno nabijeni dijelovi molekule otopljene tvari privlače atome kisika, a negativno nabijeni dijelovi privlače atome vodika. Budući da je molekula vode male veličine, mnoge molekule vode mogu okružiti svaku molekulu otopljene tvari. Voda ima negativni električni potencijal površine.

Čista voda - dobar izolator. Jer voda je dobra otapalo, u njoj su gotovo uvijek otopljene neke soli, odnosno u vodi ima pozitivnih i negativnih iona. Zahvaljujući tome voda provodi struju. Električna vodljivost vode može se koristiti za određivanje njezine čistoće.

Voda ima indeks loma n=1,33 u optičkom rasponu. Međutim, snažno apsorbira infracrveno zračenje, pa je vodena para glavni prirodni staklenički plin, odgovoran za više od 60% efekta staklenika.

Led - voda u čvrstom agregatnom stanju. Ledom se ponekad nazivaju određene tvari u čvrstom agregacijskom stanju, koje imaju tendenciju da imaju tekući ili plinoviti oblik na sobnoj temperaturi; posebno suhi led, led od amonijaka ili led od metana.

Osnovna svojstva vodenog leda.

Trenutno su poznate tri amorfne vrste i 15 kristalnih modifikacija leda. Ažurna kristalna struktura takvog leda dovodi do činjenice da je njegova gustoća (jednaka 916,7 kg/m na 0 °C) niža od gustoće vode (999,8 kg/m) na istoj temperaturi. Stoga voda, pretvarajući se u led, povećava svoj volumen za oko 9%. Led, koji je lakši od tekuće vode, stvara se na površini rezervoara, što sprječava daljnje smrzavanje vode.

Visoka specifična toplina taljenja led, jednak 330 kJ/kg, važan je faktor u kruženju topline na Zemlji. Dakle, za topljenje 1 kg leda ili snijega potrebna vam je jednaka količina topline koliko je potrebno za zagrijavanje litre vode na 80 °C. Led se u prirodi nalazi u obliku samog leda (kontinentalni, plutajući, podzemni), kao i u obliku snijega, inja i dr. Pod utjecajem vlastite težine led dobiva plastična svojstva i fluidnost. Prirodni led je obično mnogo čišći od vode, budući da kada voda kristalizira, molekule vode su prve koje se formiraju u rešetku.

Pri normalnom atmosferskom tlaku voda postaje krutina na temperaturi od 0 °C, a vrije (prelazi u vodenu paru) na temperaturi od 100 °C. Kako se tlak smanjuje, temperatura taljenja leda polako raste, a vrelište vode opada. Pri tlaku od 611,73 Pa (oko 0,006 atm), vrelište i talište se podudaraju i postaju jednaki 0,01 °C. Taj tlak i temperatura nazivaju se trostruka točka vode . Pri nižim tlakovima voda ne može biti tekuća i led se pretvara izravno u paru. Temperatura sublimacije leda pada s padom tlaka. Pri visokom tlaku postoje modifikacije leda s temperaturama topljenja iznad sobne temperature.

S povećanjem tlaka povećava se i gustoća vodene pare na vrelištu, a smanjuje se gustoća tekuće vode. Na temperaturi od 374 °C (647 K) i tlaku od 22,064 MPa (218 atm), voda prolazi kritična točka. U ovom trenutku, gustoća i druga svojstva tekuće i plinovite vode su iste. Pri višem tlaku i/ili temperaturi razlika između tekuće vode i vodene pare nestaje. Ovo stanje agregacije naziva se " superkritična tekućina».

Voda može biti unutra metastabilna stanja- prezasićena para, pregrijana tekućina, prehlađena tekućina. Ta stanja mogu postojati dugo, ali su nestabilna i pri kontaktu sa stabilnijom fazom dolazi do prijelaza. Na primjer, možete dobiti prehlađenu tekućinu hlađenjem čiste vode u čistoj posudi ispod 0 °C, ali kada se pojavi centar kristalizacije, tekuća voda se brzo pretvara u led.

Podaci .

U prosjeku tijelo biljaka i životinja sadrži više od 50% vode.

Zemljin omotač sadrži 10-12 puta više vode od količine vode u Svjetskom oceanu.

Kad bi se svi ledenjaci otopili, razina vode u zemaljskim oceanima porasla bi za 64 m i oko 1/8 kopnene površine bilo bi preplavljeno vodom.

Ponekad se voda smrzava na pozitivnim temperaturama.

Pod određenim uvjetima (unutar nanocijevi), molekule vode stvaraju novo stanje u kojem zadržavaju sposobnost protoka čak i pri temperaturama blizu apsolutne nule.

Voda odbija 5% sunčevih zraka, dok snijeg odbija oko 85%. Samo 2% sunčeve svjetlosti prodire ispod oceanskog leda.

Plava boja čiste oceanske vode posljedica je selektivne apsorpcije i raspršenja svjetlosti u vodi.

Koristeći kapljice vode iz slavine, možete stvoriti napon do 10 kilovolti, eksperiment nazvan "Kelvin Dropper".

Voda je jedna od rijetkih tvari u prirodi koja se širi pri prijelazu iz tekućeg u kruto stanje.

Zaključci:

Voda zadržava tekuće agregatno stanje, ima veliki dipolni moment, visok specifični toplinski kapacitet, vrijednost isparavanja, visoku površinsku napetost, negativan električni potencijal površine, dobar je izolator i otapalo.

Književnost

1. Voda // Enciklopedijski rječnik Brockhausa i Efrona: U 86 svezaka (82 sveska i 4 dodatna). - Sankt Peterburg, 1890-1907.

2. Losev K. S. Voda. - L.: Gidrometeoizdat, 1989. - 272 str.

3. Hidrobionti u samopročišćavanju voda i biogene migracije elemenata. - M.: MAKS-Press. 2008. 200 str. Predgovor dopisnog člana. RAS V.V. Malakhova. (Serija: Znanost. Obrazovanje. Inovacije. Broj 9). ISBN 978-5-317-02625-7.

4. O nekim pitanjima održavanja kvalitete vode i njezinog samopročišćavanja // Vodni resursi. 2005. v. 32. broj 3. str. 337-347.

5. Andreev V. G. Utjecaj interakcije izmjene protona na strukturu molekule vode i čvrstoću vodikove veze. Materijali V. međunarodne konferencije "Aktualni problemi znanosti u Rusiji". - Kuznetsk 2008, vol. 3 str. 58-62.

Znanstvenici koji analiziraju podatke s Crvenog planeta kažu da postoji svaki razlog za vjerovanje da je Phoenix iskopao ono zbog čega je letio - vodeni led ispod tankog sloja tla. Dokaz je sublimacija svijetlog materijala koji je bio izložen nakon uklanjanja gornjeg sloja tla.

Posljednji dani na Marsu nisu bili laki za američku sondu. Istraživači su počeli analizirati uzorke tla. Štoviše, morali su prevladati niz poteškoća. Razgovarali smo o djelomično zaglavljenim vratima peći. Ali to je bio tek početak.

Kada su uzorci konačno izliveni u otvor, pokazalo se da je tlo Marsa nekako zalijepljeno. Velika zrna se lijepe jedno za drugo, a nijedno ne želi u pećnicu. Činjenica je da je otvor peći prekriven zaštitnom mrežicom s rupama od po milimetar. Istraživači su se nadali zagrijati (kako bi analizirali nastale plinove) upravo takva mala zrnca pijeska.

Kasnije je izumljen način za "ponovno naprezanje" tla. Robotova kutlača je natjerana da vibrira iznad otvorenog štednjaka, tako da su se najsitnije čestice marsovskog kamena postupno sipale u peć. Slično, uzorci pijeska su doneseni u mikroskop.

Inače, grudanje tla znanstvenici objašnjavaju prisutnošću vrlo sitnih čestica koje ispunjavaju praznine između većih granula, vjerojatno zajedno s određenom komponentom koja igra ulogu cementa.

Uzorak marsovskog pijeska pod mikroskopom. Mjerilo je jedan milimetar (foto NASA/JPL-Caltech/Sveučilište Arizona).

Uzorak uzet pod mikroskopom otkrio je oko tisuću pojedinačnih čestica, od kojih su mnoge bile deset puta manje od promjera ljudske vlasi.

Istraživači kažu da su ovdje vidjeli najmanje četiri različita minerala. Na primjer, postoje velike crne staklaste čestice i male crvene.

Stručnjaci vjeruju da ovaj skup odražava povijest tla - čini se da su izvorne čestice vulkanskog podrijetla smanjene u veličini kroz vremenske uvjete do zrnaca s višom koncentracijom željeza.

Sada što se tiče leda. Znanstvenici su počeli "sumnjati" još početkom lipnja. Ali zagrijavanje prvog uzorka u pećnici nije otkrilo nikakve znakove vodene pare.

Ali istraživači Marsa dobili su dokaze o prisutnosti leda zahvaljujući fotografijama rova Dodo-Goldilocks koji je ranije iskopao robot (ili bolje rečeno, u početku su to bila dva susjedna rova, koja su kasnije spojena u jednu, otuda dvostruko ime). Nekoliko svijetlih nakupina zemlje prisutnih na početku nestalo je u kasnijim okvirima.

"To mora biti led", rekao je znanstvenik misije Peter Smith sa Sveučilišta Arizona, Tucson. “Ove su grudice gotovo potpuno nestale u roku od nekoliko dana, što je savršen dokaz da se radi o ledu.” Ranije je izražena ideja da su svijetli materijali sol. Ali sol ne može ispariti.”

Gore: Dodo-Zlatokosa jarka snimljena 13. lipnja. Širina ovog usjeka je 22, a duljina 35 centimetara. Najveća dubina (područje na dnu okvira) doseže 8 centimetara. Dolje: snimke snimljene 15. i 18. lipnja (20. i 24. sol misije). Svijetla područja postaju manja, au donjem lijevom kutu rova nestaje nekoliko zrnaca laganog materijala (fotografije NASA/JPL-Caltech/Sveučilište Arizona/Texas A&M Sveučilište).

Također, dok je kopao niz rovova oko uređaja, ruka robota je naišla na tvrdo tlo ispod relativno tankog sloja mekog tla. Štoviše, na približno istoj dubini u svim rovovima.

Danas ćemo govoriti o svojstvima snijega i leda. Vrijedno je pojasniti da se led ne formira samo od vode. Osim vodenog leda, tu su i amonijačni i metanski led. Nedavno su znanstvenici izmislili suhi led. Njegova svojstva su jedinstvena, razmotrit ćemo ih malo kasnije. Nastaje smrzavanjem ugljičnog dioksida. Suhi led je dobio ime zbog činjenice da kada se otopi ne ostavlja lokve. Ugljikov dioksid koji se nalazi u njoj odmah isparava u zrak iz svog smrznutog stanja.

Definicija leda

Prije svega, pogledajmo pobliže led, koji se dobiva iz vode. Unutar njega je pravilna kristalna rešetka. Led je uobičajeni prirodni mineral koji nastaje kada se voda smrzne. Jedna molekula te tekućine veže se na četiri obližnje. Znanstvenici su primijetili da je takva unutarnja struktura svojstvena raznim dragim kamenjem, pa čak i mineralima. Na primjer, dijamant, turmalin, kvarc, korund, beril i drugi imaju ovu strukturu. Molekule na udaljenosti drži kristalna rešetka. Ova svojstva vode i leda ukazuju na to da će gustoća takvog leda biti manja od gustoće vode zbog koje je nastao. Stoga led pluta na površini vode i ne tone u njoj.

Milijuni kvadratnih kilometara leda

Znate li koliko leda ima na našem planetu? Prema nedavnim istraživanjima znanstvenika, na planeti Zemlji postoji oko 30 milijuna četvornih kilometara smrznute vode. Kao što možda pretpostavljate, većina ovog prirodnog minerala nalazi se na polarnim ledenim kapama. Na nekim mjestima debljina ledenog pokrivača doseže 4 km.

Kako nabaviti led

Napraviti led uopće nije teško. Ovaj proces nije težak i ne zahtijeva nikakve posebne vještine. Za to je potrebna niska temperatura vode. To je jedini stalni uvjet za proces stvaranja leda. Voda će se smrznuti kada vaš termometar pokaže temperaturu ispod 0 stupnjeva Celzijusa. Proces kristalizacije počinje u vodi zbog niskih temperatura. Njegove molekule ugrađene su u zanimljivu uređenu strukturu. Taj se proces naziva stvaranjem kristalne rešetke. Isto je u oceanu, u lokvi, pa čak iu zamrzivaču.

Istraživanje procesa zamrzavanja

Provodeći istraživanje na temu smrzavanja vode, znanstvenici su došli do zaključka da je kristalna rešetka izgrađena u gornjim slojevima vode. Na površini se počinju stvarati mikroskopski štapići leda. Malo kasnije zajedno se smrzavaju. Zahvaljujući tome, na površini vode stvara se tanki film. Velikim vodenim površinama potrebno je puno više vremena da se smrznu u usporedbi s mirnom vodom. To je zbog činjenice da vjetar mreška i mreška površinu jezera, ribnjaka ili rijeke.

Ledene palačinke

Znanstvenici su iznijeli još jedno opažanje. Ako se uzbuđenje nastavi na niskim temperaturama, tada se najtanji filmovi skupljaju u palačinke promjera oko 30 cm. Zatim se smrzavaju u jedan sloj, debljine najmanje 10 cm. Novi sloj leda smrzava se na vrhu i na dnu od ledenih palačinki. To stvara debeli i izdržljivi ledeni pokrov. Njegova snaga ovisi o vrsti: najprozirniji led bit će nekoliko puta jači od bijelog leda. Ekolozi su primijetili da led od 5 centimetara može izdržati težinu odrasle osobe. Sloj od 10 cm može izdržati osobni automobil, ali treba zapamtiti da je izlazak na led u jesen i proljeće vrlo opasan.

Svojstva snijega i leda

Fizičari i kemičari dugo su proučavali svojstva leda i vode. Najpoznatije i također važno svojstvo leda za ljude je njegova sposobnost da se lako otopi čak i na nultoj temperaturi. Ali druga fizička svojstva leda također su važna za znanost:

led je proziran, pa dobro propušta sunčevu svjetlost;
bezbojnost - led nema boju, ali se lako može obojiti dodacima u boji;
tvrdoća - ledene mase savršeno zadržavaju svoj oblik bez ikakvih vanjskih školjki;
fluidnost je posebno svojstvo leda, svojstveno mineralu samo u nekim slučajevima;
krhkost - komad leda može se lako podijeliti bez puno napora;
cijepanje - led se lako lomi na onim mjestima gdje je spojen duž kristalografske linije.

Led: svojstva deplasmana i čistoće

Led ima visok stupanj čistoće u svom sastavu, budući da kristalna rešetka ne ostavlja slobodan prostor za različite strane molekule. Kada se voda smrzne, ona istiskuje razne nečistoće koje su nekad bile u njoj otopljene. Na isti način možete dobiti pročišćenu vodu kod kuće.

Ali neke tvari mogu usporiti proces smrzavanja vode. Na primjer, sol u morskoj vodi. Led u moru nastaje samo pri vrlo niskim temperaturama. Iznenađujuće, proces smrzavanja vode svake godine može održavati samopročišćavanje raznih nečistoća mnogo milijuna godina zaredom.

Tajne suhog leda

Posebnost ovog leda je da u svom sastavu sadrži ugljik. Takav se led formira tek na temperaturi od -78 stupnjeva, ali se topi već na -50 stupnjeva. Suhi led, čija svojstva vam omogućuju da preskočite fazu tekućina, odmah proizvodi paru kada se zagrije. Suhi led, poput vodenog leda, nema miris.

Znate li gdje se koristi suhi led? Zbog svojih svojstava ovaj se mineral koristi pri transportu hrane i lijekova na velike udaljenosti. A granule ovog leda mogu ugasiti vatru benzina. Također, kada se suhi led otopi, formira gustu maglu, zbog čega se koristi na filmskim setovima za stvaranje specijalnih efekata. Uz sve navedeno, suhi led možete ponijeti sa sobom na planinarenje i šumu. Uostalom, kada se otopi, odbija komarce, razne štetočine i glodavce.

Što se tiče svojstava snijega, ovu nevjerojatnu ljepotu možemo promatrati svake zime. Uostalom, svaka pahulja ima oblik šesterokuta - to je nepromijenjeno. Ali osim šesterokutnog oblika, snježne pahulje mogu izgledati drugačije. Na nastanak svake od njih utječu vlažnost zraka, atmosferski tlak i drugi prirodni čimbenici.

Svojstva vode, snijega i leda su nevjerojatna. Važno je znati još nekoliko svojstava vode. Na primjer, može poprimiti oblik posude u koju se ulijeva. Kada se voda smrzne, ona se širi i također ima memoriju. Sposoban je zapamtiti okolnu energiju, a kada se zamrzne, "resetira" informacije koje je apsorbirao.

Pogledali smo prirodni mineral - led: svojstva i njegove kvalitete. Nastavite proučavati znanost, to je vrlo važno i korisno!