O gelo é uma substância sólida que está em estado de agregação, que tende a ter uma forma gasosa ou líquida à temperatura ambiente. As propriedades do gelo começaram a ser estudadas há centenas de anos. Cerca de duzentos anos atrás, os cientistas descobriram que a água não é um composto simples, mas um elemento químico complexo que consiste em oxigênio e hidrogênio. Após a descoberta, a fórmula da água começou a se parecer com H2O.
A estrutura do gelo
H2O consiste em dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. Em repouso, o hidrogênio está localizado no topo do átomo de oxigênio. Os íons de oxigênio e hidrogênio devem ocupar os vértices de um triângulo isósceles: o oxigênio está localizado no topo de um ângulo reto. Essa estrutura da água é chamada de dipolo.
O gelo é 11,2% hidrogênio e o resto é oxigênio. As propriedades do gelo dependem de sua estrutura química. Às vezes contém formações gasosas ou mecânicas -impurezas.
O gelo é encontrado na natureza na forma de algumas espécies cristalinas que mantêm sua estrutura de forma estável em temperaturas de zero e abaixo, mas em zero e acima ele começa a derreter.
Estrutura de cristal
As propriedades do gelo, neve e vapor são completamente diferentes e dependem da estrutura dos cristais. No estado sólido H2O é cercado por quatro moléculas localizadas nos vértices do tetraedro. Como o número de coordenação é baixo, o gelo pode ter uma estrutura a céu aberto. Isso se reflete nas propriedades do gelo e sua densidade.
Formas de gelo
O gelo é uma das substâncias mais comuns na natureza. Na Terra, existem as seguintes variedades:
- rio;
- lago;
- marítimo;
- firny;
- negro glacial;
- terra.
Existe gelo que é formado diretamente por sublimação, ou seja, do estado de vapor. Essa visão assume uma forma esquelética (nós os chamamos de flocos de neve) e agregados de crescimento dendrítico e esquelético (geada, geada).
Uma das formas mais comuns são as estalactites, ou seja, pingentes de gelo. Eles crescem em todo o mundo: na superfície da Terra, em cavernas. Este tipo de gelo é formado pelo fluxo de gotas de água a uma diferença de temperatura de cerca de zero graus no período outono-primavera.
Formações em forma de faixas de gelo que aparecem ao longo das bordas dos reservatórios, na borda da água e do ar, bem como ao longo da borda das poças, são chamadas de bancos de gelo.
O gelo pode se formar em solos porosos na forma deveia.
Propriedades do gelo
Substância pode estar em diferentes estados. Com base nisso, surge a pergunta: qual propriedade do gelo se manifesta em um determinado estado?
Cientistas identificam propriedades físicas e mecânicas. Cada um deles tem suas próprias características.
Propriedades físicas
As propriedades físicas do gelo incluem:
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Densidade. Na física, um meio não homogêneo é representado pelo limite da razão entre a massa da substância do próprio meio e o volume em que está contido. A densidade da água, como outras substâncias, é uma função da temperatura e da pressão. Normalmente, uma densidade constante da água é usada nos cálculos, igual a 1000 kg/m3. Um indicador de densidade mais preciso é levado em consideração apenas quando é necessário fazer cálculos com muita precisão devido à importância do resultado da diferença de densidade.
Ao calcular a densidade do gelo, leva-se em consideração qual água virou gelo: como você sabe, a densidade da água salgada é maior que a da água destilada.
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Temperatura da água. Normalmente a cristalização da água ocorre a uma temperatura de zero graus. Os processos de congelamento ocorrem em s altos com a liberação de calor. O processo inverso (fusão) ocorre quando é absorvida a mesma quantidade de calor que foi liberada, mas sem s altos, mas de forma gradual.
Na natureza, existem condições em que a água é super-resfriada, mas não congela. Alguns rios permanecem líquidos mesmo a -2 graus.
- Capacidade de calor. Esta é a quantidade de calor que é absorvida quando o corpo é aquecido para cadagrau. Existe uma capacidade calorífica específica, que é caracterizada pela quantidade de calor necessária para aquecer um quilograma de água destilada em um grau.
- Compressibilidade. Outra propriedade física da neve e do gelo é a compressibilidade, que afeta a diminuição do volume sob a influência do aumento da pressão externa. A recíproca é chamada de elasticidade.
- Força do gelo.
- A cor do gelo. Essa propriedade depende da absorção da luz e do espalhamento dos raios, bem como da quantidade de impurezas na água congelada. O gelo de rios e lagos sem impurezas estranhas é visível na luz azul pálida. O gelo marinho pode ser completamente diferente: azul, verde, azul, branco, marrom, tem um tom de aço. Às vezes você pode ver gelo preto. Adquire esta cor devido à grande quantidade de minerais e diversas impurezas orgânicas.
Propriedades mecânicas do gelo
As propriedades mecânicas do gelo e da água são determinadas pela resistência ao ambiente externo em relação a uma unidade de área. As propriedades mecânicas dependem da estrutura, salinidade, temperatura e porosidade.
O gelo é uma formação elástica, viscosa e plástica, mas há condições em que se torna duro e muito quebradiço.
O gelo marinho e a água doce são diferentes: o primeiro é muito mais plástico e menos durável.
Quando os navios passam, as propriedades mecânicas do gelo devem ser levadas em consideração. Também é importante ao usar estradas de gelo, cruzamentos e muito mais.
Água, neve e gelo têmpropriedades semelhantes que definem as características de uma substância. Mas, ao mesmo tempo, muitos outros fatores influenciam essas leituras: temperatura ambiente, impurezas no sólido, bem como a composição inicial do líquido. O gelo é uma das substâncias mais interessantes da Terra.
