Nước đá là chất rắn ở trạng thái kết tụ, có xu hướng ở thể khí hoặc thể lỏng ở nhiệt độ thường. Các đặc tính của băng bắt đầu được nghiên cứu từ hàng trăm năm trước. Khoảng hai trăm năm trước, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nước không phải là một hợp chất đơn giản, mà là một nguyên tố hóa học phức tạp bao gồm oxy và hydro. Sau khi khám phá ra, công thức nước bắt đầu có dạng H2O.
Cấu trúc của băng
H2O bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Ở trạng thái nghỉ, hydro nằm ở đỉnh của nguyên tử oxy. Các ion oxy và hydro nên chiếm các đỉnh của tam giác cân: Oxy nằm ở đỉnh của một góc vuông. Cấu trúc này của nước được gọi là lưỡng cực.
Nước đá có 11,2% hydro và phần còn lại là oxy. Tính chất của nước đá phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của nó. Đôi khi nó chứa các thành tạo dạng khí hoặc cơ học -tạp chất.
Băng được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng một vài loại tinh thể giữ được cấu trúc ổn định ở nhiệt độ từ 0 trở xuống, nhưng ở nhiệt độ 0 trở lên thì bắt đầu tan chảy.
Cấu trúc tinh thể
Tính chất của băng, tuyết và hơi nước hoàn toàn khác nhau và phụ thuộc vào cấu trúc của các tinh thể. Ở trạng thái rắn H2O được bao quanh bởi bốn phân tử nằm ở các góc của tứ diện. Vì số lượng phối hợp thấp, băng có thể có cấu trúc mở. Điều này được phản ánh trong các đặc tính của băng và mật độ của nó.
Hình dạng băng
Nước đá là một trong những chất phổ biến nhất trong tự nhiên. Trên Trái đất, có những loại sau:
- sông;
- hồ;
- hàng hải;
- săn chắc;
- đen băng;
- đất.
Có băng được hình thành trực tiếp bởi sự thăng hoa, tức là từ trạng thái hơi. Chế độ xem này có dạng bộ xương (chúng tôi gọi là bông tuyết) và tổng hợp của sự phát triển của tua gai và bộ xương (sương muối, sương giá).
Một trong những dạng phổ biến nhất là thạch nhũ, tức là các dải băng. Chúng mọc ở khắp nơi trên thế giới: trên bề mặt Trái đất, trong các hang động. Loại băng này được hình thành do dòng chảy của những giọt nước ở nhiệt độ chênh lệch khoảng 0 độ trong tiết thu-xuân.
Sự hình thành ở dạng dải băng xuất hiện dọc theo rìa của các hồ chứa, ở biên giới của nước và không khí, cũng như dọc theo rìa của các vũng nước, được gọi là các bờ băng.
Nước đá có thể hình thành trong đất xốp ở dạng sợitĩnh mạch.
Thuộc tính băng
Chất có thể ở các trạng thái khác nhau. Dựa trên điều này, câu hỏi được đặt ra: tính chất nào của băng được biểu hiện ở trạng thái cụ thể?
Các nhà khoa học xác định các tính chất vật lý và cơ học. Mỗi người trong số họ có đặc điểm riêng của nó.
Tính chất vật lý
Các tính chất vật lý của nước đá bao gồm:
-
Mật độ. Trong vật lý, môi trường không đồng nhất được biểu thị bằng giới hạn của tỷ số giữa khối lượng của chất của chính môi trường với thể tích mà nó được bao bọc. Tỷ trọng của nước, giống như các chất khác, là một hàm của nhiệt độ và áp suất. Thông thường, tỷ trọng không đổi của nước được sử dụng trong tính toán, bằng 1000 kg / m3. Một chỉ số tỷ trọng chính xác hơn chỉ được tính đến khi cần tính toán thật chính xác do tầm quan trọng của kết quả chênh lệch tỷ trọng.
Khi tính tỷ trọng của nước đá, nó được tính đến nước nào trở thành băng: như bạn đã biết, tỷ trọng của nước muối cao hơn nước cất.
- Nhiệt độ nước. Thông thường sự kết tinh của nước xảy ra ở nhiệt độ không độ. Quá trình đóng băng xảy ra theo bước nhảy với sự giải phóng nhiệt. Quá trình ngược lại (nóng chảy) xảy ra khi cùng một lượng nhiệt được hấp thụ đã được giải phóng, nhưng không có bước nhảy mà là dần dần. Một số sông vẫn ở trạng thái lỏng thậm chí ở -2 độ.
- Nhiệt dung. Đây là nhiệt lượng được hấp thụ khi cơ thể được làm nóng cho mỗibằng. Có một nhiệt dung riêng, được đặc trưng bởi nhiệt lượng cần thiết để làm nóng một kg nước cất.
- Khả năng nén. Một tính chất vật lý khác của băng tuyết là khả năng nén, ảnh hưởng đến sự giảm thể tích dưới tác động của áp suất bên ngoài tăng lên. Tương hỗ được gọi là độ co giãn.
- Sức mạnh của băng.
- Màu của băng. Tính chất này phụ thuộc vào sự hấp thụ ánh sáng và sự tán xạ của các tia, cũng như lượng tạp chất trong nước đóng băng. Băng sông và hồ không có tạp chất lạ có thể nhìn thấy bằng ánh sáng xanh nhạt. Băng biển có thể hoàn toàn khác nhau: xanh lam, xanh lá cây, xanh lam, trắng, nâu, có sắc thái đậm. Đôi khi bạn có thể nhìn thấy băng đen. Nó có được màu này do chứa một lượng lớn khoáng chất và các tạp chất hữu cơ khác nhau.
Tính chất cơ học của nước đá
Tính chất cơ học của nước đá và nước được xác định bởi lực cản đối với môi trường bên ngoài liên quan đến một đơn vị diện tích. Tính chất cơ học phụ thuộc vào cấu trúc, độ mặn, nhiệt độ và độ xốp.
Nước đá là một chất dẻo, nhớt, đàn hồi, nhưng có những điều kiện mà nó trở nên cứng và rất giòn.
Đá biển và nước ngọt khác nhau: loại trước nhiều nhựa hơn và kém bền hơn.
Khi tàu đi qua, phải tính đến các đặc tính cơ học của băng. Điều quan trọng nữa là khi sử dụng đường băng, đường băng qua đường và hơn thế nữa.
Nước, tuyết và băng cótính chất tương tự quy định đặc tính của chất. Nhưng đồng thời, nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến các kết quả này: nhiệt độ môi trường, tạp chất trong chất rắn, cũng như thành phần ban đầu của chất lỏng. Băng là một trong những chất thú vị nhất trên Trái đất.
