При каком условии образуется лёд? Отчего он тает?
Конечно, вопрос проще простого, тем более для взрослого человека. Не хочу писать «сухие» банальности, а постараюсь ответить на этот вопрос как можно интереснее. Вдруг кому-то пригодится. :)
Из чего и как образуется лед
На самом деле, утверждение о том, что лед образуется только из воды, не совсем верно. Ведь существует лед аммиачный и «сухой» — метановый, который не образует луж, а мгновенно испаряется. Но при каких условиях образуется привычный лед? Все достаточно просто: необходимо создать определенные температурные условия для воды — ниже 0°C. При соблюдении этого условия в воде начинается процесс кристаллизации, когда молекулы жидкости обретают упорядоченность, называемую кристаллической решеткой. Процесс начинается в верхних слоях, где поначалу образуются маленькие иголочки, что постепенно смерзаясь, становятся подобием пленки на поверхности.
В открытых водоемах это занимает несколько больше времени в виду того, что ветер передает колебания поверхности, поэтому неподвижная жидкость кристаллизуется быстрее. Однако присутствие примесей в воде может оказать влияние на порог замерзания, например, морская вода замерзает при более низкой температуре, чем обычная.
Почему тает лед
Как уже упоминалось, лед — вода, что благодаря температурным условиям кристаллизовалась. Следовательно, для обратного процесса, то есть перехода в жидкость, потребуется преодоление определенного температурного порога — +1°C. Можно сказать, что ежегодное замерзание зимой с последующим таянием, по сути, процесс самоочищения воды от различных примесей.
Свойства льда
С научной точки зрения можно выделить следующее:
- хрупкость — раскалывается при усилии;
- текучесть — при высоком давлении;
- твердость — прекрасно сохраняет форму;
- бесцветность — в идеале он не имеет цвета, но может обладать любым за счет добавок;
- прозрачность — пропускает свет.
Сам по себе он является исключительно чистым веществом, а все потому, что инородные молекулы не умещаются в кристаллической решетке. В процессе кристаллизации вода как бы вытесняет посторонние примеси.
Когда температура воздуха опускается ниже 0 градусов по Цельсию, меж частями воды промежутки начинают уменьшаться, частицы формируют так называемые решётки, которые смыкаются друг с другом, и образуется твердая фаза воды, которую мы называем льдом. Когда температура воздуха идёт на повышение, то частицы воды начинают разделяться, соответственно решётка, которая образовалась до этого, начинает разрушаться. Вода, которая стала льдом, начинает возвращаться в своё изначальное состояние, т.е становится жидкой.