Ľad pláva na vode kvôli svojej hustote. Ľad je tuhá voda. Tento stav má dobre definovanú štruktúru, tvar a objemy. Normálne je hustota tuhej látky vyššia ako hustota kvapaliny, ale opak je pravdou pre vodu.
Za normálnych tlakových podmienok (jedna atmosféra) sa ľad začína vyrábať, keď je teplota pod 0 ° C.
Voda a jej hustota
Molekuly vody sa skladajú z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka s reprezentatívnym vzorcom H2O.
Pri normálnom tlaku je voda v kvapalnom stave medzi 0 a 100 ° C. Keď je voda v tomto stave, molekuly sa pohybujú s určitým stupňom voľnosti, pretože táto teplota poskytuje molekulám kinetickú energiu.
Keď je voda pod 0 ° C, molekuly nemajú dostatok energie na pohyb z jednej strany na druhú. Keďže sú blízko seba, vzájomne interagujú a sú usporiadané rôznymi spôsobmi.
Všetky kryštalické štruktúry, ktoré môže mať ľad, sú symetrické. Hlavné usporiadanie je šesťuholníkové a s vodíkovými väzbami, ktoré dávajú štruktúre oveľa väčší priestor v porovnaní s vodou.
Ak teda pre daný objem vstúpi viac vody ako ľad, dá sa povedať, že tuhý stav vody je menej hustý ako tekutý stav.
V dôsledku tohto rozdielu v hustotách sa vyskytuje jav plávania na vode.
Dôležitosť ľadu
Ľudia a zvieratá z celého sveta ťažia z tejto vlastnosti vody.
Keďže na povrchoch jazier a riek sa tvoria ľadové pláty, druhy, ktoré obývajú dno, majú teplotu mierne nad 0 ° C, takže sú pre nich priaznivejšie životné podmienky.
Obyvatelia oblastí, kde teploty majú tendenciu veľa klesať, využívajú túto vlastnosť v jazerách na korčuľovanie a niektoré športy.
Na druhej strane, ak by bola hustota ľadu väčšia ako hustota vody, veľké čiapky by boli pod morom a neodrážali by všetky lúče, ktoré sa k nim dostanú.
To by výrazne zvýšilo priemernú teplotu planéty. Okrem toho by nedošlo k žiadnemu rozšíreniu morí, ako je známe.
Vo všeobecnosti je ľad veľmi dôležitý, pretože má nespočetné množstvo použití: od osviežujúcich nápojov a konzervovania potravín po niektoré aplikácie v chemickom a farmaceutickom priemysle, medzi inými.
Referencie
- Chang, R. (2014). chémia (medzinárodná; jedenásta; ed.). Singapur: McGraw Hill.
- Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, JHE, Escribano, R., Finney, JL, Grothe, H., Uras-Aytemiz, N. (2012). Štruktúry, vzory a procesy ľadu: Pohľad cez ľadové polia. Recenzia Modern Physics, 84 (2), 885-944. doi: 10,1103 / RevModPhys.84,885
- Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S. a Hodgson, A. (2009). Jednorozmerná ľadová štruktúra postavená z päťuholníkov. Nature Materials, 8 (5), 427-431. doi: 10,1038 / nmat2403
- Franzen, HF, & Ng, CY (1994). Fyzikálna chémia tuhých látok: Základné princípy symetrie a stability kryštalických tuhých látok. River Edge, NJ; Singapore;: World Scientific.
- Varley, I., Howe, T. a McKechnie, A. (2015). Aplikácia ľadu na zmiernenie bolesti a opuchov po chirurgickom zákroku tromi molármi - systematický prehľad. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 53 (10), e57. doi: 10,016 / j.bjoms.2015.08.062
- Bai, J., Angell, CA, Zeng, XC a Stanley, HE (2010). Jednovrstvový klatrát bez hosťa a jeho koexistencia s dvojrozmerným ľadom s vysokou hustotou. Zborník Národnej akadémie vied Spojených štátov amerických, 107 (13), 5718-5722. doi: 10,1073 / pnas.0906437107