למה קרח צף במים אם הם אותו חומר?

קרח צף במים בגלל הצפיפות. קרח הוא מצב מוצק של מים. למדינה זו יש מבנה מוגדר, צורה וכרכים. בדרך כלל הצפיפות של מוצק גדולה מזו של הנוזל, אבל ההפך קורה במקרה של מים.

בתנאי לחץ נורמלי (אטמוספרה אחת), קרח מתחיל להתרחש כאשר הטמפרטורה היא מתחת 0 ° C.

מים וצפיפותו

מולקולות המים נוצרות על ידי שני אטומי מימן ואטום חמצן אחד, עם הנוסחה הייצוגית של H2O.

בלחצים רגילים המים במצב נוזלי, בין 0 ל 100 ° C. כאשר המים נמצאים במצב זה, מולקולות לנוע עם מידה מסוימת של חופש, כי הטמפרטורה מספקת אנרגיה קינטית למולקולות.

כאשר המים מתחת 0 ° C המולקולות אין מספיק אנרגיה כדי לעבור מצד אחד למשנהו. להיות קרובים זה לזה, הם אינטראקציה אחד עם השני מסודרים בדרכים שונות.

כל המבנים הגבישיים שעל הקרח יכולים להיות סימטריים. ההסדר העיקרי הוא הקשרים עם הקשרים עם מימן שנותנים מרחב הרבה יותר גדול למבנה בהשוואה למים.

לכן, אם יותר מים מאשר קרח נכנס נפח נתון, ניתן לומר כי מצב מוצק של המים הוא פחות צפוף מאשר מצב נוזלי שלה..

בשל הבדל צפיפות זה, מתרחשת תופעת הקרח הצף במים.

חשיבותה של קרח

אנשים ובעלי חיים ברחבי העולם ליהנות ממאפיין זה של מים.

כאשר שכבות הקרח יוצרות על פני השטח של אגמים ונהרות, המינים החיים בתחתית יש טמפרטורה גבוהה במעט מ 0 ° C, כך תנאי המחיה הם נוחים יותר עבור אלה.

תושבי האזורים שבהם הטמפרטורות בדרך כלל יורדים הרבה לנצל את המאפיין הזה באגמים להחליק ולתרגל כמה ספורט.

מצד שני, אם צפיפות הקרח גדולה מזו של המים, הקרחות הגדולות יהיו מתחת לים ולא ישקפו את כל הקרניים שמגיעות אליהן.

זה יגדיל במידה ניכרת את הטמפרטורה הממוצעת של כדור הארץ. בנוסף, לא תהיה חלוקה של הים כפי שידוע כיום.

באופן כללי, הקרח הוא מאוד חשוב שכן יש לו מספר עצום של שימושים: מ משקאות מרעננים ושימור מזון כמה יישומים בתעשייה הכימית והפרמצבטית, בין היתר..

הפניות

1. Chang, R. (2014). כימיה (הבינלאומי, האחד-עשר, עורך). סינגפור: מקגרו היל.
2. Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, J. H. E., Scribe, R., Finney, J.L., Grothe, H., Uras-Aytiz, N. (2012). מבנים קרח, דפוסי, ותהליכים: מבט על פני icefields. ביקורות של פיסיקה מודרנית, 84 (2), 885-944. doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
3. Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S., & Hodgson, A. (2009). מבנה קרח חד-ממדי בנוי מחומשים. חומרי טבע, 8 (5), 427-431. doi: 10.1038 / nmat2403
4. Franzen, H. F., & Ng, C. Y. (1994). כימיה פיסיקאלית של מוצקים: עקרונות בסימטריה ויציבות של מוצקים גבישיים. רידג 'אדג', ניו ג 'רזי: סינגפור: עולם מדעי.
5. וארלי, א., האו, ט ', & McKechnie, א (2015). יישום קרח להפחתת כאב ונפיחות לאחר ניתוח טוחנת שלישית - סקירה שיטתית. כתב העת הבריטי של כירורגיה אוראלית ומקסילופציאלית, 53 (10), e57. doi: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
6. Bai, J., Angell, C.A, Zeng, X.C, & Stanley, H.E (2010). ללא ניעול monolayer clathrate ו דו קיום עם דו מימדי בצפיפות גבוהה הקרח. ההליכים של האקדמיה הלאומית למדעים של ארצות הברית, 107 (13), 5718-5722. doi: 10.1073 / pnas.0906437107