Химическая формула льда. Водяной лед

Лёд - минерал с хим. формулой H 2 O , представляет собой воду в кристаллическом состоянии.
Химический состав льда: Н — 11,2%, О — 88,8%. Иногда содержит газообразные и твердые механические примеси.
В природе лёд представлен, главным образом, одной из нескольких кристаллических модификаций, устойчивой в интервале температур от 0 до 80°C, имеющей точку плавления 0°С. Известны 10 кристаллических модификаций льда и аморфный лёд. Наиболее изученным является лёд 1-й модификации - единственная модификация, обнаруженная в природе. Лёд встречается в природе в виде собственно льда (материкового, плавающего, подземного и др.), а также в виде снега, инея и т.д.

Смотрите так же:

СТРУКТУРА

Кристаллическая структура льда похожа на структуру : каждая молекула Н 2 0 окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, находящимися на одинаковых расстояниях от нее, равных 2,76Α и размещенных в вершинах правильного тетраэдра. В связи с низким координационным числом структура льда является ажурной, что влияет на его плотность (0,917). Лед имеет гексагональную пространственную решётку и образуется путём замерзания воды при 0°С и атмосферном давлении. Решётка всех кристаллических модификаций льда имеет тетраэдрическое строение. Параметры элементарной ячейки льда (при t 0°С): а=0,45446 нм, с=0,73670 нм (с - удвоенное расстояние между смежными основными плоскостями). При понижении температуры они меняются крайне незначительно. Молекулы Н 2 0 в решётке льда связаны между собой водородными связями. Подвижность атомов водорода в решётке льда значительно выше подвижности атомов кислорода, благодаря чему молекулы меняют своих соседей. При наличии значительных колебательных и вращательных движений молекул в решётке льда возникают трансляционные соскоки молекул из узла пространственной их связи с нарушением дальнейшей упорядоченности и образованием дислокаций. Этим объясняется проявление у льда специфических реологических свойств, характеризующих зависимость между необратимыми деформациями (течением) льда и вызвавшими их напряжениями (пластичность, вязкость, предел текучести, ползучесть и др.). В силу этих обстоятельств ледники текут аналогично сильно вязким жидкостям, и, таким образом, природные льды активно участвуют в круговороте воды на Земле. Кристаллы льда имеют относительно крупные размеры (поперечный размер от долей миллиметра до нескольких десятков сантиметров). Они характеризуются анизотропией коэффициента вязкости, величина которого может меняться на несколько порядков. Кристаллы способны к переориентации под действием нагрузок, что влияет на их метаморфизацию и скорости течения ледников.

СВОЙСТВА

Лёд бесцветен. В больших скоплениях он приобретает синеватый оттенок. Блеск стеклянный. Прозрачный. Спайности не имеет. Твердость 1,5. Хрупкий. Оптически положительный, показатель преломления очень низкий (n = 1,310, nm = 1,309). В природе известны 14 модификаций льда. Правда, все, кроме привычного нам льда, кристаллизующего в гексагональной сингонии и обозначающегося как лёд I , образуются в условиях экзотических - при очень низких температурах (порядка -110150 0С) и высоких давлениях, когда углы водородных связей в молекуле воды изменяются и образуются системы, отличные от гексагональной. Такие условия напоминают космические и не встречаются на Земле. Например, при температуре ниже –110 °С водяные пары выпадают на металлической пластине в виде октаэдров и кубиков размером в несколько нанометров - это так называемый кубический лед. Если температура чуть выше –110 °С, а концентрация пара очень мала, на пластине формируется слой исключительно плотного аморфного льда.

МОРФОЛОГИЯ

В природе лёд — очень распространенный минерал. В земной коре существует несколько разновидностей льда: речной, озёрный, морской, грунтовый, фирновый и глетчерный. Чаще он образует агрегатные скопления мелкокристаллических зерен. Известны также кристаллические образования льда, возникающие сублимационным путем, т. е. непосредственно из парообразного состояния. В этих случаях лед имеет вид скелетных кристаллов (снежинки) и агрегатов скелетного и дендритного роста (пещерный лёд, изморозь, иней и узоры на стекле). Крупные хорошо огранённые кристаллы встречаются, но очень редко. Н. Н. Стуловым описаны кристаллы льда северо-восточной части России, встреченные на глубине 55-60 м. от поверхности, имеющие изометрический и столбчатый облик, причем длина наибольшего кристалла равнялась 60 см., а диаметр его основания - 15 см. Из простых форм на кристаллах льда выявлены только грани гексагональной призмы (1120), гексагональной бипирамиды (1121) и пинакоида (0001).
Ледяные сталактиты, называемые в просторечии «сосульки», знакомы каждому. При перепадах температур около 0° в осенне-зимние сезоны они растут повсеместно на поверхности Земли при медленном замерзании (кристаллизации) стекающей и капающей воды. Они обычны также в ледяных пещерах.
Ледяные забереги представляют собой полосы ледяного покрова из льда, кристаллизующегося на границе вода-воздух вдоль краёв водоёмов и окаймляющие края луж, берега рек, озёр, прудов, водохранилищ, и тп. при незамерзающей остальной части водного пространства. При их полном срастании на поверхности водоёма образуется сплошной ледяной покров.
Лёд образует также параллельно-шестоватые агрегаты в виде волокнистых прожилков в пористых грунтах, а на их поверхности — ледяные антолиты.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Лёд образуется в основном в водных бассейнах при понижении температуры воздуха. На поверхности воды при этом появляется ледяная каша, сложенная из иголочек льда. Снизу на неё нарастают длинные кристаллики льда, у которых оси симметрии шестого порядка размещаются перпендикулярно к поверхности корочки. Соотношения между кристаллами льда при разных условиях образования показаны на рис. Лед распространен всюду, где имеется влага и где температура опускается ниже 0° С. В некоторых районах грунтовый лед оттаивает только на незначительную глубину, ниже которой начинается вечная мерзлота. Это так называемые районы вечной мерзлоты; в областях распространения многолетнемерзлых пород в верхних слоях земной коры встречаются так называемые подземные льды, среди которых различают современный и ископаемый подземный лёд. Не менее 10% всей площади суши Земли покрывают ледники, слагающая их монолитная ледяная порода носит название ледниковый лёд. Ледниковый лёд образуется в основном из скопления снега в результате его уплотнения и преобразования. Ледниковый покров занимает около 75% площади Гренландии и почти всю Антарктиду; самая большая мощность ледников (4330 м.) – установлена близ станции Бэрд (Антарктида). В центральной Гренландии толщина льда достигает 3200 м.
Месторождения льда общеизвестны. В местностях с холодной долгой зимой и коротким летом, а также в высокогорных районах образуются ледяные пещеры со сталактитами и сталагмитами, среди которых наиболее интересными являются Кунгурская в Пермской области Приуралья, а также пещера Добшине в Словакии.
В результате замерзания морской воды образуется морской лёд. Характерными свойствами морского льда являются солёность и пористость, которые определяют диапазон его плотности от 0,85 до 0,94 г/см 3 . Из-за такой малой плотности льдины возвышаются над поверхностью воды на 1/7-1/10 своей толщины. Морской лёд начинает таять при температуре выше -2,3° С; он более эластичен и труднее поддается раздроблению на части, чем лёд пресноводный.

ПРИМЕНЕНИЕ

В конце 1980-х годов лаборатория Аргонн разработала технологию изготовления ледяной гидросмеси (Ice Slurry), способной свободно течь по трубам различного диаметра, не собираясь в ледяные наросты, не слипаясь и не забивая системы охлаждения. Солёная водяная суспензия состояла из множества очень мелких ледяных кристалликов округлой формы. Благодаря этому сохраняется подвижность воды и, одновременно, с точки зрения теплотехники она представляет собой лёд, который в 5-7 раз эффективнее простой холодной воды в системах охлаждения зданий. Кроме того, такие смеси перспективны для медицины. Опыты на животных показали, что микрокристаллы смеси льда прекрасно проходят в довольно мелкие кровеносные сосуды и не повреждают клетки. «Ледяная кровь» удлиняет время, в течение которого можно спасти пострадавшего. Скажем, при остановке сердца это время удлиняется, по осторожным оценкам, с 10-15 до 30-45 минут.
Использование льда в качестве конструкционного материала широко распространено в приполярных регионах для строительства жилищ - иглу. Лёд входит в состав предложенного Д. Пайком материала Пайкерит, из которого предлагалось сделать самый большой в мире авианосец.

Лед (англ. Ice) — H 2 O

КЛАССИФИКАЦИЯ

Strunz (8-ое издание)	4/A.01-10
Nickel-Strunz (10-ое издание)	4.AA.05
Dana (8-ое издание)	4.1.2.1
Hey’s CIM Ref.	7.1.1

Учёные, анализирующие данные с Красной планеты, утверждают: есть все основания считать, что Phoenix раскопал то, зачем летел — водяной лёд под тонким слоем грунта. Доказательство — сублимация яркого материала, который оказался открыт при удалении верхнего пласта почвы.

Последние дни на Марсе для американского зонда сложились непросто. Исследователи приступили к анализу образцов грунта. Причём им пришлось преодолеть ряд трудностей. О частично заклинившей дверце печки мы рассказывали . Но это было только начало.

Когда пробы всё же высыпали в щель, оказалось, что почва Марса какая-то слипшаяся. Большие крупинки цепляются друг за друга, и ни одна не желает попадать в печь. Дело в том, что отверстие печки прикрыто защитной сеткой с отверстиями по одному миллиметру. Исследователи рассчитывали нагревать (чтобы выполнить анализ образовавшихся газов) именно такие небольшие песчинки.

Позже был придуман способ «переупрямить» грунт. Ковш робота заставили вибрировать над открытой печкой, так, чтобы самые мелкие частицы марсианской породы понемногу ссыпались в печь. Аналогично образцы песка были доставлены и в микроскоп.

Кстати, слипание грунта учёные объясняют присутствием очень мелких частиц, заполняющих промежутки между более крупными гранулами, возможно, вместе с неким компонентом, играющим роль цемента.

Образец марсианского песка в микроскопе. Масштабная линейка - один миллиметр (фото NASA/JPL-Caltech/University of Arizona).

Проба, попавшая в микроскоп, продемонстрировала около тысячи отдельных частиц, многие из которых — в десять раз меньше диаметра человеческого волоса.

Исследователи говорят, что увидели тут, по меньшей мере, четыре разных минерала. К примеру, там есть большие чёрные стекловидные частицы и маленькие красные.

Эксперты полагают, что этот набор отражает историю грунта — кажется, что первоначальные частицы вулканического происхождения за счёт выветривания сократились в размерах до крупинок с более высокой концентрацией железа.

Теперь относительно льда. "Подозрения" у учёных появились ещё в начале июня. Но нагрев первой пробы в печке признаков водяного пара не выявил.

Зато исследователи Марса получили доказательства присутствия льда благодаря снимкам траншеи «Додо-Златовласка» (Dodo-Goldilocks), вырытой роботом ранее (вернее, это сначала были две соседние траншеи, которые позже соединили в одну, отсюда и двойное имя). Несколько светлых комочков почвы, присутствующих вначале, исчезли на более поздних кадрах.

«Это должен быть лёд, - заявил научный руководитель миссии Питер Смит (Peter Smith) из университета Аризоны (University of Arizona, Tucson). — Эти комки практически полностью исчезли в течение нескольких дней, что есть идеальное доказательство того, что это — лёд. Ранее высказывалась идея, что яркие материалы — это соль. Но соль испариться не может».

Вверху: траншея Dodo-Goldilocks, отснятая 13 июня. Ширина этой выемки составляет 22, а длина 35 сантиметров. Наибольшая глубина (участок в нижней части кадра) достигает 8 сантиметров. Внизу: кадры, снятые уже 15 и 18 июня (20-й и 24-й сол миссии). Светлые участки становятся меньше, а в левом нижнем углу траншеи исчезает несколько гранул светлого материала (фотографии NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University).

Также при рытье ряда траншей вокруг аппарата рука робота наткнулась на жёсткий грунт под сравнительно тонким слоем мягкого. Причём примерно на одной и той же глубине во всех траншеях.

Ученые окончательно доказали наличие водяного льда на поверхности Луны. Впервые это удалось установить не косвенными, а прямыми наблюдениями с окололунной орбиты.

Лед на Луне нашли в приполярных районах в так называемых холодных ловушках - постоянно затемненных областях вокруг полюсов, где царят крайне низкие температуры. Корреспондент.net рассказывает подробности.

Вода на Луне

Астрономы впервые нашли прямые доказательства присутствия слоя водяного льда на поверхности в приполярных районах Луны, говорится в статье , опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Небольшой наклон оси вращения Луны, Меркурия и Цереры по отношению к плоскости эклиптики давно наталкивал ученых на мысль о том, что в полярных областях этих тел Солнечной системы могут существовать особенности рельефа, образующие вечно затененные места, в которые никогда не попадает солнечный свет.

Как следствие, температура в таких местах должна быть очень низкой и определяться лишь потоками тепла из недр и отраженным от соседних стенок светом.

Считается, что такие места, как правило это кратеры, должны выступать ловушками для летучих веществ, и в первую очередь, для воды, которая может накапливаться там в течение долгого времени.

"Большая часть льда находится в тени кратеров рядом с полюсами, где температура не поднимается выше -156,5 градуса по Цельсию. Солнечный свет никогда не поступает в эти части поверхности из-за небольшого наклона оси вращения Луны", - говорится в заявлении NASA об открытии.

Ранее свидетельства присутствия водяного льда на Луне находил зонд Lunar Reconaissance Orbiter и станция Lunar CRater Observation and Sensing Satelli. Однако они могли указывать и на другие соединения, например, на гидроксильные группы.

Прямые доказательства были получены при помощи инструмента Moon Mineralogy Mapper на борту индийского зонда Чандраян-1. Исследователи анализировали спектры отраженного от поверхности Луны излучения.

Главное достоинство этого метода заключается в том, что он позволяет напрямую измерить колебания молекул и отличить водяной лед от других похожих соединений или воды в любой другой форме (жидкая, поглощенная поверхностью или в составе гидратированных минералов).

Исследователи изучали области между регионами, на которые падает прямое солнечное излучение, и постоянно затемненными зонами.

Водяной лед на Луне

Проанализировав этот спектр, астрономы обнаружили достоверные признаки присутствия водяного льда прямо на лунной поверхности - на глубине менее нескольких миллиметров.

"Мы нашли прямое и решающее доказательство наличия обнаженного водяного льда в лунных полярных областях. Избыток и распределение льда на Луне отличаются от ситуации на других безатмосферных тел Солнечной системы, таких, как Меркурий и Церера, что может быть связано с уникальным формированием и эволюции нашей Луны", - говорится в исследовании.

Исследователи сделали вывод, что лед на Луне не чистый - его массовая доля может составлять 30 процентов или выше, если он перемешан только с реголитом (поверхностный слой сыпучего лунного грунта), или около 20 процентов, если лед встречается в виде отдельных участков в реголите.

Эти данные говорят о том, что на Луне не так много льда, как предполагалось раньше. В 2009 году NASA заявило, что в полученных в ходе миссии Apollo в 1970-х годах образцов лунной поверхности было обнаружено присутствие воды. Тогда ученые подсчитали, что в одной тонне поверхности Луны может находиться до 946 миллилитров воды.

Кроме того, накопление реголита в кратерах, вероятно, происходит достаточно быстро. Считается, что Луна сохраняет современный наклон оси вращения вот уже 2-3 миллиарда лет, поэтому обнаруженный лед, как предполагают астрономы, может быть очень древним.

Его источником могут быть кометы - однако симуляции показывают, что занесенные ими запасы должны иссякнуть уже спустя 20 миллионов лет. Тем не менее, ученые не могут однозначно сказать, как именно влияют солнечный ветер, галактические космические лучи и межпланетная среда на его убегание с поверхности.

Ученые считают, что открытие залежей водяного льда на Луне может в будущем помочь в ее освоении пилотируемыми экспедициями.

Жизнь на Луне

В статье, опубликованной в журнале Astrobiology 1 августа, говорится, что на Луне как минимум дважды создавались условия, пригодные для зарождения жизни.

Астробиологи Дирк Шульц-Макух из Университета штата Вашингтон и Йен Кроуфорд из Лондонского университета пишут, что такие условия появились вскоре после образования Луны и затем во время пика вулканической активности на ней (4 и 3,5 миллиарда лет назад).

В эти периоды происходили выбросы сильно нагретых летучих газов и водяного пара, которые могли привести к образованию кратеров с жидкой водой и формированию плотной атмосферы. Такие условия могли сохраняться на протяжении миллионов лет.

Предположения ученых основаны на на результатах недавних космических миссий и анализе образцов лунных пород и почвы, которые показывают, что Луна не настолько сухая, как считалось ранее.

Наукой также предполагается, что у юного земного спутника могло быть магнитное поле, защищающее возможные формы жизни от смертоносного влияния открытого космоса.

Жизнь на Луне могла зародиться таким же образом, как и на Земле, но более вероятно, что ее мог занести метеорит, считают исследователи.

Первые доказательства жизни на Земле, окаменелости, содержащие следы цианобактерий, относятся к периоду 3,5-3,8 млрд лет назад. В это время Солнечная система переживала бомбардировку гигантскими метеоритами. Не исключено, что простейшие микроорганизмы вроде цианобактерий могли попасть с Земли на Луну с их помощью.

Новости от Корреспондент.net в Telegram. Подписывайтесь на наш канал

Сегодня мы будем говорить про свойства снега и льда. Стоит уточнить, что лед образуются не только из воды. Кроме водяного льда бывает аммиачный и метановый. Не так давно ученые изобрели сухой лед. Свойства его уникальны, их рассмотрим чуть позже. Он образуется при замораживании углекислоты. Свое название сухой лёд получил благодаря тому, что при таянии он не оставляет луж. Находящийся в его составе углекислый газ тут же испаряется в воздух из замороженного состояния.

Определение льда

Прежде всего, подробнее рассмотрим лед, который получают из воды. Внутри него правильная кристаллическая решетка. Лед - это распространенный природный минерал, получаемый во время замерзания воды. Одна молекула этой жидкости связывается с четырьмя ближайшими. Ученые заметили, что такое внутреннее строение присуще различным драгоценным камням и даже минералам. Например, такое строение имеет алмаз, турмалин, кварц, корунд, берилл и другие. Молекулы удерживаются на расстоянии кристаллической решеткой. Эти свойства воды и льда говорят о том, что плотность такого льда будет меньше плотности воды, благодаря которой он образовался. Поэтому лед плавает на поверхности воды и не тонет в ней.

Миллионы квадратных километров льда

А вы знаете, сколько льда на нашей планете? Согласно последним исследованиям ученых, на планете Земля имеется примерно 30 миллионов квадратных километров замороженной воды. Как вы уже догадались, основная масса этого природного минерала находится на полярных шапках. В некоторых местах толщина ледяного покрова достигает 4 км.

Как получить лед

Сделать лед совсем несложно. Этот процесс не составит большого труда, как и не требует особых навыков. Для этого необходима низкая температура воды. Это единственное неизменное условие процесса образования льда. Вода замерзнет тогда, когда ваш термометр покажет температуру ниже 0 градусов по Цельсию. В воде начинается процесс кристаллизации благодаря низким температурам. Молекулы ее строятся в интересную упорядоченную структуру. Этот процесс называют образованием кристаллической решетки. Он одинаков и в океане, и в луже, и даже в морозильной камере.

Исследования процесса замерзания

Проводя исследование на тему замерзания воды, ученые пришли к выводу, что кристаллическая решетка выстраивается в верхних слоях воды. На поверхности начинают образовываться микроскопические ледяные палочки. Чуть позже между собой они смерзаются. Благодаря этому образуется тончайшая пленка на поверхности воды. Крупные водоемы замерзают намного дольше по сравнению с неподвижной водой. Это связано с тем, что ветер колышет и колеблет поверхность озера, пруда или реки.

Ледяные блины

Ученые провели ещё одно наблюдение. Если при низкой температуре продолжается волнение, то тончайшие пленки собираются в блины диаметром около 30 см. Далее они смерзаются в один слой, толщина которого не меньше 10 см. На ледяные блины сверху и снизу намерзает новый слой льда. Так образуется толстый и прочный ледяной покров. Его прочность зависит от видов: самый прозрачный лед будет в несколько раз прочнее белого льда. Экологи заметили, что 5-сантиметровый лёд выдерживает вес взрослого человека. Слой в 10 см способен выдержать легковую машину, но следует помнить, что выходить на лед в осеннее и весеннее время очень опасно.

Свойства снега и льда

Физики и химики долгое время изучали свойства льда и воды. Самое известное, а также важное свойство льда для человека - это его способность легко таять уже при нулевой температуре. Но для науки важны и другие физические свойства льда:

лед обладает прозрачностью, поэтому он хорошо пропускает солнечный свет;
бесцветность - лед не имеет цвета, но его с легкостью можно покрасить при помощи цветных добавок;
твердость - ледяные массы прекрасно сохраняют форму без каких-либо наружных оболочек;
текучесть - это частное свойство льда, присущее минералу только в некоторых случаях;
хрупкость - кусок льда можно с легкостью расколоть, не прикладывая больших усилий;
спайность - лед с легкостью раскалывается в тех местах, где он сросся по кристаллографической линии.

Лед: свойства вытеснения и чистоты

По своему составу у льда высокая степень чистоты, так как кристаллическая решетка не оставляет свободного места различным посторонним молекулам. Когда вода замерзает, то она вытесняет различные примеси, которые в ней когда-то растворились. Таким же образом можно получить очищенную воду в домашних условиях.

Но некоторые вещества способны затормаживать процесс замерзания воды. Например, соль в морской воде. Лёд в море образуется только при очень низких температурах. Удивительно, но процесс замерзания воды каждый год способен поддерживать самоочищение от разных примесей в течение многих миллионов лет подряд.

Секреты сухого льда

Особенности этого льда в том, что в своём составе он имеет углерод. Такой лед образуется только при температуре -78 градусов, но тает он уже при -50 градусах. Сухой лед, свойства которого позволяют пропустить стадию жидкостей, при нагревании сразу образуется пар. Сухой лед, как и его собрат - водяной, не имеет запаха.

А вы знаете, где применяют сухой лед? Благодаря его свойствам, этот минерал используют при транспортировке продуктов питания и медикаментов на дальние расстояния. А гранулы этого льда способны потушить воспламенение бензина. Ещё, когда сухой лед тает, он образует густой туман, поэтому его применяют на съемочных площадках для создания спецэффектов. Помимо всего перечисленного, сухой лед можно брать с собой в поход и в лес. Ведь когда он тает, то отпугивает комаров, различных вредителей и грызунов.

Что касается свойств снега, то эту удивительную красоту мы можем наблюдать каждую зиму. Ведь каждая снежинка имеет форму шестигранника - это неизменно. Но помимо шестиугольной формы, снежинки могут выглядеть по-разному. На формирование каждой из них влияет влажность воздуха, атмосферное давление и другие природные факторы.

Свойства воды, снега, льда удивительны. Важно знать ещё несколько свойств воды. Например, она способна принимать форму сосуда, в который ее наливают. При замерзании вода расширяется, а также у нее есть память. Она способна запоминать окружающую энергетику, а при замерзании она «сбрасывает» информацию, которую в себя впитала.

Мы рассмотрели природный минерал - лед: свойства и его качества. Продолжайте изучать науку, это очень важно и полезно!

Находящееся агрегатном состоянии, которому свойственно иметь газообразную или жидкую форму при комнатной температуре. Свойства льда начали изучать сотни лет назад. Около двухсот лет тому назад ученые обнаружили, что вода - не простое соединение, а сложный химический элемент, состоящий из кислорода и водорода. После открытия формула воды стала иметь вид Н 2 О.

Строение льда

Н 2 О состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. В спокойном состоянии водород располагается на вершинах атома кислорода. Ионы кислорода и водорода должны занимать вершины равнобедренного треугольника: кислород располагается на вершине прямого угла. Такое строение воды называется диполем.

Лед состоит на 11.2% процента из водорода, а остальное - это кислород. Свойства льда зависят от его химического строения. Иногда в нем присутствуют газообразные или механические образования - примеси.

Лед встречается в природе в виде немногочисленных кристаллических видов, которые устойчиво сохраняют свое строение при температурах от нуля и ниже, но при нуле и выше он начинает плавиться.

Структура кристаллов

Свойства льда, снега и пара совершенно разные и зависят от В твердом состоянии Н 2 О находится в окружении четырех молекул, расположенных в углах тетраэдра. Так как координационная численность низкая, то лед может иметь ажурную структуру. Это отображается на свойствах льда и его плотности.

Формы льда

Лед относится к распространенным в природе веществам. На Земле есть следующие его разновидности:

речной;
озерный;
морской;
фирновый;
глетчерный;
грунтовый.

Есть лед, напрямую образующийся сублимационным путем, т.е. от парообразного состояния. Такой вид принимает скелетовидную форму (мы их называем снежинки) и агрегатов дендритного и скелетного роста (изморозь, иней).

Одной из самых распространенных форм являются сталактиты, т. е. сосульки. Они растут по всему миру: на поверхности Земли, в пещерах. Этот вид льда образуется путем стекания капель воды при разнице температур около нуля градусов в осенне-весенний период.

Образования в виде ледяных полос, появляющихся по краям водоемов, на границе воды и воздуха, а также по краю луж, называются ледяными заберегами.

Лед может образовываться в пористых грунтах в виде волокнистых прожилок.

Свойства льда

Вещество может находиться в разных состояниях. Исходя из этого, возникает вопрос: а какое свойство льда проявляется в том или ином состоянии?

Ученые выделяют физические и механические свойства. Каждое из них имеет свои особенности.

Физические свойства

К физическим свойствам льда относят:

Плотность. В физике неоднородная среда представлена пределом отношения массы вещества самой среды к объему, в котором она заключена. Плотность воды, как и других веществ, является функцией температур и давления. Обычно в расчетах используют постоянную плотность воды, равную 1000 кг/м 3 . Более точный показатель плотности учитывается только тогда, когда необходимо очень точно провести расчеты ввиду важности получаемого результата разности плотностей.
При проведении расчетов плотности льда учитывается, какая вода стала льдом: как известно, плотность соленой воды выше, чем дистиллированной.
Температура воды. Обычно происходит при температуре ноль градусов. Процессы замерзания происходят скачками с выделением теплоты. Обратный процесс (таяние) происходит при поглощении того же количества тепла, которое было выделено, но без скачков, а постепенно.
В природе встречаются условия, при которых происходит переохлаждение воды, но она не замерзает. Некоторые реки сохраняют жидкое состояние воды даже при температуре -2 градуса.
количество теплоты, которое поглощается при нагревании тела на каждый градус. Есть удельная теплоемкость, которая характеризуется количеством теплоты, необходимой для нагрева килограмма дистиллированной воды на один градус.
Сжимаемость. Еще одно физическое свойство снега и льда - сжимаемость, влияющая на уменьшение объема под воздействием повышенного внешнего давления. Обратная величина называется упругостью.
Прочность льда.
Цвет льда. Это свойство зависит от поглощения света и рассеивания лучей, а также от количества примесей в замерзшей воде. Речной и озерный лед без посторонних примесей виден в нежно-голубом свете. Морской лед может быть совершенно другим: голубым, зеленым, синим, белым, коричневым, иметь стальной оттенок. Иногда можно увидеть черный лед. Такой цвет он приобретает из-за большого количества минералов и различных органических примесей.

Механические свойства льда

Механические свойства льда и воды определяются сопротивлением воздействию внешней среды по отношению к единице площади. Механические свойства зависят от структуры, солености, температуры и пористости.

Лед - это упругое, вязкое, пластичное образование, но бывают условия, при которых он становится твердым и очень хрупким.

Морской лед и пресноводный различаются: первый намного пластичнее и менее прочный.

При прохождении кораблей обязательно учитываются механические свойства льда. Также это важно при использовании ледяных дорог, переправ и не только.

Вода, снег и лед обладают схожими свойствами, которые определяют характеристики вещества. Но в то же время на эти показания влияют и многие другие факторы: температура окружающей среды, примеси в твердом веществе, а также исходный состав жидкости. Лед - это одно из самых интересных веществ на Земле.