Idag kommer vi att prata om egenskaperna hos snö och is. Det är värt att klargöra att is bildas inte bara från vatten. Förutom vattenis finns ammoniak och metanis. För inte så länge sedan uppfann forskare torris. Dess egenskaper är unika, vi kommer att överväga dem lite senare. Det bildas när koldioxid fryser. Torris har fått sitt namn på grund av att den när den smälter inte lämnar pölar. Koldioxiden som finns i den avdunstar omedelbart till luften från sitt frusna tillstånd.

Ice definition

Först och främst, låt oss ta en närmare titt på is, som erhålls från vatten. Det finns ett vanligt kristallgitter inuti den. Is är ett vanligt naturligt mineral som produceras när vatten fryser. En molekyl av denna vätska binder till fyra närliggande. Forskare har märkt att en sådan inre struktur är inneboende i olika ädelstenar och till och med mineraler. Till exempel diamant, turmalin, kvarts, korund, beryl och andra har denna struktur. Molekylerna hålls på avstånd av ett kristallgitter. Dessa egenskaper hos vatten och is indikerar att densiteten hos sådan is kommer att vara mindre än densiteten för vattnet på grund av vilket den bildades. Därför flyter is på vattenytan och sjunker inte ner i den.

Miljontals kvadratkilometer is

Vet du hur mycket is det finns på vår planet? Enligt ny forskning av forskare finns det cirka 30 miljoner kvadratkilometer fruset vatten på planeten jorden. Som du kanske har gissat finns huvuddelen av detta naturliga mineral på polarisarna. På vissa ställen når tjockleken på istäcket 4 km.

Hur man får is

Att göra is är inte alls svårt. Denna process är inte svår och kräver inga speciella färdigheter. Detta kräver låg vattentemperatur. Detta är det enda konstanta villkoret för isbildningsprocessen. Vattnet fryser när din termometer visar en temperatur under 0 grader Celsius. Kristallisationsprocessen börjar i vatten på grund av låga temperaturer. Dess molekyler är inbyggda i en intressant ordnad struktur. Denna process kallas bildandet av ett kristallgitter. Det är samma sak i havet, i en pöl och till och med i frysen.

Forskning om frysningsprocessen

Genom att genomföra forskning på ämnet vattenfrysning, kom forskare till slutsatsen att kristallgittret är byggt i de övre lagren av vatten. Mikroskopiska ispinnar börjar bildas på ytan. Lite senare fryser de ihop. Tack vare detta bildas en tunn film på vattenytan. Stora vattendrag tar mycket längre tid att frysa jämfört med stillastående vatten. Detta beror på det faktum att vinden krusar och krusar ytan på en sjö, damm eller flod.

Ispannkakor

Forskare gjorde en annan observation. Om spänningen fortsätter vid låga temperaturer, samlas de tunnaste filmerna till pannkakor med en diameter på cirka 30 cm. Sedan fryser de till ett lager, vars tjocklek är minst 10 cm. Ett nytt lager av is fryser på toppen och botten av ispannkakorna. Detta skapar ett tjockt och hållbart istäcke. Dess styrka beror på typen: den mest genomskinliga isen kommer att vara flera gånger starkare än vit is. Miljövänner har märkt att 5-centimeters is kan bära vikten av en vuxen. Ett lager på 10 cm tål en personbil, men man ska komma ihåg att det är mycket farligt att gå ut på isen på hösten och våren.

Egenskaper för snö och is

Fysiker och kemister har länge studerat egenskaperna hos is och vatten. Den mest kända och också viktiga egenskapen hos is för människor är dess förmåga att lätt smälta även vid noll temperatur. Men andra fysiska egenskaper hos is är också viktiga för vetenskapen:

• is är genomskinlig, så den överför solljus bra;
• färglöshet - is har ingen färg, men den kan lätt färgas med färgtillsatser;
• hårdhet - ismassor behåller perfekt sin form utan några yttre skal;
• fluiditet är en speciell egenskap hos is, som är inneboende i mineralet endast i vissa fall;
• bräcklighet - en isbit kan lätt delas utan större ansträngning;
• klyvning - is går lätt sönder på de ställen där den smälts samman längs en kristallografisk linje.

Is: förskjutnings- och renhetsegenskaper

Is har en hög grad av renhet i sin sammansättning, eftersom kristallgittret inte lämnar fritt utrymme för olika främmande molekyler. När vatten fryser tränger det undan olika föroreningar som en gång löstes i det. På samma sätt kan du få renat vatten hemma.

Men vissa ämnen kan bromsa frysningsprocessen av vatten. Till exempel salt i havsvatten. Is i havet bildas bara vid mycket låga temperaturer. Överraskande nog kan processen att frysa vatten varje år upprätthålla självrening av olika föroreningar under många miljoner år i rad.

Torrisens hemligheter

Det speciella med denna is är att den innehåller kol i sin sammansättning. Sådan is bildas bara vid en temperatur på -78 grader, men den smälter redan vid -50 grader. Torris, vars egenskaper gör att du kan hoppa över vätskestadiet, producerar omedelbart ånga när den värms upp. Torris har, precis som sin motsvarighet vattenis, ingen lukt.

Vet du var torris används? På grund av dess egenskaper används detta mineral vid transport av mat och medicin över långa avstånd. Och granulerna av denna is kan släcka elden av bensin. Dessutom, när torris smälter, bildar den en tjock dimma, vilket är anledningen till att den används på filmuppsättningar för att skapa specialeffekter. Utöver allt ovanstående kan du ta med dig torris på vandringar och i skogen. När allt kommer omkring, när det smälter, stöter det bort myggor, olika skadedjur och gnagare.

När det gäller snöns egenskaper kan vi observera denna fantastiska skönhet varje vinter. När allt kommer omkring har varje snöflinga formen av en hexagon - detta är oförändrat. Men förutom den hexagonala formen kan snöflingor se annorlunda ut. Bildandet av var och en av dem påverkas av luftfuktighet, atmosfärstryck och andra naturliga faktorer.

Egenskaperna för vatten, snö och is är fantastiska. Det är viktigt att känna till några fler egenskaper hos vatten. Till exempel kan den ta formen av kärlet som den hälls i. När vatten fryser expanderar det och har även minne. Den kan komma ihåg den omgivande energin, och när den fryser "återställer" den informationen som den har absorberat.

Vi tittade på det naturliga mineralet - is: egenskaper och dess kvaliteter. Fortsätt studera naturvetenskap, det är väldigt viktigt och användbart!

Det är i ett tillstånd av aggregation, som tenderar att ha en gasformig eller flytande form vid rumstemperatur. Isens egenskaper började studeras för hundratals år sedan. För ungefär tvåhundra år sedan upptäckte forskare att vatten inte är en enkel förening, utan ett komplext kemiskt element bestående av syre och väte. Efter upptäckten blev vattenformeln H2O.

Isstruktur

H 2 O består av två väteatomer och en syreatom. I ett lugnt tillstånd finns väte på toppen av syreatomen. Syre- och vätejoner bör ockupera hörnen i en likbent triangel: syre är beläget i spetsen av en rät vinkel. Denna struktur av vatten kallas en dipol.

Is består av 11,2% väte, och resten är syre. Isens egenskaper beror på dess kemiska struktur. Ibland innehåller den gasformiga eller mekaniska formationer - föroreningar.

Is förekommer i naturen i form av ett fåtal kristallina arter som stabilt behåller sin struktur vid temperaturer från noll och under, men vid noll och uppåt börjar den smälta.

Kristallstruktur

Egenskaperna hos is, snö och ånga är helt olika och beror på I fast tillstånd är H 2 O omgiven av fyra molekyler placerade i hörnen av tetraedern. Eftersom koordinationstalet är lågt kan isen ha en genombruten struktur. Detta återspeglas i isens egenskaper och dess densitet.

Isformer

Is är ett av de vanligaste ämnena i naturen. På jorden finns följande sorter:

• flod;
• sjö;
• nautisk;
• firn;
• glaciär;
• jord.

Det finns is som direkt bildas genom sublimering, d.v.s. från ångtillståndet. Detta utseende antar en skelettform (vi kallar dem snöflingor) och aggregat av dendritisk och skelettväxt (frost, rimfrost).

En av de vanligaste formerna är stalaktiter, det vill säga istappar. De växer över hela världen: på jordens yta, i grottor. Denna typ av is bildas av flödet av vattendroppar när temperaturskillnaden är cirka noll grader under höst-vårperioden.

Formationer i form av isremsor som uppträder längs kanterna av reservoarer, vid gränsen mellan vatten och luft, samt längs kanten av pölar, kallas isbankar.

Is kan bildas i porösa jordar i form av fibrösa ådror.

Isens egenskaper

Ett ämne kan vara i olika tillstånd. Baserat på detta uppstår frågan: vilken egenskap hos is manifesteras i det här eller det tillståndet?

Forskare särskiljer fysiska och mekaniska egenskaper. Var och en av dem har sina egna egenskaper.

Fysikaliska egenskaper

De fysiska egenskaperna hos is inkluderar:

1. Densitet. Inom fysiken representeras ett inhomogent medium av gränsen för förhållandet mellan massan av själva mediets substans och volymen i vilken den finns. Vattnets densitet, liksom andra ämnen, är en funktion av temperatur och tryck. Normalt använder beräkningar en konstant densitet av vatten lika med 1000 kg/m3. En mer exakt densitetsindikator beaktas endast när det är nödvändigt att utföra mycket exakta beräkningar på grund av vikten av det resulterande densitetsskillnadsresultatet.
   Vid beräkning av isens densitet tas hänsyn till vilken typ av vatten som har blivit is: som bekant är saltvattens densitet högre än destillerat vatten.
2. Vattentemperatur. Uppstår vanligtvis vid en temperatur på noll grader. Frysningsprocesser sker intermittent med frigöring av värme. Den omvända processen (smältning) uppstår när samma mängd värme absorberas som frigjordes, men utan hopp, men gradvis.
   I naturen finns det förhållanden under vilka vatten underkylas, men det fryser inte. Vissa floder behåller flytande vatten även vid en temperatur på -2 grader.
3. mängden värme som absorberas när en kropp värms upp med varje grad. Det finns en specifik värmekapacitet, som kännetecknas av den mängd värme som krävs för att värma ett kilo destillerat vatten med en grad.
4. Kompressibilitet. En annan fysisk egenskap hos snö och is är kompressibilitet, vilket påverkar volymminskningen under påverkan av ökat yttre tryck. Den reciproka kvantiteten kallas elasticitet.
5. Isstyrka.
6. Isfärg. Denna egenskap beror på absorptionen av ljus och spridningen av strålar, såväl som mängden föroreningar i det frusna vattnet. Flod- och sjöis utan främmande föroreningar syns i mjukt blått ljus. Havsis kan vara helt annorlunda: blå, grön, blå, vit, brun eller ha en stålaktig nyans. Ibland kan man se svart is. Den får denna färg på grund av ett stort antal mineraler och olika organiska föroreningar.

Mekaniska egenskaper hos is

De mekaniska egenskaperna hos is och vatten bestäms av deras motståndskraft mot påverkan från den yttre miljön i förhållande till en enhetsarea. Mekaniska egenskaper beror på struktur, salthalt, temperatur och porositet.

Is är en elastisk, trögflytande, plastisk formation, men det finns förhållanden under vilka den blir hård och mycket spröd.

Havsis och sötvattensis är olika: den förra är mycket mer flexibel och mindre hållbar.

När man passerar fartyg måste man ta hänsyn till isens mekaniska egenskaper. Detta är också viktigt vid användning av isvägar, korsningar med mera.

Vatten, snö och is har liknande egenskaper som bestämmer ämnets egenskaper. Men samtidigt påverkas dessa avläsningar av många andra faktorer: omgivningstemperatur, föroreningar i det fasta ämnet, såväl som den ursprungliga sammansättningen av vätskan. Is är ett av de mest intressanta ämnena på jorden.

Jobb 1

Snöflingor som ett fysikfenomen

Arbetet utfördes av Daniil Kholodyakov

Mål: lära dig mer om snöflingor från MKT-synpunkt

Mål: förstå arten av bildandet av snöflingor

1. Bildandet av snöflingor

2. Snöflinga former

3. Kristallsymmetri

4. Identiska snöflingor

5. Färg och ljus

6. Ytterligare material

1. Har du någonsin tittat på en snöflinga och undrat hur den bildas och varför den skiljer sig från andra typer av snö du sett tidigare?

Snöflingor är en speciell form av vattenis. Snöflingor bildas i moln som är gjorda av vattenånga. När temperaturen är 32°F (0°C) eller kallare förvandlas vatten från flytande form till is. Flera faktorer påverkar bildandet av snöflingor. Temperatur, luftströmmar, fuktighet - allt detta påverkar deras form och storlek. Smuts och damm kan blandas i vattnet och förändra vikten och hållbarheten på kristallerna. Smutspartiklar gör snöflingan tyngre, kan göra den känslig för smältning och kan orsaka sprickor och brott i kristallen. Bildandet av en snöflinga är en dynamisk process. En snöflinga kan möta många olika miljöförhållanden, ibland smälter, ibland växer - snöflingans struktur förändras hela tiden.

2. Vilka är de vanligaste formerna av snöflingor?

Vanligtvis bildas sexkantiga kristaller i höga moln; nålar eller platta sexsidiga kristaller bildas i mellanhöga moln och en mängd olika sexsidiga former bildas i låga moln. Kallare temperaturer skapar snöflingor med skarpare spetsar på sidorna av kristallerna och kan leda till förgrenade pilar. Snöflingor som produceras under varmare förhållanden växer långsammare, vilket resulterar i en jämnare, mindre komplex form.

0; -3°C - Tunna sexkantiga plattor

3; -6° C - Nålar

6; -10°C - Ihåliga pelare

10; -12°C - Sektorplåtar (hexagoner med fördjupningar)

12; -15°C - Dendriter (sexkantiga spetsiga former)

3. Varför är snöflingor symmetriska?

För det första är inte alla snöflingor lika från alla håll. Ojämna temperaturer, smuts och andra faktorer kan göra att en snöflinga ser skev ut. Det är dock sant att många snöflingor är symmetriska och mycket komplexa till sin struktur. Detta beror på att formen på en snöflinga speglar vattenmolekylernas inre ordning. Vattenmolekyler i fast tillstånd, som snö och is, bildar svaga bindningar (kallade vätebindningar) med varandra. Dessa ordnade mekanismer resulterar i den symmetriska, hexagonala formen på snöflingan. Under kristallisation utsätts vattenmolekyler för en maximal attraktionskraft, och frånstötande krafter reduceras till ett minimum. Följaktligen radas vattenmolekyler upp i givna utrymmen i ett specifikt arrangemang, för att till exempel uppta utrymme och bibehålla symmetri.

4. Är det sant att inga snöflingor är den andra lik?

Ja och nej. Inga två snöflingor kommer någonsin att vara identiska, ner till det exakta antalet vattenmolekyler, elektronspin, väte- och syreisotoper, etc. Å andra sidan kan två snöflingor se likadana ut, och vilken snöflinga som helst hade förmodligen sin prototyp någon gång i historien. Strukturen hos en snöflinga förändras ständigt beroende på miljöförhållanden och under påverkan av många faktorer, så det verkar osannolikt att två snöflingor kommer att vara identiska.

5. Om vatten och is är genomskinliga, varför ser snö vit ut?

Det korta svaret är att snöflingor har så många reflekterande ytor att de sprider ljus i alla dess färger, varför snön ser vit ut. Det långa svaret har att göra med hur det mänskliga ögat uppfattar färg. Även om ljuskällan kanske inte är riktigt "vit" till färgen (till exempel solljus, fluorescerande ljus och glödlampor har alla en specifik färg), kompenserar den mänskliga hjärnan för ljuskällan. Således, även om solljuset är gult, och ljuset som sprids från snön också är gult, ser hjärnan snö så vit som möjligt, eftersom hela bilden som tas emot av hjärnan har en gul nyans, som automatiskt subtraheras.

Slutsatser:

1. Snöflingor är en speciell form av vattenis.

2. Temperatur, luftströmmar, luftfuktighet är faktorer som påverkar formen och storleken på en snöflinga.

3. Det är ordningen på vattenmolekylerna som bestämmer symmetrin hos en snöflinga.

dem i riktiga snökristaller.

Jobb 2

Is och vatten i naturen.

Verket utfördes av Guseva Alina

Mål: lära sig något nytt.

Uppgifter:

Tänk på betydelsen av vatten i naturen;

Förstå egenskaper och typer av vatten;

Bekanta dig med vattenisens grundläggande egenskaper;

Utöka dina kunskaper om vatten i allmänhet.

Vatten (väteoxid) - en binär oorganisk förening, kemisk formel H2O. En vattenmolekyl består av två väteatomer och en syreatom, som är förbundna med en kovalent bindning. Under normala förhållanden är det en transparent vätska, färglös, luktfri och smaklös. I fast tillstånd kallas det is, snö eller frost, och i gasform kallas det vattenånga. Vatten kan också existera i form av flytande kristaller.

Cirka 71 % av jordens yta är täckt med vatten (hav, hav, sjöar, floder, is) - 361,13 miljoner km2. På jorden kommer cirka 96,5 % av vattnet från haven (1,7 % av världens reserver är grundvatten, ytterligare 1,7 % i glaciärer och inlandsisar i Antarktis och Grönland, en liten del i floder, sjöar och träsk och 0,001 % i moln ). Det mesta av jordens vatten är salt, och det är olämpligt för jordbruk och dryck. Andelen sötvatten är cirka 2,5 %.

Vatten är ett bra högpolärt lösningsmedel. Under naturliga förhållanden innehåller den alltid lösta ämnen (salter, gaser). Vatten är av central betydelse för skapandet och underhållet av liv på jorden, i den kemiska strukturen hos levande organismer, i bildandet av klimat och väder. Det är en väsentlig substans för alla levande varelser på planeten jorden.

I atmosfären på vår planet finns vatten i form av små droppar, i moln och dimma, och även i form av ånga. Under kondensering avlägsnas det från atmosfären i form av nederbörd (regn, snö, hagel, dagg). Vatten är ett extremt vanligt ämne i rymden, men på grund av det höga intravätsketrycket kan vatten inte existera i flytande tillstånd i rymdens vakuum, varför det endast finns i form av ånga eller is.

Typer av vatten.

Vatten på jorden kan existera i tre huvudtillstånd - flytande, gasformigt och fast och anta olika former som samtidigt kan samexistera med varandra: vattenånga och moln på himlen, havsvatten och isberg, glaciärer och floder på jordens yta , akviferer i jorden. Vatten delas ofta in i typer efter olika principer. Beroende på egenskaperna för ursprung, sammansättning eller tillämpning skiljer de bland annat: mjukt och hårt vatten - enligt innehållet av kalcium- och magnesiumkatjoner. Enligt isotoper av väte i molekylen: lätt (i sammansättning nästan identisk med normal), tungt (deuterium), supertungt vatten (tritium). Också utmärkande: färsk, regn, hav, mineral, bräckt, dricksvatten, kran, destillerat, avjoniserat, pyrogenfritt, heligt, strukturerat, smält, underjordiskt, avfall och ytvatten.

Fysikaliska egenskaper.

Vatten under normala förhållanden bibehåller ett flytande tillstånd, medan liknande väteföreningar är gaser (H2S, CH4, HF). På grund av den stora skillnaden i elektronegativitet mellan väte- och syreatomer är elektronmolnen starkt förspända mot syre. Av denna anledning en vattenmolekyl har ett stort dipolmoment(D = 1,84, näst efter cyanvätesyra). Vid övergångstemperaturen till det fasta tillståndet ordnas vattenmolekyler, under denna process ökar volymerna av hålrum mellan molekylerna och den totala densiteten av vatten minskar, vilket förklarar anledningen lägre densitet av vatten i isfasen. Under avdunstning, tvärtom, bryts alla bindningar. Att bryta bindningar kräver mycket energi, vilket är anledningen till vatten mest hög specifik värmekapacitet bland andra vätskor och fasta ämnen. För att värma en liter vatten med en grad krävs 4,1868 kJ energi. På grund av denna egenskap används ofta vatten som kylvätska. Förutom sin höga specifika värmekapacitet har vatten också höga specifika värmevärden smältande(vid 0 °C - 333,55 kJ/kg) och förångning(2250 kJ/kg).

Vatten har också hög ytspänning bland vätskor, näst efter kvicksilver. Vattnets relativt höga viskositet beror på att vätebindningar hindrar vattenmolekyler från att röra sig i olika hastigheter. Vatten är bra lösningsmedel för polära ämnen. Varje molekyl av det lösta ämnet är omgivet av vattenmolekyler, och de positivt laddade delarna av molekylen av det lösta ämnet attraherar syreatomer och de negativt laddade delarna attraherar väteatomer. Eftersom en vattenmolekyl är liten till storleken kan många vattenmolekyler omge varje löst ämne. ytans negativa elektriska potential.

Rent vatten - bra isolator. För vatten är bra lösningsmedel, vissa salter är nästan alltid lösta i det, det vill säga det finns positiva och negativa joner i vattnet. Tack vare detta leder vatten elektricitet. Vattens elektriska ledningsförmåga kan användas för att bestämma dess renhet.

Vatten har brytningsindex n=1,33 i det optiska området. Den absorberar dock starkt infraröd strålning, och därför är vattenånga den huvudsakliga naturliga växthusgasen, ansvarig för mer än 60 % av växthuseffekten.

Is - vatten i fast aggregationstillstånd. Is kallas ibland vissa ämnen i fast aggregationstillstånd, som tenderar att ha en flytande eller gasform vid rumstemperatur; speciellt torris, ammoniakis eller metanis.

Grundläggande egenskaper hos vattenis.

För närvarande är tre amorfa varianter och 15 kristallina modifieringar av is kända. Den genombrutna kristallstrukturen hos sådan is leder till att dess densitet (lika med 916,7 kg/m vid 0 °C) är lägre än vattentätheten (999,8 kg/m) vid samma temperatur. Därför ökar vatten, som förvandlas till is, sin volym med cirka 9%. Is, som är lättare än flytande vatten, bildas på ytan av reservoarer, vilket förhindrar ytterligare frysning av vattnet.

Hög specifik smältvärme is, lika med 330 kJ/kg, är en viktig faktor i värmecirkulationen på jorden. Så för att smälta 1 kg is eller snö behöver du samma mängd värme som det krävs för att värma en liter vatten med 80 °C. Is finns i naturen i form av själva isen (kontinental, flytande, underjordisk), såväl som i form av snö, frost, etc. Under påverkan av sin egen vikt får is plastiska egenskaper och flytbarhet. Naturlig is är vanligtvis mycket renare än vatten, eftersom när vatten kristalliserar är vattenmolekyler de första som bildas i gittret.

Vid normalt atmosfärstryck blir vatten fast vid en temperatur på 0 °C och kokar (förvandlas till vattenånga) vid en temperatur på 100 °C. När trycket sjunker ökar isens smälttemperatur långsamt och vattnets kokpunkt sjunker. Vid ett tryck på 611,73 Pa (ca 0,006 atm) sammanfaller kokpunkten och smältpunkten och blir lika med 0,01 °C. Detta tryck och temperatur kallas trippelpunkt vatten . Vid lägre tryck kan vatten inte vara flytande och is förvandlas direkt till ånga. Sublimeringstemperaturen för is sjunker med minskande tryck. Vid högt tryck finns det modifieringar av is med smälttemperaturer över rumstemperatur.

När trycket ökar ökar också vattenångans densitet vid kokpunkten och den för flytande vatten minskar. Vid en temperatur på 374 °C (647 K) och ett tryck på 22.064 MPa (218 atm) passerar vatten kritisk punkt. Vid denna tidpunkt är densiteten och andra egenskaper hos flytande och gasformigt vatten desamma. Vid högre tryck och/eller temperatur försvinner skillnaden mellan flytande vatten och vattenånga. Detta aggregationstillstånd kallas " superkritisk vätska».

Vatten kan vara i metastabila tillstånd- övermättad ånga, överhettad vätska, underkyld vätska. Dessa tillstånd kan existera under lång tid, men de är instabila och vid kontakt med en mer stabil fas sker en övergång. Till exempel kan du få en underkyld vätska genom att kyla rent vatten i ett rent kärl under 0 °C, men när ett kristallisationscentrum dyker upp förvandlas flytande vatten snabbt till is.

Data .

I genomsnitt innehåller kroppen av växter och djur mer än 50 % vatten.

Jordens mantel innehåller 10-12 gånger mer vatten än mängden vatten i världshavet.

Om alla glaciärer smälte skulle vattennivån i jordens hav stiga med 64 m och cirka 1/8 av landytan skulle översvämmas av vatten.

Ibland fryser vatten vid positiva temperaturer.

Under vissa förhållanden (inuti nanorör) bildar vattenmolekyler ett nytt tillstånd där de behåller förmågan att flyta även vid temperaturer nära absolut noll.

Vatten reflekterar 5 % av solens strålar, medan snö reflekterar cirka 85 %. Endast 2 % av solljuset tränger in under havsisen.

Den blå färgen på klart havsvatten beror på den selektiva absorptionen och spridningen av ljus i vattnet.

Med vattendroppar från kranar kan du skapa en spänning på upp till 10 kilovolt, ett experiment som kallas "Kelvin Dropper".

Vatten är ett av få ämnen i naturen som expanderar vid övergång från flytande till fast.

Slutsatser:

Vatten behåller ett flytande tillstånd av aggregation, har ett stort dipolmoment, hög specifik värmekapacitet, förångningsvärde, hög ytspänning, negativ elektrisk potential hos ytan och är en bra isolator och lösningsmedel.

Litteratur

1. Vatten // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron: I 86 volymer (82 volymer och 4 ytterligare). - St Petersburg, 1890-1907.

2. Losev K. S. Vatten. - L.: Gidrometeoizdat, 1989. - 272 sid.

3. Hydrobionts i självrening av vatten och biogen migration av element. - M.: MAX-Tryck. 2008. 200 sid. Förord ​​av korresponderande ledamot. RAS V.V. Malakhova. (Serie: Science. Education. Innovation. Nummer 9). ISBN 978-5-317-02625-7.

4. Om vissa frågor om att upprätthålla vattenkvaliteten och dess självrening // Vattenresurser. 2005. v. 32. nr 3. s. 337-347.

5. Andreev V. G. Inverkan av protonutbytesinteraktion på strukturen av vattenmolekylen och styrkan hos vätebindningen. Material från V International Conference "Current Problems of Science in Russia". - Kuznetsk 2008, vol. 3 s. 58-62.

Forskare som analyserar data från den röda planeten säger att det finns all anledning att tro att Phoenix grävde fram det den flög efter - vattenis under ett tunt lager jord. Beviset är sublimeringen av ljust material som exponerades när det översta lagret av jord togs bort.

De sista dagarna på Mars var inte lätta för den amerikanska sonden. Forskare började analysera jordprover. Dessutom var de tvungna att övervinna ett antal svårigheter. Vi pratade om en delvis fastklämd spislucka. Men det var bara början.

När proverna äntligen hälldes i gapet visade det sig att Mars jord på något sätt satt ihop. Stora korn klänger sig fast vid varandra, och ingen av dem vill komma in i ugnen. Faktum är att spisöppningen är täckt med ett skyddsnät med hål en millimeter vardera. Forskarna hoppades kunna värma (för att analysera de resulterande gaserna) just sådana små sandkorn.

Senare uppfanns ett sätt att "omsila" jorden. Robotens slev fick vibrera över en öppen spis, så att de minsta partiklarna av marsberget gradvis hälldes in i kaminen. På liknande sätt fördes sandprover till mikroskopet.

Förresten förklarar forskare jordklumpen med närvaron av mycket små partiklar som fyller luckorna mellan större granuler, möjligen tillsammans med en viss komponent som spelar rollen som cement.

Ett prov av marssand under ett mikroskop. Skalstrecket är en millimeter (foto NASA/JPL-Caltech/University of Arizona).

Ett prov som tagits under ett mikroskop avslöjade cirka tusen enskilda partiklar, av vilka många var tio gånger mindre än diametern på ett människohår.

Forskare säger att de såg minst fyra olika mineraler här. Det finns till exempel stora svarta glasartade partiklar och små röda.

Experter tror att denna uppsättning återspeglar jordens historia - det verkar som om de ursprungliga partiklarna av vulkaniskt ursprung reducerades i storlek genom vittring till korn med en högre koncentration av järn.

Nu angående isen. Forskare började ha "misstankar" redan i början av juni. Men uppvärmningen av det första provet i ugnen avslöjade inga tecken på vattenånga.

Men Mars-forskare fick bevis på närvaron av is tack vare fotografier av Dodo-Goldilocks-diket som grävts av roboten tidigare (eller snarare, till en början var de två intilliggande diken, som senare kombinerades till en, därav dubbelnamnet). De få lätta jordklumparna som fanns i början har försvunnit i senare ramar.

"Det måste vara is", sa missionsforskaren Peter Smith vid University of Arizona, Tucson. "Dessa klumpar försvann nästan helt inom några dagar, vilket är ett perfekt bevis på att det är is." Tidigare uttrycktes tanken att ljusa material är salt. Men saltet kan inte avdunsta.”

Ovan: Dodo-Goldilocks skyttegrav filmad 13 juni. Bredden på denna skåra är 22 och längden är 35 centimeter. Det största djupet (området längst ner på ramen) når 8 centimeter. Nedan: bilder tagna den 15 och 18 juni (den 20:e och 24:e sol av uppdraget). De ljusa områdena blir mindre, och i det nedre vänstra hörnet av diket försvinner flera korn av lätt material (foton av NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University).

När robotens hand grävde en serie diken runt apparaten stötte den också på hård jord under ett relativt tunt lager av mjuk jord. Dessutom på ungefär samma djup i alla diken.

Is- mineral med kemikalie formel H 2 O, representerar vatten i kristallint tillstånd.
Kemisk sammansättning av is: H - 11,2%, O - 88,8%. Ibland innehåller den gasformiga och fasta mekaniska föroreningar.
I naturen representeras is huvudsakligen av en av flera kristallina modifieringar, stabila i temperaturområdet från 0 till 80°C, med en smältpunkt på 0°C. Det finns 10 kända kristallina modifieringar av is och amorf is. Den mest studerade är isen av den första modifieringen - den enda modifieringen som finns i naturen. Is finns i naturen i form av själva isen (kontinental, flytande, underjordisk, etc.), samt i form av snö, frost, etc.

Se även:

STRUKTURERA

Kristallstrukturen hos is liknar strukturen: varje H 2 0-molekyl är omgiven av de fyra molekylerna närmast den, belägna på lika avstånd från den, lika med 2,76Α och belägna vid hörnen på en vanlig tetraeder. På grund av det låga koordinationstalet är isstrukturen genombruten, vilket påverkar dess densitet (0,917). Is har ett sexkantigt rumsgitter och bildas genom att frysa vatten vid 0°C och atmosfärstryck. Gittret för alla kristallina modifieringar av is har en tetraedrisk struktur. Parametrar för en isenhetscell (vid t 0°C): a=0,45446 nm, c=0,73670 nm (c är dubbla avståndet mellan intilliggande huvudplan). När temperaturen sjunker ändras de väldigt lite. H 2 0 molekyler i isgittret är förbundna med varandra genom vätebindningar. Rörligheten för väteatomer i isgittret är mycket högre än rörligheten för syreatomer, på grund av vilken molekylerna ändrar sina grannar. I närvaro av betydande vibrations- och rotationsrörelser av molekyler i isgittret uppstår translationella hopp av molekyler från platsen för deras rumsliga anslutning, vilket stör ytterligare ordning och bildar dislokationer. Detta förklarar manifestationen av specifika reologiska egenskaper i is, som kännetecknar förhållandet mellan irreversibla deformationer (flöde) av is och spänningarna som orsakade dem (plasticitet, viskositet, flytspänning, krypning, etc.). På grund av dessa omständigheter flyter glaciärer på liknande sätt som mycket viskösa vätskor, och naturlig is deltar därför aktivt i vattnets kretslopp på jorden. Iskristaller är relativt stora i storlek (tvärstorlek från bråkdelar av en millimeter till flera tiotals centimeter). De kännetecknas av anisotropi av viskositetskoefficienten, vars värde kan variera med flera storleksordningar. Kristaller kan omorienteras under påverkan av belastningar, vilket påverkar deras metamorfisering och glaciärernas flödeshastighet.

EGENSKAPER

Is är färglös. I stora klasar får den en blåaktig nyans. Glas glans. Transparent. Har ingen klyvning. Hårdhet 1,5. Ömtålig. Optiskt positivt, brytningsindex mycket lågt (n = 1,310, nm = 1,309). Det finns 14 kända modifieringar av is i naturen. Det är sant att allt utom den välbekanta isen, som kristalliseras i det hexagonala systemet och betecknas som is I, bildas under exotiska förhållanden - vid mycket låga temperaturer (ca -110150 0C) och höga tryck, när vinklarna på väte binder i vattnet molekylförändring och system bildas, annorlunda än hexagonala. Sådana förhållanden liknar de i rymden och förekommer inte på jorden. Till exempel, vid temperaturer under –110 °C, faller vattenånga ut på en metallplatta i form av oktaedrar och kuber flera nanometer stora - det här är den så kallade kubiska isen. Om temperaturen är något över –110 °C och ångkoncentrationen är mycket låg, bildas ett lager av extremt tät amorf is på plattan.

MORFOLOGI

Is är ett mycket vanligt mineral i naturen. Det finns flera typer av is i jordskorpan: flod, sjö, hav, mark, firn och glaciär. Oftare bildar det sammanslagna kluster av finkristallina korn. Kristallina isformationer är också kända som uppstår genom sublimering, det vill säga direkt från ångtillståndet. I dessa fall uppträder isen som skelettkristaller (snöflingor) och aggregat av skelett- och dendritisk tillväxt (grottis, rimfrost, rimfrost och mönster på glas). Stora välskurna kristaller finns, men mycket sällan. N. N. Stulov beskrev iskristaller i den nordöstra delen av Ryssland, hittade på ett djup av 55-60 m från ytan, med ett isometriskt och kolumnformat utseende, och längden på den största kristallen var 60 cm, och diametern på dess bas var 15 cm Från enkla former på iskristaller identifierades endast ytorna på det hexagonala prismat (1120), hexagonal bipyramid (1121) och pinacoid (0001).
Isstalaktiter, i dagligt tal kallade "istappar", är bekanta för alla. Med temperaturskillnader på cirka 0° under höst-vintersäsongerna växer de överallt på jordens yta med långsam frysning (kristallisation) av strömmande och droppande vatten. De är också vanliga i isgrottor.
Isbankar är remsor av istäcke gjorda av is som kristalliserar vid vatten-luft-gränsen längs kanterna av reservoarer och som gränsar till kanterna av pölar, stränderna av floder, sjöar, dammar, reservoarer, etc. med resten av vattenutrymmet inte fryser. När de helt växer ihop bildas ett kontinuerligt istäcke på ytan av reservoaren.
Is bildar också parallella kolumnära aggregat i form av fibrösa ådror i porösa jordar och isantoliter på deras yta.

URSPRUNG

Is bildas främst i vattenbassänger när lufttemperaturen sjunker. Samtidigt dyker en isgröt sammansatt av isnålar upp på vattenytan. Underifrån växer långa iskristaller på den, vars sjätte ordningens symmetriaxlar är placerade vinkelrätt mot jordskorpans yta. Relationerna mellan iskristaller under olika bildningsförhållanden visas i fig. Is är vanlig överallt där det finns fukt och där temperaturen sjunker under 0° C. I vissa områden tinar markisen endast till ett grunt djup, under vilket permafrost börjar. Dessa är de så kallade permafrostområdena; I områden med permafrostfördelning i de övre lagren av jordskorpan finns så kallad underjordisk is, bland vilken modern och fossil underjordisk is urskiljs. Minst 10% av jordens totala landyta är täckt av glaciärer; den monolitiska isbergarten som utgör dem kallas isis. Glaciäris bildas främst från ansamling av snö som ett resultat av dess packning och omvandling. Inlandsisen täcker cirka 75 % av Grönland och nästan hela Antarktis; den största tjockleken av glaciärer (4330 m) ligger nära Byrd-stationen (Antarktis). I centrala Grönland når istjockleken 3200 m.
Isavlagringar är välkända. I områden med kalla, långa vintrar och korta somrar, såväl som i höga bergsområden, bildas isgrottor med stalaktiter och stalagmiter, bland vilka de mest intressanta är Kungurskaya i Perm-regionen i Ural, samt Dobshine-grottan i Slovakien.
När havsvatten fryser bildas havsis. Havsisens karakteristiska egenskaper är salthalt och porositet, som bestämmer intervallet för dess densitet från 0,85 till 0,94 g/cm 3 . På grund av så låg densitet stiger isflak över vattenytan med 1/7-1/10 av sin tjocklek. Havsis börjar smälta vid temperaturer över -2,3°C; den är mer elastisk och svårare att bryta i bitar än sötvattensis.

ANSÖKAN

I slutet av 1980-talet utvecklade Argonne-laboratoriet en teknik för att tillverka isslurry som kan rinna fritt genom rör med olika diametrar utan att samlas i isuppbyggnader, fastna i varandra eller täppa till kylsystem. Saltvattensuspensionen bestod av många mycket små rundformade iskristaller. Tack vare detta bibehålls vattnets rörlighet och samtidigt, ur termisk konstruktionssynpunkt, representerar det is, som är 5-7 gånger effektivare än enkelt kallt vatten i byggnaders kylsystem. Dessutom är sådana blandningar lovande för medicin. Djurförsök har visat att mikrokristaller av isblandningen passerar perfekt in i ganska små blodkärl och inte skadar celler. "Icy Blood" förlänger den tid under vilken offret kan räddas. Låt oss säga, i händelse av hjärtstopp, förlänger denna tid, enligt konservativa uppskattningar, från 10-15 till 30-45 minuter.
Användningen av is som strukturmaterial är utbredd i polarområdena för byggande av bostäder - igloos. Is är en del av Pikerit-materialet som föreslagits av D. Pike, av vilket det föreslogs att göra världens största hangarfartyg.

Is - H 2 O

KLASSIFICERING