Is er et fast stoff som er i en aggregeringstilstand, som har en tendens til å ha en gass- eller flytende form ved romtemperatur. Egenskapene til is begynte å bli studert for hundrevis av år siden. For rundt to hundre år siden oppdaget forskerne at vann ikke er en enkel forbindelse, men et komplekst kjemisk element bestående av oksygen og hydrogen. Etter oppdagelsen begynte vannformelen å se ut som H2O.
Strukturen av is
H2O består av to hydrogenatomer og ett oksygenatom. I hvile er hydrogen plassert på toppen av oksygenatomet. Oksygen- og hydrogenioner bør okkupere toppunktene i en likebenet trekant: oksygen er plassert på toppen av en rett vinkel. Denne strukturen til vann kalles en dipol.
Is er 11,2 % hydrogen og resten er oksygen. Egenskapene til is avhenger av dens kjemiske struktur. Noen ganger inneholder den gassformede eller mekaniske formasjoner -urenheter.
Is finnes i naturen i form av noen få krystallinske arter som stabilt beholder sin struktur ved temperaturer fra null og under, men ved null og oppover begynner den å smelte.
Krystallstruktur
Egenskapene til is, snø og damp er helt forskjellige og avhenger av strukturen til krystallene. I fast tilstand er H2O omgitt av fire molekyler plassert i hjørnene av tetraederet. Siden koordinasjonstallet er lavt, kan isen ha en gjennombruddsstruktur. Dette gjenspeiles i isens egenskaper og dens tetthet.
Isformer
Is er et av de vanligste stoffene i naturen. På jorden finnes det følgende varianter av det:
- river;
- lake;
- maritime;
- firny;
- glacial black;
- ground.
Det er is som er direkte dannet ved sublimering, dvs. fra damptilstanden. Dette synet antar en skjelettform (vi kaller dem snøflak) og aggregater av dendrittisk og skjelettvekst (rimfrost, frost).
En av de vanligste formene er dryppstein, dvs. istapper. De vokser over hele verden: på jordens overflate, i huler. Denne typen is dannes av strømmen av vanndråper ved en temperaturforskjell på rundt null grader i høst-vårperioden.
Formasjoner i form av isstrimler som dukker opp langs kantene av reservoarene, på grensen til vann og luft, samt langs kanten av vannpytter, kalles isbanker.
Is kan dannes i porøs jord i form av fibrøståre.
Ice-egenskaper
Substans kan være i forskjellige tilstander. Basert på dette oppstår spørsmålet: hvilken egenskap ved is manifesteres i en bestemt tilstand?
Forskere identifiserer fysiske og mekaniske egenskaper. Hver av dem har sine egne egenskaper.
Fysiske egenskaper
De fysiske egenskapene til is inkluderer:
-
Tetthet. I fysikk er et inhomogent medium representert ved grensen for forholdet mellom massen av stoffet i selve mediet til volumet det er innelukket i. Vannets tetthet er, som andre stoffer, en funksjon av temperatur og trykk. Vanligvis brukes en konstant tetthet av vann i beregninger, lik 1000 kg/m3. En mer nøyaktig tetthetsindikator tas kun i betraktning når det er nødvendig å gjøre beregninger svært nøyaktig på grunn av viktigheten av resultatet av tetthetsforskjellen.
Ved beregning av tettheten til is, tas det hensyn til hvilket vann ble is: som du vet er tettheten til s altvann høyere enn destillert vann.
-
Vanntemperatur. Vanligvis skjer vannkrystallisering ved en temperatur på null grader. Fryseprosesser skjer i hopp med frigjøring av varme. Den omvendte prosessen (smelting) skjer når samme mengde varme absorberes som ble frigjort, men uten hopp, men gradvis.
I naturen er det forhold hvor vann underkjøles, men det fryser ikke. Noen elver forblir flytende selv ved -2 grader.
- Varmekapasitet. Dette er mengden varme som absorberes når kroppen varmes opp for hvergrad. Det er en spesifikk varmekapasitet, som er karakterisert ved mengden varme som kreves for å varme opp et kilo destillert vann med én grad.
- Kompressibilitet. En annen fysisk egenskap ved snø og is er komprimerbarhet, som påvirker volumreduksjonen under påvirkning av økt ytre trykk. Det gjensidige kalles elastisitet.
- Isstyrke.
- Fargen på is. Denne egenskapen avhenger av absorpsjon av lys og spredning av stråler, samt av mengden urenheter i det frosne vannet. Elve- og innsjøis uten fremmede urenheter er synlig i lyseblått lys. Havisen kan være helt annerledes: blå, grønn, blå, hvit, brun, har en stålaktig fargetone. Noen ganger kan du se svart is. Den får denne fargen på grunn av den store mengden mineraler og ulike organiske urenheter.
Mekaniske egenskaper til is
De mekaniske egenskapene til is og vann bestemmes av motstanden mot det ytre miljø i forhold til en enhetsareal. Mekaniske egenskaper avhenger av struktur, s altholdighet, temperatur og porøsitet.
Is er en elastisk, viskøs, plastisk formasjon, men det er forhold der den blir hard og veldig sprø.
Havisen og ferskvann er forskjellige: førstnevnte er mye mer plastisk og mindre holdbar.
Når skip passerer, må de mekaniske egenskapene til is tas i betraktning. Det er også viktig ved bruk av isveier, kryssinger og mer.
Vann, snø og is harlignende egenskaper som definerer egenskapene til et stoff. Men samtidig påvirker mange andre faktorer disse målingene: omgivelsestemperatur, urenheter i det faste stoffet, så vel som den opprinnelige sammensetningen av væsken. Is er et av de mest interessante stoffene på jorden.
