Лёд
Лед - это общее название замороженной воды. Другие жидкости, такие как аммиак, метан или молоко, можно назвать льдом, когда они замерзают, но их называют, например, "молочный лед", а не просто "лед". Жидкая вода превращается в твердый лед, когда становится очень холодно. Точка замерзания составляет 0° по Цельсию (32° по Фаренгейту или 273 кельвина).
Лед обычно делают в домашнем холодильнике или морозильной камере. Если поместить воду в морозильную камеру и оставить на некоторое время, вода становится очень холодной и замерзает, образуя лед. Чтобы вода быстрее замерзла в лед, ее можно поместить в медную (или другую металлическую) емкость. Металлы являются хорошими проводниками тепла, поэтому вода может замерзнуть быстрее, чем в пластиковом лотке для льда.
Лед в корзине
Кристаллы льда на стекле
Как образуется лед
В отличие от других жидкостей, вода при замерзании расширяется и превращается в лед; поэтому лед плавает на воде, так как плотность льда меньше плотности воды. Это очень необычно - практически любая другая жидкость становится более плотной при охлаждении; водяной лед, однако, является важным исключением. Жидкая вода расширяется примерно на 9%, когда она становится льдом - она занимает больше места. Это происходит потому, что молекулы воды не сближаются друг с другом, а отдаляются друг от друга. Молекулы в кристалле льда расположены таким образом, что его плотность меньше, чем у жидкой воды.Если вода в водопроводе замерзнет, она может разорвать водопроводную трубу. Вода в стеклянных бутылках при замерзании может заставить их взорваться. Вода, замерзающая в трещинах горных пород, может расшириться настолько, что расколет твердые породы; это важный процесс геологического выветривания, который может разрушить горы и превратить породу в почву.
При охлаждении материалов их молекулы совершают меньше колебаний и уплотняются. Когда большинство материалов достигает температуры, называемой точкой замерзания, молекулы образуют кристаллическое твердое тело - хотя некоторые материалы (например, стекло и смола) вообще не кристаллизуются, а образуют сверхжесткие жидкости, которые кажутся твердыми. Только гелий не замерзает; все остальные вещества замерзают, если они достаточно холодные, но такие жидкости, как растительное масло, антифриз, бензин (газолин), азот и т.д. замерзают при температурах, которые большинство людей не ощущают.
Соленая вода
Для замерзания соленой воды требуется более низкая температура, чем для замерзания чистой воды. Полученный лед содержит гораздо меньше соли, чем соленая вода, из которой он был получен. Этот факт иногда используется для опреснения воды. Соленый лед не такой прочный, как замороженная чистая вода. Аналогичным образом, если насыпать соль на лед, то он растает, если не слишком холодно: соль постепенно разъедает лед, образуя рассол, который не замерзает при такой температуре.
Географические местоположения льда
Поскольку лед плавает, даже большие водоемы, которые замерзают, как некоторые океаны, образуют лед только на поверхности. Большинство озер никогда не замерзают до дна. Даже самые холодные океаны, такие как Северный Ледовитый океан, замерзают только сверху, оставляя жидкий океан циркулировать внизу. Благодаря этому океаны Земли способны перераспределять тепло, и климат Земли характеризуется меньшими экстремумами тепла и холода, чем в противном случае. Если бы лед тонул, а не плавал, океаны заполнились бы льдом снизу, оставались бы твердыми, и только часть верхней части оттаяла бы. В твердом океане не было бы циркуляции тепла. Но поскольку лед плавает на поверхности, вода под ним может продолжать циркулировать, а лед на поверхности остается открытым и легко тает при повышении температуры.Большие скопления льда на суше называются ледниками. В Антарктиде находится большая часть мирового льда.
Ледниковые периоды
Изменения климата происходят постоянно. Когда очень холодно, это называется ледниковым периодом. Во время ледникового периода очень большие участки Земли покрываются льдом, снегом и ледниками. Причины ледниковых периодов сложны, или их трудно понять. Глобальное потепление в настоящее время влияет на ледовые ресурсы Земли, и его причины также очень сложны.
Сухой лед
Существует также "сухой лед"; это замороженный диоксид углерода. Сухой лед при контакте с обычным воздухом выделяет углекислый газ без запаха и цвета. Этот газ настолько холоден, что при смешивании с воздухом он охлаждает водяной пар в воздухе и превращается в туман, который выглядит как густой белый дым. Его часто используют в театре для создания искусственного тумана или дыма.
Сухой лед при помещении в воду
Вопросы и ответы
В: Что такое лед?
О: Лед - это общее название замороженной воды.
В: Можно ли называть льдом другие жидкости?
О: Да, другие жидкости, такие как аммиак, метан или молоко, могут называться льдом, когда они замерзают, но обычно они называются своими специфическими названиями, например, "молочный лед".
В: Когда жидкая вода превращается в твердый лед?
О: Жидкая вода превращается в твердый лед, когда она очень холодная, и ее температура достигает точки замерзания 0°C.
В: Как делают лед в домашних условиях?
О: Обычно лед делают в домашнем холодильнике или морозильной камере. Если воду поместить в морозильную камеру и оставить на некоторое время, вода становится очень холодной и замерзает, образуя лед.
В: Влияет ли материал емкости на время, необходимое для того, чтобы вода замерзла в лед?
О: Да, воду можно поместить в медную (или другую металлическую) емкость, чтобы она быстрее замерзла в лед. Металлы являются хорошими проводниками тепла, поэтому вода может замерзнуть быстрее, чем в пластиковом лотке для льда.
В: Какова точка замерзания воды?
О: Точка замерзания воды составляет 0°C (32°F или 273K).
В: Почему некоторые жидкости при замерзании имеют разные названия?
О: Некоторые жидкости при замерзании имеют разные названия, например, "молочный лед", потому что они обычно смешиваются с другими ингредиентами, которые влияют на их свойства при замерзании.
