La glace est une substance solide qui est dans un état d'agrégation, qui tend à avoir une forme gazeuse ou liquide à température ambiante. Les propriétés de la glace ont commencé à être étudiées il y a des centaines d'années. Il y a environ deux cents ans, les scientifiques ont découvert que l'eau n'est pas un simple composé, mais un élément chimique complexe composé d'oxygène et d'hydrogène. Après la découverte, la formule de l'eau a commencé à ressembler à H2O.
La structure de la glace
H2O se compose de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène. Au repos, l'hydrogène est situé au sommet de l'atome d'oxygène. Les ions oxygène et hydrogène doivent occuper les sommets d'un triangle isocèle: l'oxygène est situé au sommet d'un angle droit. Cette structure de l'eau s'appelle un dipôle.
La glace contient 11,2 % d'hydrogène et le reste est de l'oxygène. Les propriétés de la glace dépendent de sa structure chimique. Parfois, il contient des formations gazeuses ou mécaniques -impuretés.
La glace se trouve dans la nature sous la forme de quelques espèces cristallines qui conservent leur structure de manière stable à des températures allant de zéro et en dessous, mais à zéro et au-dessus, elle commence à fondre.
Structure cristalline
Les propriétés de la glace, de la neige et de la vapeur sont complètement différentes et dépendent de la structure des cristaux. A l'état solide H2O est entouré de quatre molécules situées aux coins du tétraèdre. Le nombre de coordination étant faible, la glace peut avoir une structure ajourée. Cela se reflète dans les propriétés de la glace et sa densité.
Formes de glace
La glace est l'une des substances les plus courantes dans la nature. Sur Terre, il en existe les variétés suivantes:
- rivière;
- lac;
- maritime;
- firny;
- noir glacial;
- sol.
Il y a de la glace qui se forme directement par sublimation, c'est-à-dire de l'état de vapeur. Cette vue prend une forme squelettique (nous les appelons flocons de neige) et des agrégats de croissance dendritique et squelettique (givre, gel).
L'une des formes les plus courantes sont les stalactites, c'est-à-dire les glaçons. Ils poussent partout dans le monde: à la surface de la Terre, dans des grottes. Ce type de glace est formé par l'écoulement de gouttes d'eau à une différence de température d'environ zéro degré pendant la période automne-printemps.
Les formations sous forme de bandes de glace qui apparaissent le long des bords des réservoirs, à la frontière de l'eau et de l'air, ainsi qu'au bord des flaques d'eau, sont appelées bancs de glace.
La glace peut se former dans les sols poreux sous forme deveine.
Propriétés de la glace
La substance peut être dans différents états. Sur cette base, la question se pose: quelle propriété de la glace se manifeste dans un état particulier ?
Les scientifiques identifient les propriétés physiques et mécaniques. Chacun d'eux a ses propres caractéristiques.
Propriétés physiques
Les propriétés physiques de la glace incluent:
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Densité. En physique, un milieu inhomogène est représenté par la limite du rapport de la masse de la substance du milieu lui-même au volume dans lequel il est enfermé. La densité de l'eau, comme d'autres substances, est fonction de la température et de la pression. Habituellement, une densité d'eau constante est utilisée dans les calculs, égale à 1000 kg/m3. Un indicateur de densité plus précis n'est pris en compte que lorsqu'il est nécessaire d'effectuer des calculs très précis en raison de l'importance du résultat de la différence de densité.
Lors du calcul de la densité de la glace, il est pris en compte quelle eau est devenue de la glace: comme vous le savez, la densité de l'eau salée est supérieure à celle de l'eau distillée.
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Température de l'eau. Habituellement, la cristallisation de l'eau se produit à une température de zéro degré. Les processus de congélation se produisent par sauts avec dégagement de chaleur. Le processus inverse (fusion) se produit lorsque la même quantité de chaleur est absorbée que celle qui a été libérée, mais sans sauts, mais progressivement.
Dans la nature, il existe des conditions dans lesquelles l'eau est surfondue, mais elle ne gèle pas. Certaines rivières restent liquides même à -2 degrés.
- Capacité calorifique. C'est la quantité de chaleur qui est absorbée lorsque le corps est chauffé pour chaquediplôme. Il existe une capacité calorifique spécifique, caractérisée par la quantité de chaleur nécessaire pour chauffer d'un degré un kilogramme d'eau distillée.
- Compressibilité. Une autre propriété physique de la neige et de la glace est la compressibilité, qui affecte la diminution de volume sous l'influence d'une pression externe accrue. L'inverse est appelé élasticité.
- Force de la glace.
- La couleur de la glace. Cette propriété dépend de l'absorption de la lumière et de la diffusion des rayons, ainsi que de la quantité d'impuretés dans l'eau gelée. La glace de rivière et de lac sans impuretés étrangères est visible en lumière bleu pâle. La glace de mer peut être complètement différente: bleue, verte, bleue, blanche, brune, avoir une teinte d'acier. Parfois, vous pouvez voir de la glace noire. Il acquiert cette couleur en raison de la grande quantité de minéraux et de diverses impuretés organiques.
Propriétés mécaniques de la glace
Les propriétés mécaniques de la glace et de l'eau sont déterminées par la résistance au milieu extérieur par rapport à une unité de surface. Les propriétés mécaniques dépendent de la structure, de la salinité, de la température et de la porosité.
La glace est une formation élastique, visqueuse et plastique, mais il y a des conditions dans lesquelles elle devient dure et très cassante.
La glace de mer et l'eau douce sont différentes: la première est beaucoup plus plastique et moins durable.
Lorsque les navires passent, les propriétés mécaniques de la glace doivent être prises en compte. C'est également important lorsque vous utilisez des routes de glace, des passages à niveau et plus encore.
L'eau, la neige et la glace ontpropriétés similaires qui définissent les caractéristiques d'une substance. Mais en même temps, de nombreux autres facteurs influencent ces lectures: la température ambiante, les impuretés dans le solide, ainsi que la composition initiale du liquide. La glace est l'une des substances les plus intéressantes sur Terre.
