Zašto led ne potone u vodu: odgovori

U oceanu nestaju polarni blokovi leda i ledenjake, pa čak i u pićima, led nikada ne spušta do dna. Može se zaključiti da led ne potone u vodu. Zašto? Ako razmišljate o tome, onda to pitanje može činiti malo čudno, jer je led čvrst i - intuitivno - mora biti teži od tekućine. Iako je ova izjava istina za većinu tvari, voda je iznimka od pravila. Voda i led se odlikuju vodikovim vezama koje u krutom stanju olakšavaju led, nego kada su u tekućem stanju.

Znanstveno pitanje: zašto se led nije sudario u vodi

Zamislite da smo u lekciji pod nazivom "Svijet oko" u 3. razredu. "Zašto se led nije sudario u vodi?" - učitelj pita djecu. A djeca, bez dubokog znanja u fizici, počinju raspravljati. "Možda je to magija", kaže jedna od djece.

Doista, led je iznimno neobičan. Gotovo da nema drugih prirodnih tvari koje u krutom stanju mogu plutati na površini tekućine. Ovo je jedno od osobina koje čini vodu takvu neobičnu tvar i, ako priznajem, mijenja način evolucije planeta.

Postoje neki planeti koji sadrže ogromnu količinu tekućih ugljikovodika, kao što je amonijak, međutim, kada se zamrzne, ovaj materijal naliježe na dno. Razlog zbog kojeg se led ne uranja u vodu je da se voda, ako se voda zamrzne, širi i istodobno se smanjuje njegova gustoća. Zanimljivo je da širenje leda može razbiti stijene - tako je neobično proces glaciiranja vode.

Znanstveno govoreći, u procesu zamrzavanja, uspostavljeni su brzi ciklusi vremenskih utjecaja, a određene kemikalije koje se oslobađaju na površini sposobne su za otapanje minerala. Općenito, s zamrzavanjem vode povezani su takvi procesi i mogućnosti, koja fizikalna svojstva drugih tekućina ne preuzimaju.

Gustoća leda i vode

Dakle, odgovor na pitanje zašto se led pluta na vodi i pluta na površini, je da ima manju gustoću od tekućine - ali to je odgovor na prvoj razini. Za bolje razumijevanje, morate znati zašto led ima nisku gustoću, zašto stvari plutaju prvo, kako gustoća dovodi do plivanja.

Sjetite grčki genij Arhimed, koji je utvrdio da je određeni predmet nakon uranjanja u vodu, volumen vode se povećava broj jednak volumenu potopljenog objekta. Drugim riječima, ako ste stavili duboku posudu na površini vode, a zatim staviti u teškim predmetima, količina vode koja sipati u posudu, bit će točno jednak volumenu objekta. Nije bitno je li predmet potopljen u cijelosti ili djelomično.

Svojstva vode

Voda je zadivljujuća tvar koja u osnovi hrani život na zemlji, jer ga svako živo organizam treba. Jedno od najvažnijih svojstava vode je što ima najvišu gustoću na 4 ° C. Dakle, vruća voda ili led su manje gusti nego hladna voda. Manje guste tvari plutaju na vrh gustoje tvari.

Na primjer, tijekom pripreme salate možete vidjeti da je ulje na površini octa - to se može objasniti činjenicom da ima manju gustoću. Isti zakon vrijedi i za objašnjenje zašto led ne potone u vodu, ali utopi se u benzinu i kerozinu. Samo ove dvije tvari imaju manju gustoću od leda. Dakle, ako vodite kuglu na napuhavanje u bazen, plutat će na površini, ako bacite kamen u vodu - to će potonuti na dno.

Koje se promjene događaju s vodom tijekom zamrzavanja

Razlog zbog kojeg se led ne potone u vodu povezan je s vodikovim vezama, koje se mijenjaju kada voda zamrzne. Kao što je poznato, voda se sastoji od jednog atoma kisika i dva vodikova atoma. Pridruženi su kovalentnim vezama, nevjerojatno jakim. Međutim, druga vrsta veze koja se formira između različitih molekula, nazvanih vodikovom vezom, je slabija. Ti se odnosi formiraju jer se pozitivno nabijeni atomi vodika privlače negativno nabijenim atomima kisika susjednih vodenih molekula.

Kada je voda topla, molekule su vrlo aktivne, kreću se puno, brzo oblikuju i razgrađuju veze s drugim molekulama vode. Imaju energiju da se približe i brzo krenu. Dakle, zašto se led nije sudario u vodi? Kemija krije odgovor.

Fizikokemija leda

Kako temperatura vode padne ispod 4 ° C, kinetička energija tekućine se smanjuje, tako da se molekule više ne kreću. Oni nemaju energiju za kretanje i svjetlo su kao oni na visokoj temperaturi, razbijanje i stvaranje obveznica. Umjesto toga stvaraju više vodikovih veza s drugim molekulama vode pri stvaranju heksagonalnih rešetkastih struktura.

Oni formiraju ove strukture da podupru negativno nabijene molekule kisika jedna od druge. Usred šesterokuta nastalih kao rezultat aktivnosti molekula, postoji mnogo praznine.

Ledovi vode u vodi - uzroci

Led je zapravo 9% manje gusto od tekuće vode. Stoga, led zauzima više prostora od vode. Praktično ima smisla, jer led se širi. Zato se ne preporuča zamrzavanje staklene boce vode - zamrznuta voda može stvoriti velike pukotine čak iu betonu. Ako imate litarsku bocu leda i litarsku bocu vode, boca ledene vode bit će lakša. Molekule su dalje razdvojene u ovom trenutku nego kada je tvar u tekućem stanju. Zato se led ne potone u vodu.

Kad se led otopi, stabilna kristalna struktura propada i postaje gušća. Kad se voda zagrije do 4 ° C, ona dobiva energiju, a molekule se kreću brže i dalje. Iz tog razloga vruća voda zauzima više prostora od hladne vode i pluta preko hladne vode - ima manje gustoće. Zapamtite, kada ste na jezero, dok je kupanje gornji sloj vode je uvijek lijepo i toplo, ali kad ispadne noge dublje, osjetiti hladan donji sloj.

Važnost procesa zamrzavanja vode u funkcioniranju planeta

Unatoč činjenici da je pitanje "Zašto se led nije utopio u vodi?" Za 3. razred, vrlo je važno razumjeti zašto se taj proces odvija i što je važno za planet. Dakle, uzgon leda ima važne posljedice za život na Zemlji. Jezera se zamrzavaju zimi na hladnim mjestima - to dopušta ribama i drugim vodenim životinjama da prežive pod ledenim pokrivačem. Ako je dno zamrznuto, tada je vjerojatnost visoka da bi cijelo jezero moglo biti zamrznuto.

U takvim uvjetima, niti jedan organizam ne bi preţivio.

Ako je gustoća leda bila je veća od gustoće vode, oceani, led bi pao, a ledene kape, koja je u ovom slučaju će biti na dnu, ne bi nikome dopustiti da tamo žive. Na dnu oceana bilo bi puno leda - iu čemu bi to sve postalo? Između ostalog, polarni je led važan jer reflektira svjetlost i štiti planet Zemlju od pretjeranog pregrijavanja.