Nenormalus ledo ir vandens tankis

Vanduo yra paslaptingas skystis.Taip yra dėl to, kad dauguma jo savybių yra anomalios, t.y. išskyrus kitus skysčius. Priežastis yra jos ypatinga struktūra, kurią lemia vandeniliniai ryšiai tarp molekulių, kurie keičiasi esant temperatūrai ir slėgiui. Ledas turi šias unikalias savybes. Verta pasakyti, kad galima nustatyti tankį naudojant formulę ρ = m / V. Atitinkamai šį kriterijų galima nustatyti tiriant terpės vieneto tūrio masę.

Pažvelkime į kai kurias ledo ir vandens savybes.Pavyzdžiui, tankio anomalija. Po lydymosi ledo tankis didėja, einant per kritinį 4 laipsnių lygį, ir tik po to jis pradeda mažėti didėjant temperatūrai. Tačiau įprastuose skysčiuose aušinimo procese jis visada mažėja. Šis faktas yra gana mokslinis paaiškinimas. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo greičiau molekulės. Tai veda prie jų atsiskyrimo vienas kitam, todėl medžiaga tampa laisvesnė. Vandens paslaptis yra tai, kad, nepaisant padidėjusios temperatūros molekulių greičio, jos tankis mažėja tik esant aukštai temperatūrai.

Вторая загадка заключается в вопросах:„Kodėl ledas gali plaukti ant vandens paviršiaus?“, „Kodėl jis neužšąla upėse? Tiesa ta, kad ledo tankis yra mažesnis nei vandens tankis. Ir lydant bet kurį kitą skystį, jo tankis yra mažesnis už kristalo tankį. Taip yra dėl to, kad pastarosiose molekulėse yra tam tikras periodiškumas ir jie yra reguliariai išdėstyti. Tai būdinga bet kurios medžiagos kristalams. Tačiau, be to, jų molekulės yra „supakuotos“ gana griežtai. Kristalės lydymo procese reguliarumas dingsta, o tai įmanoma tik esant mažiau tankiam molekulių ryšiui. Atitinkamai, tirpimo metu medžiagos tankis mažėja. Tačiau šis kriterijus labai mažas, pavyzdžiui, metalams lydant, jis vidutiniškai sumažėja tik 3 proc.

Tačiau ledo tankis yra mažesnis nei vandens tankis vienu metu dešimt procentų. Todėl galime pasakyti, kad šis šuolis yra anomališkas ne tik su savo ženklu, bet ir su jo dydžiu.

Šie mįslės yra paaiškintos funkcijomis.ledo konstrukcijos. Tai vandenilio junginių tinklas, kuriame kiekviename mazge yra keturi vienetai. Todėl tinklelis vadinamas keturis kartus. Visi jo kampai yra lygūs qT, todėl tai vadinama tetraedrine. Be to, jis susideda iš šešių narių žiedų iš lenktos formos.

Kietosios vandens struktūros bruožas yra tai, kadkad molekulės yra supakuotos į jį laisvai. Jei jie būtų glaudžiai susiję, ledo tankis būtų lygus 2,0 g / cm3, bet iš tikrųjų tai yra 0,92 g / cm3. Iš to turėtų būti daroma išvada, kad didelių erdvinių tūrių buvimas turėtų sukelti nestabilumą. Tiesą sakant, tinklelis nėra mažiau stiprus, tačiau jį galima atstatyti. Ledo yra tokia stipri medžiaga, kad netgi šiuolaikinių eskimų protėviai išmoko statyti savo namus iš jo. Iki šiol Arkties gyventojai kaip statybinė medžiaga naudoja ledą. Atitinkamai didėjant spaudimui ledo struktūra keičiasi. Toks stabilumas yra tai, kad pagrindinė H molekulių tinklų vandenilio jungčių savybė yra₂O.Atitinkamai, kiekviena vandens molekulė ir skystoje būsenoje išlaiko keturias vandenilio jungtis, tačiau tuo pačiu metu kampai skiriasi nuo qT, tai lemia tai, kad ledo tankis yra mažesnis nei vandens.