Is er et fast stof, der er i en tilstand af aggregering, som har tendens til at have en gasformig eller flydende form ved stuetemperatur. Isens egenskaber begyndte at blive undersøgt for hundreder af år siden. For omkring to hundrede år siden opdagede forskerne, at vand ikke er en simpel forbindelse, men et komplekst kemisk element bestående af ilt og brint. Efter opdagelsen begyndte vandformlen at ligne H2O.
Isens struktur
H2O består af to hydrogenatomer og et oxygenatom. I hvile er brint placeret i toppen af iltatomet. Ilt- og brintioner bør optage hjørnerne af en ligebenet trekant: oxygen er placeret i toppen af en ret vinkel. Denne struktur af vand kaldes en dipol.
Is er 11,2 % brint, og resten er ilt. Isens egenskaber afhænger af dens kemiske struktur. Nogle gange indeholder det gasformige eller mekaniske formationer -urenheder.
Is findes i naturen i form af nogle få krystallinske arter, der stabilt bevarer deres struktur ved temperaturer fra nul og derunder, men ved nul og derover begynder den at smelte.
krystalstruktur
Egenskaberne for is, sne og damp er helt forskellige og afhænger af krystallernes struktur. I fast tilstand er H2O omgivet af fire molekyler placeret i hjørnerne af tetraederet. Da koordinationstallet er lavt, kan isen have en gennembrudt struktur. Dette afspejles i isens egenskaber og dens tæthed.
Isformer
Is er et af de mest almindelige stoffer i naturen. På jorden er der følgende varianter af det:
- river;
- lake;
- maritime;
- firny;
- glacial black;
- ground.
Der er is, der er direkte dannet ved sublimering, dvs. fra damptilstanden. Denne opfattelse antager en skeletform (vi kalder dem snefnug) og aggregater af dendritisk og skeletvækst (rimfrost, frost).
En af de mest almindelige former er drypsten, dvs. istapper. De vokser over hele verden: på jordens overflade, i huler. Denne type is dannes af strømmen af vanddråber ved en temperaturforskel på omkring nul grader i efterår-forår-perioden.
Formationer i form af isstrimler, der optræder langs kanterne af reservoirer, ved grænsen af vand og luft, samt langs kanten af vandpytter, kaldes isbanker.
Is kan dannes i porøs jord i form af fibrøståre.
Ice-ejendomme
Stof kan være i forskellige tilstande. Baseret på dette opstår spørgsmålet: hvilken egenskab ved is er manifesteret i en bestemt tilstand?
Forskere identificerer fysiske og mekaniske egenskaber. Hver af dem har sine egne karakteristika.
Fysiske egenskaber
De fysiske egenskaber ved is omfatter:
-
Tæthed. I fysik er et inhomogent medium repræsenteret ved grænsen for forholdet mellem massen af selve mediets substans og det volumen, hvori det er indesluttet. Vandets massefylde er ligesom andre stoffer en funktion af temperatur og tryk. Norm alt bruges en konstant densitet af vand i beregninger, svarende til 1000 kg/m3. En mere nøjagtig tæthedsindikator tages kun i betragtning, når det er nødvendigt at lave beregninger meget præcist på grund af vigtigheden af resultatet af tæthedsforskellen.
Ved beregning af tætheden af is tages der hensyn til hvilket vand blev til is: Som du ved, er tætheden af s altvand højere end destilleret vand.
-
Vandtemperatur. Norm alt sker vandkrystallisation ved en temperatur på nul grader. Fryseprocesser forekommer i hop med frigivelse af varme. Den omvendte proces (smeltning) opstår, når den samme mængde varme absorberes, som blev frigivet, men uden hop, men gradvist.
I naturen er der forhold, hvor vand underkøles, men det fryser ikke. Nogle floder forbliver flydende selv ved -2 grader.
- Varmekapacitet. Dette er mængden af varme, der absorberes, når kroppen opvarmes for hvergrad. Der er en specifik varmekapacitet, som er karakteriseret ved den mængde varme, der kræves for at opvarme et kilogram destilleret vand med én grad.
- Kompressibilitet. En anden fysisk egenskab ved sne og is er kompressibilitet, som påvirker faldet i volumen under påvirkning af øget eksternt tryk. Det gensidige kaldes elasticitet.
- Isstyrke.
- Farven på is. Denne egenskab afhænger af absorption af lys og spredning af stråler, samt af mængden af urenheder i det frosne vand. Flod- og søis uden fremmede urenheder er synlig i lyseblåt lys. Havisen kan være helt anderledes: blå, grøn, blå, hvid, brun, har en stålfarve. Nogle gange kan du se sort is. Den får denne farve på grund af den store mængde mineraler og forskellige organiske urenheder.
Mekaniske egenskaber ved is
De mekaniske egenskaber af is og vand bestemmes af modstanden mod det ydre miljø i forhold til en enhedsareal. Mekaniske egenskaber afhænger af struktur, s altholdighed, temperatur og porøsitet.
Is er en elastisk, tyktflydende plastisk formation, men der er forhold, hvorunder den bliver hård og meget skør.
Havis og ferskvand er forskellige: førstnævnte er meget mere plastik og mindre holdbar.
Når skibe passerer, skal der tages hensyn til isens mekaniske egenskaber. Det er også vigtigt, når du bruger isveje, krydsninger og mere.
Vand, sne og is harlignende egenskaber, der definerer et stofs egenskaber. Men samtidig påvirker mange andre faktorer disse aflæsninger: omgivelsestemperatur, urenheder i det faste stof samt væskens oprindelige sammensætning. Is er et af de mest interessante stoffer på jorden.
