Onormal densitet av is och vatten

Vatten - en mystisk vätska. Detta beror på det faktum att de flesta av dess egenskaper är onormal, dvs. skiljer sig från andra vätskor. Orsaken ligger i sin särskilda struktur, som orsakas av vätebindningar mellan molekylerna, som varierar med temperatur och tryck. Dessa unika egenskaper är besatt och is. Det sägs att densiteten bestämning kan realiseras genom formeln ρ = m / V. Följaktligen kan kriteriet fastställas genom studier av vätskeformiga massan av material per enhetsvolym.

Låt oss titta på några av egenskaperna hos is och vatten. Till exempel, densitet anomali. Efter det att isen smälte densiteten ökar, som passerar genom den kritiska märket på 4 grader, och först därefter börjar minska med ökande temperatur. Men de konventionella vätskor det alltid minskar under kylning. Detta faktum är en vetenskaplig förklaring. Ju högre temperatur, desto större hastighet av molekylerna. Detta leder till repulsion av varandra, och därmed blir materialet mer sprött. Gåta vatten består i det faktum att trots ökningen i hastighet av molekylerna som temperaturen stiger, sänka dess densitet uppträder endast vid höga temperaturer.

Den andra mysteriet är frågan: "Varför är isen kan flyta på vattenytan?", "Varför är hon i floderna inte fryser till botten?" Det faktum att densiteten av is är lägre än den hos vatten. Och i processen för smältande någon annan vätska, är dess densitet mindre än den hos kristallen. Detta beror på det faktum att de har ett visst intervall, och ordnade regelbundet i den sista molekylen. Detta är typiskt för någon substans kristaller. Men bortsett från detta, molekylen de "packade" tillräckligt tätt. I processen för smältning av kristallen regelförsvinner, vilket bara är möjligt när molekylerna mindre tät. I enlighet därmed, är densiteten hos det ämne reduceras i smältprocessen. Men att ändra detta kriterium är ganska lite, exempelvis smältning av metaller har det sjunkit ett genomsnitt av 3 procent. Emellertid är mindre än densiteten av is vattnets densitet på en gång tio procent. Därför kan vi säga att detta hopp är onormalt inte bara för dess tecken, men även storleken.

Förklarar datastrukturen is pussel funktioner. Det är ett rutnät av vätebindningar, vilket i var och en av de fyra stycken noden. Därför nätet kallas en quad. Alla vinklar är lika till Qt i det, så det kallas tetraedrisk. Vidare består den av en sex-ledade ringar av den krökta formen.

Ett särdrag hos den fasta strukturen av vatten är att de löst packade molekyler däri. Om de är i nära relation, skulle densiteten av isen vara lika med 2,0 g / cm3, men i verkligheten är det 0,92 g / cm3. Av detta bör följa slutsatsen att närvaron av stora rumsliga volymer måste leda till instabilitet. I själva verket blir gallret mindre starka, men det kan rekonstrueras. Ice - så robust material som även förfäder moderna inuiterna lärt sig att bygga sina hyddor av det. Och i dag, invånarna i Arctic ledobeton används som byggnadsmaterial. I enlighet därmed, när trycket varierar is struktur. Det är i denna stabilitet är den viktigaste egenskapen av vätebindningar mellan molekyler galler H ₂ O. Följaktligen varje vattenmolekyl i flytande tillstånd behåller fyra vätebindning, men vid samma vinklar blir olika från qT, leder detta till det faktum att isen densitet mindre än den för vatten.