при какой температуре образуется лед

Лёд – твердое состояние воды, его свойства, классификация, формы и фото …

Лёд – хорошо знакомое для большинства из нас вещество. Он всегда вокруг нас в зимнюю пору. В быту мы часто пользуемся его уникальными свойствами …

Лёд — что это …

Лёд — это твёрдое состояние воды. Он образуется при понижении температуры воды ниже 0 градусов по Цельсию. Эта температура называется температурой Кристаллизации воды. Лёд, как и снег, состоит из кристаллов льда, с формами которых вы можете ознакомиться в нашей статье Снег кружится.

Приведем ещё несколько определений.

Большой Энциклопедический словарь

Большой Энциклопедический словарь. 2000

Морской словарь

Лед (Ice) — вода в твердом состоянии. Обыкновенный лед легче воды, удельный вес при 0° — 0,9175. Сто объемов Льда образуются из 92 объемов воды, этим объясняется разрушительное действие воды при замерзании в закрытых сосудах, трубопроводах, отсеках и т. п.

Самойлов К. И. Морской словарь. — М.-Л.: Государственное Военно-морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941

Словарь по географии

Лед — Твердая форма воды, образуемая в природе путем замерзания воды на реках, озерах и морях, конденсации атмосферного водяного пара в ледяные кристаллы, уплотнения снега и т.п.

Словарь по географии. 2015

Свойства льда — свойства воды в твердом состоянии

В результате процесса образования льда – кристаллизации воды, выделяется некоторое количество газов и солей. Это свойство используется для очистки питьевой воды, подробно про это мы писали в материале ТАЛАЯ ВОДА, ПРИГОТОВЛЕНИЕ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ → .

Лёд имеет меньшую плотность чем жидкая вода, поэтому он и не тонет. Это свойство относится к аномальным. Поскольку, как правило, большинство веществ, в твердом состоянии имеет большую плотность. Меньшая плотность льда говорит о том, что вода при замерзании увеличивается в объеме. Этот факт необходимо учитывать в быту. Например, если замерзнет водопровод, то образовавшийся в процессе этого лёд может «порвать» трубы.

Свойства воды в твёрдом состоянии как таковые мы уже рассматривали и в других наших материалах — ЛЕДНИК — ХРАНИТЕЛЬ ПРЕСНОЙ ВОДЫ → , БЕЛЫЕ СНЕЖИНКИ НА НОВЫЙ ГОД → , СНЕГ КРУЖИТСЯ → . Тем не менее ещё раз перечислим главные из них ниже.

Виды льда — классификация льдов

Формы льда в природе

В природе встречается несколько проявлений воды в твёрдом состоянии.

Источник

Лёд: классификация, температура, свойства, применение

Лёд – это вода в твердом агрегатном состоянии. Мы часто встречаем его в повседневной жизни: в холодное время лёд сковывает реки и лужи, появляется в виде ледяных узоров на окнах, сосульках на крышах. Мы можем приготовить его в любое время в холодильнике.

Лёд выполняет важную роль на Земле: участвует в круговороте воды в природе, снабжает нашу планету огромным объёмом пресной воды и сдерживает глобальный уровень воды в мировом океане.

Не только вода подвергается замораживанию. Поэтому название «лёд» получили и другие вещества. Например, существует сухой, аммиачный, метановой.

В данной статье мы подробно остановимся на природном кристаллический льде, который получается при замерзании воды. Рассмотрим: уникальные свойства, температуру, плотность, формулу и разновидности льда, которые создаются в лабораторных условиях при разном давлении и температуре.

Что такое лёд

Лёд – (вода в твердом агрегатном состоянии), твердое тело, образующееся из воды при понижении ее температуры до нуля и ниже. Образование происходит в результате кристаллизации – изменения состояния молекулярной решетки. Химическая формула — H2O. Рассмотрим строение молекулы на изображении № 1.

Кристаллическая структура напоминает структуру алмаза. Каждая молекула Н2О связана с тремя молекулами в своём слое и с одной молекулой соседнего слоя.

Лёд в природе

Изучением природных льдов во всех разновидностях на поверхности Земли, атмосфере, гидросфере, литосфере занимается наука – Гляциология.

Рассмотрим подробнее основные виды льда:

Атмосферный

Образуется в атмосфере и на земной поверхности. Выпадает на Землю в виде осадков: снега, инея, града. Также может образовать ледяные облака и туман.

Ледниковый (глетчерный)

Образуется в результате накопления и его последующего преобразования в ледяную массу. Ледники занимают 11 процентов суши. Наибольшая часть ледников расположены в Антарктиде. Самый известный шельфовый ледник Его площадь превышает 500 тыс. км2, а толщина льда достигает 700 м.

Подземный

Находится в верхней части земной коры. Основная масса находится в Северном полушарии. По подсчетам ученых запасы достигают от 0,3 до 0,5 млн км3

Морской

Образуется в море, океане при замерзании воды. Различают следующие виды:

По форме айсберги бывают столообразные и пирамидальные. Часто достигают гигантских размеров. Площадь гигантов уменьшается прогрессивно по мере их продвижения в более низкие широты.

Космический

Ледяной покров можно встретить в солнечной системе: на планетах, спутниках, кометах.

Температура

На Земле практически весь лёд относится к одному виду, названному «обычный кристаллический» или по-научному — лёд Ih.

Кристаллический лёд (Ih) образуется при t от 0 °C и ниже, соленая вода замерзает при t 1,9 °C. При нагревании тает и снова превращается в воду.

Существуют другие виды льда, созданные в экспериментальных условиях. Для них соответствует своя температура и давление. Рассмотрим изображении № 3.

Плотность

Уникальные свойства молекулы воды позволяют ей трансформироваться в разные агрегатные состояния: жидкое, твердое, газообразное. Молекула льда, как и жидкой воды, имеет один и тот же состав.

Одна молекула состоит из трех атомов: двух атомов водорода и одного атома кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью.

Плотность льда (р-0,917 г/см3), жидкой воды (р-0,9982 г/см3)

Рассмотрим различия в строении молекулы на изображении № 4.

В кристалле льда между молекулами воды остаются пустоты. Объем пустот чуть больше, чем размер отдельной молекулы воды. Поэтому он имеет наименьшую плотность.

Таким образом, образующийся зимой ледяной покров не тонет, а плавает на поверхности воды, так как его плотность меньше плотности жидкой воды.

Иначе все водоемы зимой наполнились бы льдом, и в них не могли бы существовать живые организмы. Большинство других веществ увеличивают свою плотность при замерзании.

Физические свойства льда

Виды и фазы

В настоящее время науке известны следующие разновидности и фазы. Подробная информация предоставлена на изображении № 3.

Получение

В современном мире получение льда – процесс доступный. Достаточно взять любую емкость, наполненную водой, поставить на время в морозилку и получить твердое состояние воды.

Ледяной покров появляется при замерзании воды, при температуре от 0°C и ниже. Замерзание начинается с верхнего слоя. В ней образуются микроскопические ледяные иголочки, которые затем смерзаются между собой.

Применение

Лед имеет широкий спектр применения в разных сферах жизнедеятельности:

7 интересных фактов

Подведём итоги

Лед – одно из уникальных явлений природы на Земле. Он всегда приковывал к себе пристальное внимание. Ученые постоянно проводят исследования в данной области, открывая новые фазы и виды.

Вода на Земле существует в трех агрегатных состояниях: жидком — это ее преимущественное состояние, твердое (лед), газообразное (водяной пар). Благодаря этому происходит круговорот воды в природе и жизнь на Земле.

Источник

19 видов льда

Лёд взрывается, тонет в воде, проводит ток, генерирует мощное магнитное поле.

Мой друг в детстве приклеивал на капельку пластилина таракана на дно формочки для льда, заливал водой и замораживал. Потом швырял ледяные кубики с начинкой в стену и кричал «Я — Сабзиро!» А я всё время выбирал Глациуса в Killer Instinct, потому что изящный. В «Семиевии» из льда на астероиде построили реактивный двигатель и льдом же его топили. Ну и, конечно же, «Колыбель для кошки». А тем временем в реальности…

Аргоннская национальная лаборатория в 1980 придумала технологию ледяной гидросмеси (ice slurry), которая не образует ледяные наросты, не слипается, течет по трубам и в 5-7 раз эффективнее простой воды для охлаждения.

Микрокристаллы льда «ледяная кровь» хорошо проникают в маленькие кровеносные сосуды без вреда для клеткок. При остановке сердца время для спасения пострадавшего теоретически может увеличиться с 10 до 45 минут.

Д. Пайк предложил добавить в лед опилки и из этого композита (пайкерита) сделать… авианосец.

Чуток копнув, я узнал, насколько глубока ледяная кроличья нора.

Первопроходец в исследовании различных типов льда — Перси Уильямс Бриджмен, нобелевский лауреат по физике в 1946, он работал с высокими давлениями (до 10 ГПа), открыл/описал в 1912 году 5-6 видов льда.

«Правила льда»

Шесть возможных молекулярных ориентаций центральной молекулы воды в пентамере Вальрафена.

Эксперименты с величиной и скоростью изменения температуры и давления, а так же хитрости с графеном позволяют играться со структурой и ориентацией протонов, что порождает 19 экспериментально полученных и несколько теоретических видов льда.

Фазовая диаграмма и структуры льда.

Сводная таблица 19 видов льда.

Лёд 0

Теоретическая структура. Лед-0 может получиться при кристаллизации льда I_си льда I_h из переохлажденной воды.

Аморфный лёд

Фазовая диаграмма аморфных льдов и жидкой воды.

Лёд-I_aили LDA (Low-density amorphous ice)

Если жидкую воду охладить со скоростью порядка 1 000 000 К в секунду, то молекулы не успевают сформировать кристаллическую решётку и получается аморфный лед низкой плотности, («сверхохлаждённая стекловидная вода», HGW). Второй способ — сконденсировать водяной пар на сильно охлажденной подложке («аморфная твёрдая вода», ASW).

Лёд-I_a или HDA (High-density amorphous ice)

Аморфный лёд высокой плотности можно получить сдавливая лёд «обычный» I_h при температурах ниже 140 К.

VHDA (Very-high density amorphous ice)

Аморфный лёд очень высокой плотности (2001) получают нагревом HDA до 160 К при давлении 1-2 ГПа.

Интересное видео, как лёд из одной фазы тает в другую:

Лёд I_h

Обычный гексагональный (hexagon, поэтому I_h) кристаллический лёд. Почти весь лёд на Земле относится ко льду I_h, и лишь малая часть — ко льду I_с (сubic).

Лёд I_с (1987)

Ромбовидное расположение воды во льду I_с

Лёд-I_sd

Кстати, лёд I_sd был «открыт» при наблюдении за солнечным гало во время ледяных игл/«алмазной пыли»:

Треугольная снежинка из I_sd

Лёд 2 (1900)

Получают лёд-II, сжимая лёд I_h при температурах от −83 °C до −63 °C (190—210 K) и давлении 300 МПа, или путём декомпрессии льда V при температуре −35 °C (238 K). При нагреве лёд-II преобразуется в лёд-III.

Предполагают, что «ледяные луны» например, Ганимед, могут быть изо льда-II.

Лёд 3

Можно получить при охлаждении воды до −23 °C (250 K) и давлении 300 МПа.

Лёд-III — наиболее просто получаемый и доступный для исследований лёд высокого давления. Впервые он был получен из обыкновенного льда при температуре −22 °C (температура тройной точки лёд Ih — лёд III — вода) путём повышения давления до 210 МПа

Лёд 4

Получают медленным нагревом (0,4 K/мин) аморфного льда высокой плотности от температуры 145 К при постоянном давлении 0,81 ГПа.

Лёд 5

Лёд-V производят охлаждением воды до 253 K (−20 °C) при давлении 500 МПа. Структура льда-V — самая сложная из всех фаз льда. Лёд V тает при 50 °С.

Лёд 6

Получают при охлаждении воды до −3 °C (270 K) и давлении 1,1 ГПа. В нём проявляется дебаевская релаксация. Лёд VI тает при температуре 81 ºС (355 K) при 2,216 ГПа и при температуре около 0 ºС при 0,6 ГПа.

Монокристалл льда VI

Кристаллизация воды в тетрагональный лёд VI при комнатной температуре и давлении 0.9 ГПа.

Рост кристалла при трапецеидальном давлении.

Рост кристалла при синусоидальном давлении.

Лёд 7 (1969)

Самый неупорядоченный лёд, в нем не только атомы водорода, но и атомы кислорода не упорядочены.

Можно получить из воды под давлением 3 ГПа при охлаждении до комнатной температуры. Так же получается изо льда VI при увеличении давления при комнатной температуре.

Лёд 8

Упорядоченная версия льда-VII, в котором водород зафиксирован. Получается изо льда-VII при его охлаждении ниже 5 °C.

Лёд 9 (1973)

Лёд-IX — метастабильная форма твёрдой воды при температурах ниже 140 K и давлении 200-400 МПа. Получается изо льда III при охлаждении.

Лёд 10 (1984)

Симметричный лёд с упорядоченным расположением протонов. Образуется при давлениях около 70 ГПа.

Структура льда-X (слева верх) и предсказанные вариации Pbcm, Pbca, Cmcm.

Лёд 11 (1972)

Лёд-XI — это самая устойчивая конфигурация льда I_h с упорядоченной ориентацией протонов. Является сегнетоэлектриком (спонтанная поляризация, которую можно менять внешним электрическим полем).

Лёд 12 (2003)

Получается охлаждением воды до −13 °C (260 K) при давлении 0,55 ГПа. Так же лёд-XII можно получить изо льда I_h при температуре 77 K быстрым сжатием 1 ГПа/мин или нагреть аморфного льда высокой плотности до 183 К при давлении 0,8-1,6 ГПа.

Лед 13

Протонно-упорядоченная вариация льда-V. Получается при охлаждении воды до 130K при давлении 500 МПа.

Лёд 14 (2006)

Модификация льда-XII, где протоны расположены упорядоченно. Образуется при заморозке воды при температуре 118 K и давлении 1,2 ГПа.

Лед 15 (2009)

Лёд-XV — форма льда-VI с упорядоченными протонами, получается при охлаждении воды до 130 К при давлении 1 ГПа.

а) фазовая диаграмма льда с некоторыми маршрутами, используемыми для изучения упорядоченной формы льда и б) как молекула воды изменяется при переходе от неупорядоченной формы льда к упорядоченной.

Лёд 16 (2014)

Фазовая диаграмма воды, расширенная до отрицательных давлений.

Лёд 17 (2015)

Квадратный лед получается если зажать воду между двумя слоями графена (1 нанометр) при комнатной температуре (Андрей Гейм подсчитал, что давление там примерно 10 000 атмосфер). Возможно, встречается в природе в трещинах камней и почвы.

Лёд 18 (2019)

Супер-ионный лёд в четыре раза плотнее обычного льда и обладает электропроводимостью.

Лед-XVIII или суперионная вода может существовать при очень высоких давлениях 50-100 ГПа (удар лазерного импульса в ячейке с алмазными наковальнями) и температуре. Молекулы распадаются на ионы. Ионы кислорода формируют гранецентрированную кубическую решетку, а ионы водорода хаотично диффундируют внутри нее.

Фазовая диаграмма супер-ионного льда: объёмно-центрированный ионный лёд (синий), гранецентрированный/плотноупакованный (зелёный) и ионный лёд P2₁/c. Серый — кристаллический лед, жёлтый — область ионной жидкости.

Лед 19 (2021)

Различия в дифракционных картинах и строении кристаллической решетки льда-VI и льда-XIX

Если ко льду-VI применить давление от 0,88 до 2,20 гигапаскалей, то образуется лед-XV, и новый лед-XIX. Если проанализировать диэлектрическую проницаемость и нейтронную дифракцию, то придем к выводу о самостоятельности новой фазы.

Источник

При какой температуре образуется лед

Льды – характерная и неотъемлемая особенность Арктики. Льды влияют на природные условия, фауну, судоходство, индустриальное развитие Арктики.

Как образуется лед?

При льдообразовании сначала формируются ледяные иглы, сало, снежура и шуга. Смерзаясь, они образуют нилас – изгибающийся на волне эластичный лед толщиной до 10 см. Со временем нилас превращается в ломкий серый и серо-белый лед толщиной от 10 до 30 см. Лед толщиной более 30 см называется однолетним. За зиму однолетний лед успевает нарасти до 2 м. Толщина двухлетних и многолетних льдов нередко превышает 3,5 м. Морской лед классифицируют не только по возрасту (толщине), но и по многим другим признакам: подвижности, происхождению, размерам льдин и т. д.

При какой температуре образуется лед?

Как известно, льды появляются при охлаждении воды до температуры замерзания. Однако замерзание пресной и морской воды протекает по-разному. Пресная вода приобретает наибольшую плотность при +4 °C и замерзает при 0 °C. В пресных водоемах вода, охлаждаясь до +4 °C, начинает опускаться вниз. При этом происходит перемешивание ее верхнего слоя с вовлечением больших объемов воды в процесс охлаждения; это задерживает начало образования льда. При дальнейшем охлаждении воды (ниже 4 °С) процесс перемешивания замедляется, уменьшается ее плотность. В то время, когда температура поверхностного слоя воды достигает 0 °C, начинает образовываться лед.

Морские воды, соленость которых составляет менее 24,7‰ (солоноватые воды), как и пресные, при охлаждении достигают наибольшей плотности; затем перемешивание замедляется, температура на поверхности быстро приближается к температуре замерзания, и начинается льдообразование. Солоноватые воды характерны для устьевых зон арктических рек.

Начало льдообразования в Арктике определяется теплосодержанием поверхностного слоя воды. Льдины, сохранившиеся в летний период, служат ядрами кристаллизации, ускоряющими льдообразование. С точки зрения подвижности морской лед подразделяется на два типа:

Дрейфующие льды меняют свое положение под действием ветра и течений. К неподвижным льдам относят припай и стамухи.

Припай в его начальной стадии называют ледяным заберегом. Ширина его колеблется от нескольких метров до 100–200 м. В период максимального развития льда ширина арктического припая может достигать десятков и сотен километров. В Арктике припай устанавливается, как правило, в октябре-ноябре. В проливах Вилькицкого, Санникова, Дмитрия Лаптева и Канадского Арктического архипелага он сохраняется до лета, а в отдельных районах – несколько лет. Вдоль его кромки под действием ветров формируются заприпайные полыньи (покрывающиеся начальными видами льда и молодым льдом). По ним проходят пути плавания ледоколов и судов. Особенно обширный припай наблюдается зимой в Восточно-Сибирском море и в море Лаптевых, где его ширина измеряется сотнями километров.

На рисунке выше отчетливо видны светлый припай и голубоватый, изрезанный
трещинами дрейфующий лед. Этот снимок сделан с искусственного спутника Земли

Стамухами называют нагромождения льда (торосы), севшие на мель. Стамухи могут быть одиночными или образовывать барьеры (цепочки). Стамухи представляют собой нагромождения обломков льда высотой до 10 м и более. В большинстве случаев стамухи образуются на глубинах до 20 м, в редких случаях до 30–35 м. Средняя высота арктических стамух составляет 8–9 м (макс. 17–20 м). Наиболее мощные стамухи наблюдаются в Чукотском море.

Спасибо, что дочитали статью до конца! Спасибо за Ваши лайки!

Но несмотря на то, что лёд и снег в Арктике – куда ни бросишь взгляд, под льдом в глубинах холодных морей есть жизнь. Рекомендуем Вам нашу детскую книжную новинку “Под арктическим льдом”.

Читайте книги об Арктике и Антарктике!

Все книги издательства “Паулсен” на сайте www.paulsen.ru

«Лёд — это замороженная вода» — истина, известная каждому человеку. Ситуация обоюдоострая, поскольку вода также может быть растаявшим льдом. Если брать за основу подтвержденное знание о реальных ледниковых периодах в истории Земли, то можно предположить, что все воды — это растаявшие ледники. К тому же, вода и лёд имеют одну химическую запись: H2O. Даже определение льда однозначно — вода в твердом агрегатном состоянии.
Плотность меньше плотности воды — и это одна из важных загадок природы. Вода в твердом состоянии намного легче, чем в текучем, что попирает физические явления. Впрочем, это единственное исключение из правил.

Структура

Замерзание и таяние — процесс самостоятельной очистки воды. Природный лёд, как правило, значительно чище воды. Растущие кристаллы создают собственную решетку, вытесняя посторонние примеси обратно в жидкость.

Кристаллическая решетка напоминает соты или даже структуру драгоценного камня. Каждая молекула окружена другими, в результате формируется водородная связь. Отсюда и сетчатая структура, что приводит к понижению плотности. Известно 14 видов замершей воды. Большинство отличающихся структур образуются только при экстремально низких температурах. Потому и не встречаются на Земле, а лишь в Космосе.

Лёд оказывает большое влияние на условия существования
флоры, фауны и даже деятельность человека. Именно он образует на воде плавучий
покров, своеобразно защищая подводную жизнь от гибели.

Благодаря свой структуре, кристаллизованный лёд способен
сохранять информацию обо всем, включая флору и фауну (он просто её
замораживает), также данные о том, при каких условиях произошло замерзание. На
это влияют слоистая структура льда. Именно так удалось выявить ДНК мамонтов, к
примеру. Слои ледников детектируются разными годами и даже эпохами. Так было
выяснено, что теплыми годами для Арктики были 1550 и 1930.

Молекулы льда кристаллизуются в форме двойной спирали при
воздействии низких минусовых температур и высокого давления. При таких условиях
ледяной кристалл напоминает структуру ДНК.

Происхождение

Лёд образуется на поверхности воды, сковывая её течение при
понижении температуры воздуха. Начальная температура льда всего 0°С — этого
достаточно, чтобы начали появляться иголки, которые образуют кристаллизованную
чашу. То есть в основе происхождения льда лежит вода и минусовая температура.

Существует несколько районов на Земле, где в слоях залегает
вечная мерзлота. Грунтовый лёд в таких местах оттаивает лишь на незначительную
глубину. Ниже встречается подземный лёд, который также имеет два вида:
современный и ископаемый. 10% процентов планеты покрыто ледниковым льдом. А на
поверхности морей и океанов образуется морской лёд — но не везде, существует
пресноводный вид и множество других. Все они имеют различное происхождение, в зависимости
от типа воды.

Фазы льда

Достоверно неизвестно точное количество фаз льда. На сегодняшний день выявлено всего 14 основных разновидностей, некоторые из которых являются внеземными.

Кроме того, ведутся исследования в других фазах. Основное
отличие заключается именно в химической структуре и условиях для образования
льдов.

Классификация

Разновидности льда характеризуют сразу по нескольким признакам: форма, возраст, происхождение, подвижность и ряду других.

По происхождению бывают следующими:

Процесс образования достаточно прост: морские — в море,
речные — в реках, могут выносить потоком в открытое морское пространство.
Материковые — плавающие ледники, их обломки и, в особенности, айсберги.

Следующий признак — возраст, здесь виды льда различаются
так:

Различаются они по тому, как двигаются. Есть неподвижные —
вроде ледяного покрова Арктики и Антарктики. Это сплошной покров, закрепленный
на суше, либо примерзший к чему-то и не тающий. Он буквально припаивается,
постепенно разрастаясь — отсюда ещё одно название «припай». Также есть стамух
(фактически айсберг, севший на мель) и береговой вал.

Следующий вид — плавучий, дрейфующий тип льдов. Он постоянно
движется по воде, передвигаясь под внешним влиянием — ветром и течениями. Такая
форма преобладает, они дополнительно классифицируются по размерам: на ледяные
поля разного размера, мелкобитный лёд.

Материковые появляются в результате сколов массивных частей
припая. Край называется ледниковым барьером, а съехавший и плавающий — языком.
К ним же относятся айсберги (толщина льда достигает десятков метров), острова
льда (свыше 30км в диаметре).

Свойства

Основная масса бесцветна. Совсем прозрачный лёд характерен
для пресноводных водоемов. Ярчайший пример — лёд на озере Байкал. Намерзшие
глыбы абсолютно чистые и прозрачные. Морской и речной обычно имеют белый цвет с
легким синеватым оттенком, а речной также имеет — грязный серый цвет, к тому же
такие льды быстро тают.

Цвет льда напрямую зависит от окружающей обстановки. Так,
лёд в воде кажется синим, потому что принято считать, что вода имеет именно
такой оттенок.

Следующее свойство — блеск, похожий на стекло. Он также
может порезать кожу человека. Основные массы не имеют спаек, вода буквально
замерзает в монолитную массу без швов.

Минерал насчитывает более 14 модификаций, уже приведенных
выше. На Земле встречается только два первых вида. Связано это с экстремально
низкими температурами и высоким давлением, что свойственно другим планетам.
Температура льда также может различаться: на вершинах гор она равна 0 градусов,
тогда как самыми теплыми являются гренландские — 28 градусов.

Другая особенность — расширение массы замерзающий воды при
образовании кристаллической решетки. Именно это свойство спасает флору и фауну
во время зимы, не позволяя промерзать водоемам до самого дна. Возможно
образование сосулек — длинных ледяных полотен до самого дна, но они никак не
влияют на окружение.

Уникальность талой воды также не заканчивается на молекулярном
уровне. Так, к примеру, талая вода будет довольно чистой и пригодной для питья.
Поскольку образование льда является естественным очистителем для воды.

Существуют планеты, которые полностью покрывает горячий лед
(например, Gliese 436 b). Разумеется, всё на уровне предположений — никто
достоверно не знает. Предположительная температура на приведенной планете
держится в 300°C, но сила давления настолько высока, что воду попросту сжимает
и удерживает в твердом состоянии.

Таким образом, свойства льда не изучены в полной мере и
могут предполагаться в лабораторных условиях.

Лёд и его разновидности

Существует дополнительная градация по разновидностям:

Кроме того, разработан искусственный лёд. К нему также
относятся разные типы поверхностей и разновидностей. Например, хоккейный лёд —
специальное покрытие, максимально подходящее для игры. Сюда же относится
материал покрытия для конькобежных видов спорта, фигурного катания и т.д.

Существует другая, сублимированная формула льда (CO2 —
диоксид углерода), которая позволяет миновать жидкую фазу и сразу перейти в
водяной пар. Таким образом достигается охлаждение пищевых продуктов, проводятся
испытания и лабораторные исследования. Называется разновидность — синтетический
или же сухой лёд.

Существует ещё много разновидностей: от цветного до обычного
кубического льда, который легко делается в холодильнике.

Морфология

Природный лёд — это минерал, имеющий массу разновидностей.
Часто это естественное скопление мелких частиц, перешедших из фазы жидкости. Но
есть и виды, образованные вследствие сублимации. В целом, это масса, а именно
кристаллы встречаются редко — сталактиты, сталагмиты. Наиболее яркий пример —
Кунгурская ледяная пещера.

Ледяные забереги — полосы покрова, который образуется на
границе между водой и воздухом. При этом основная часть воды не промерзает.
Однако, начинаясь от берегов, они могут полностью срастаться на середине
водоема, образуя сплошное полотно. Объем льда при этом может достигать как
нескольких см, так и много метров.

Применение

Помимо очевидного применения для сохранения продуктов и
проведения исследований, лёд применяется в качестве способа спасти жизнь. В
1980-х годах была разработана технология гидросмеси, или получившая название в
медицине — «ледяная кровь». Суть в том, что соленая жидкая суспензия охлаждает
трубы в здании. Такой же принцип был применен к людям — состав помогает
увеличить время на спасение человека.

Также минерал некоторые народы используют для постройки
жилища — иглы. Но только в приполярных районах, где он не растает. Используется
способность льда проводить тепло.

Секреты льда

Суть в том, что при замерзании образуются полости, где
остается воздух. Отсюда меньший вес и плотность. Из-за этих кубиков воздуха лёд
и плавает на поверхности воды. Кроме того, в лёд может вмерзнуть газ или
большое количество воздуха. Именно по этой причине айсберги по большей части
находятся под водой на 90%, а на 10% — сверх. Объем, который скрывает масса
воды, может поражать воображение — и всё из-за содержания соли, которая
увеличивает плотность воды. Вроде огромная масса должна тонуть, но всё равно
выталкивается на поверхность.

Также объем воды увеличивается при замерзании практически на
10%, что опять-таки происходит из-за образования кристаллической решетки,
которая имеет полости воздуха.

Лед на земле, в океане, в космосе

Везде встречается разный вид минерала. Различие заключается
в основном в том, насколько большое давление и температура замерзания. Водород
и кислород можно найти по всему космосу, потому и лёд есть практически везде —
даже там, где не доказано. Многие планеты состоят из льда даже в пределах
Солнечной системы. Другиеинтересные
факты в основном связаны с землей, как с наиболее изученным пространством. Так,
к примеру, существует «волосяной лёд» — на деревьях при условиях влажного
воздуха и низкой температуры. Лёд на земле и в океане может считаться
минералом, а вот в холодильнике — нет.

Как образуется лёд?

На водоёмах области тонкий слой льда может образоваться уже за несколько холодных ночей. Но это происходит не сразу – сначала должна остыть вся вода в водоёме. Из-за высокой удельной теплоёмкости воды это происходит не сразу. Охлаждённые поверхностные водные слои из-за своей более высокой плотности, по сравнению с более тёплыми, опускаются на дно, а тёплые снизу подымаются. И до тех пор пока вся вода не охладится – льда не будет. Температура придонных слоёв в итоге, после образования льда, получается около +4 градусов, а слоёв непосредственно примыкающих к льду – около 0 градусов. Первоначально лёд образуется снизу: верхние слои льда промерзают на холоде до минуса и как только холод дойдёт до границы льда с водой – тут же начинается новое льдообразование.
Поскольку плотность льда ниже плотности воды, то несжимаемая вода давит снизу на лёд и он трескается. Трещины заполняются водой, которая сразу замерзает. В итоге, ледяной панцирь, расширяясь, наползает на берег, образуя торосы. Так что даже в лютый мороз можно попасть ногой( колесом) в ещё незамёрзшую трещину :))
По моим многолетним наблюдениям, лёд, намёрзший таким образом, на наших водоёмах почти никогда не превышает 20см. Дальнейшее его утолщение происходит только из-за оттепелей – замерзания растаявшего снега. В итоге суммарная толщина может достигнуть, в зависимости от величины водоёма, 70-100см. Ледобур мой, иногда, по ручку входит и приходится добуривать стоя на коленях 🙂
Самый прочный это первый, прозрачный лёд. Лёд из замороженого снега – мутный, белый и слабее первого в 1,5 раза. Не бойтесь ступать на прозрачный, тёмный – бойтесь белого, мутного.

Считается, что человека уже выдерживает 4-х сантиметровый лёд, машину – 10см, танк – 25-30см 🙂 Но помните, что при плюсовой температуре лёд слабее такого же при минусовой в 2 раза. Особенно плохо, когда вода сверху тонкого льда – он ещё больше тает.
Я лично считаю, что можно безбоязненно выходить только на 10см т.к. наверняка найдётся место на озере, где толщина меньше 10см( ключи и т. п.)
Если на льду толстый слой снега, то это препятствует дальнейшему льдообразованию и даже в сильный мороз можно выйти на лесное озеро, с которого снег никуда не сдувается, а только накапливается, и провалиться. Также надо учесть, что большой слой снега давит сверху на лёд и он, трескаясь, выпускает воду. Под снегом на таком озере почти всегда вода. Яркий пример – озеро Фигурное(Верхолино) в Орехово. Прошлой зимой под полуметровым и более слоем снега там было 10-15см льда. На крупных озёрах вода под снегом по краям, на мелких – и в центре. Ножки уж точно промочите 🙂

На внутренних водоёмах сейчас, после заморозков, ходить( ездить) можно почти везде. Исключение – большие озёра, такие как Отрадное, Глубокое, Суходольское, Вуокса. В Отрадном и Глубоком лёд разной толщины, на Суходольском – течение, на Вуоксе – ключи. На Финский залив соваться совсем не советую. На Ладоге можно кататься и ходить только в район Чёрного-Леднёво. Это сейчас.
На перспективу:
Опасное место на Ладоге – Кокорево-Краськово – даже не заметите, как понесёт на экскурсию на Валаам :)) Очень опасное место – юг Финского залива, особенно район Лебяжьего – Красной Горки – там из-за постоянного течения ломает лёд всегда и любой толщины и ветром вас унесёт в глухую тёмную ночь 🙂 В Маркизовой луже( залив до дамбы) скоро можно спокойно кататься, но не по фарватеру, где суда ходят.
Откалывается вначале очень большая льдина (несколько кв. км) – сразу и не заметите. Потом волны её быстро ломают на кусочки и на следующий день, если переживёте ночь, вам от льдины останется 15-20 кв.м. 🙂

Как тает лёд?

Лёд любой толщины на наших водоёмах исчезает к концу апреля. Таяние начинается в начале апреля – у берегов, в районе камышей. Стало быть в начале зимы лёд у берега самый прочный, весной он же – самый слабый. Солнце начинает подогревать белую поверхность льда, лёд становится ноздреватый, шершавый. Более тёмные предметы (камыши) прогреваются больше и лёд вокруг них тает. Весной также талая (более тёплая, чем подо льдом) вода стекает с берегов в озёра и тоже подмывает лёд. В результате весной получается, что в центре припай ещё есть, а по берегам уже вода.

Как спасаться, если провалился?

Вначале слабый лёд только трещит. В этом случае нельзя подымать ноги, надо двигаться скользя. Это естественно – ведь если поднимаешь ногу, то другая нога держит вес всего тела – на лёд нагрузки больше. Если лёд всё ж продолжает трещать, то надо ложиться на брюхо и ползти.
Три года назад я в новогоднюю ночь прополз таким образом на животе всё Полянское озеро поперёк (это около 2км). Это заняло 3 часа, на льду был мокрый снег с водой. Выхода не было – кратчайшее расстояние до автобусной остановки к Каннельярви, вокруг никак не обойти. Хотя с утра тогда было холодно и лёд по дороге туда держал спокойно, к вечеру резко потеплело и пошёл дождь со снегом. Но я всё ж выбрался и успел к новогоднему столу : ))
Если провалился с великом – скажи ему прощай и спасайся сам 🙂 Естественно, паниковать не надо. Вода, конечно, ледяная, но холод сразу не чувствуется и, опершись за края пролома можно спокойно обдумать план спасения. Перво-наперво нельзя сразу же грудью наползать на лёд – он будет ломаться, как перед ледоколом. Барахтаясь, ты только увеличиваешь размеры промоины, теряешь силы и способствуешь более быстрому охлаждению организма, судорогам и скорому концу 🙂 Если проём достаточно велик, то надо, уцепившись руками за один край дыры, всплыть и попытаться раздвинутыми в стороны ногами уцепиться за противоположный край. Далее, упираясь руками и ногами, поднять туловище из воды и боком, как человек-паук, отползти в сторону от полыньи. Ползти надо туда, где был до проваливания – там ведь лёд ещё держал. Вставать на ноги пока нельзя, лучше ползком – на лёд нагрузки меньше. Ну и потом обратно по своим следам. Совсем забыл – к провалившемуся подходить нельзя, только ползком и только бросать верёвку.

Вроде всё написал, что хотел. Надеюсь, что моя “инструкция по применению” вам не пригодится. В любом случае можете сказать мне спасибо – ведь писал я её больше двух часов 🙂

Источник