你对冰有多少了解?冰(化学式:H₂O)是固态水12种结晶形态之一。传递冷,温度低。 下面由爱华网小编为你详细介绍冰的相关知识。
冰是如何形成的冰是无色透明的固体, 分子之间主要靠 氢键作用,晶格结构一般为六方体,但因应不同压力可以有其他晶格结构。密度比水小。
自然界中的水 ,具有气态、固态和液态三种状态。常温常压的液态的我们称之为水,气态的水叫水蒸气,固态的水称为冰Ⅰ-h。h代表六角形,标准大气压下,冰的熔点是0℃,其熔化热是3.35×10^5J/kg。在每平方米146吨的重压下,冰Ⅰ-h转换为冰Ⅱ,3400吨转换为冰Ⅶ,压力的原因,温度高达150~200℃,温度达到-165℃时,就形成了冰Ⅺ。不利身体健康,不可过多食用。
冰是如何形成的
冰的特性与功劳
水的 热胀冷缩是反常的,水在低于4度时热缩冷胀,导致密度下降,而大于4度时,则恢复热胀冷缩。这是水最重要也是最奇特的特性之一。
这是保障生物存在的很重要的一点,当水结冰的时候,冰的密度小,浮在水面,可以保障水下生物的生存。当天暖的时候,冰在上面,也是最先解冻。但如果冰的密度比水大,冰会不断沉到水下,天暖的时候也不会解冻,来年上面的水继续冰冻,直到所有的水都成了冰,那所有的水生生物都不会存在了。
冰的相关
特殊的冰
热冰:除了前面提到高压下形成的热冰之外,重水(D2O)在3.8℃时结冰,成为另一种形式的“热冰”。
水是一种特殊的液体。它在4℃时密度最大。温度在4℃以上,液态水遵守一般 热胀冷缩规律。4℃以下,原来水中呈线形分布的缩合 分子中,出现一种像冰晶结构一样的似冰缔合分子,叫做"假冰晶体"。因为冰的密度比水小,“假冰晶体”的存在,降低了水的密度,这就是为什么水在4℃时密度最大,低于4℃密度又要减小的秘密。
人类已经能够在实验室里制造出八种冰的晶体。但只有天然冰能在自然条件下存在,其它都是高压冰,在自然界不能稳定存在。
天然冰中水分子的缔合是按六方晶系的规则排列起来的。所谓结晶格子,最简单的例子是紧密地堆砌的砖块,如果在这些砖块的中心处代之以一个假设的原子,便得到了一个结晶格子。冰的晶格为一个带顶锥的 三棱柱体,六个角上的 氧原子分别为相邻六个晶胞所共有。三个棱上氧原子各为三个相邻 晶胞所共有,二个轴顶氧 原子各为二个晶胞所共有,只有中央一个 氧原子算是该晶胞所独有。
注:一般被称为 干冰的物质实际是二氧化碳的固体状态, 与水和冰没有关系。
干冰是二氧化碳的固体形式。在正常气压下,二氧化碳的 凝固点是摄氏负78.5度,在保持物体维持冷冻或低温状态下非常有用。它无色,无味,不易燃,略带酸性。干冰的密度各不相同,但通常约为 1.4至1.6 g/cm。干冰能够急速的冷冻物体和降低温度并且可以用隔离手套来做配置。到二十一世纪,干冰已经被广泛的使用在许多层面了,干冰在增温时是由固态直接升华为气态,直接转化为气体而省略转为液态的程序,因此其相变并不会产生液体,也因此我们称它做“干冰”。要将二氧化碳变成液态,就必须加大压强至5.1 大气压才会出现液态二氧化碳。
冰与水
由于水分子间有 氢键缔合这样的特殊结构所决定的。根据近代 X射线的研究,证明了冰具有四面体的晶体结构。这个四面体是通过氢键形成的,是一个敞开式的松弛结构,因为五个水分子不能把全部四面体的体积占完,在冰中氢键把这些四面体联系起来,成为一个整体。这种通过氢键形成的定向有序排列,空间利用率较小,约占34%、因此冰的密度较小,约为摄氏4度是液态水的9/10。
冰融化时拆散了大量的氢键,使整体化为四面体集团和零星的较小的“水分子集团”(即由氢键缔合形成的一些缔合分子),故液态水已经不象冰那样完全是有序排列了,而是有一定程度的无序排列,即水分子间的距离不象冰中那样固定,H2O分子可以由一个四面体的微晶进入另一微晶中去。这样分子间的空隙减少,密度相对冰就增大了。
温度升高时,水分子的四面体集团不断被破坏,分子无序排列增多,使密度增大。但同时,分子间的热运动也增加了分子间的距离,使密度又减小。这两个矛盾的因素在4℃时达到平衡,因此,在4℃时水的密度最大。过了4℃后,分子的热运动使分子间的距离增大的因素,就占优势了,水的密度又开始减小。
河冰
黄河流域是中华民族的 摇篮,孕育了华夏五千年的文明。 但是黄河带给我们中华民族的不全是好处,黄河洪水和冰害经常掠去两岸人民的财产和生命。
远在公元前四百多年,对于黄河的冰情,已有详细的记载:“ 孟冬之月,水始冰,地始冻。 仲冬之月,冰益坚,地始坼。 季冬之月,冻方盛, 水泽 腹坚,命取冰,冰以入。 孟春之月,东风解冻,蛰虫始振, 鱼上冰。”这是世界上最早的有关结冰、封冻和解冻的冰情文字记录。
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冰封雪飘 冰魂雪魄 冰封雪盖 冰解冻释
冰雪封路 冰弦玉柱 冰清瓦解 前嫌冰释
一片冰心 冷若冰霜 滴水成冰 如履薄冰
冰比水冷 冰寒于水 冰魂素魄 冰魂雪魄
冰肌玉骨 冰洁渊清 冰解的破 冰解冻释
冰解壤分 冰清水冷 冰清玉粹 冰清玉润
冰散冰清水冷 冰清玉粹 冰清玉润
冰散瓦解瓦解 冰炭不同炉 冰炭不同器
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