Воден лед. Приложение на изкуствен воден лед

Химическа индустрия

В комуналните услуги. Техническа сол

В медицината

Приложение

В хранително-вкусовата промишлености готвене използвайте натриев хлорид, чиято чистота трябва да бъде най-малко 97%. Използва се като овкусител и за консервиране на храни. Този натриев хлорид има търговското наименование сол, понякога се използват и наименованията храна, трапезария, както и уточняването на наименованието в зависимост от произхода му - каменна, морска, и според състава на добавките - йодирана, флуорирана и пр. Такава сол е кристален насипен продукт. със солен вкус без послевкус, без мирис (с изключение на йодирана сол), в който не се допускат чужди примеси, които не са свързани с метода за извличане на сол. В допълнение към натриевия хлорид, готварската сол съдържа малко количество калциеви, магнезиеви и калиеви соли, които я правят хигроскопична и твърда. Колкото по-малко са тези примеси в солта, толкова по-високо е нейното качество.

Изотоничен разтвор на натриев хлорид във вода (0,9%) се използва като детоксикиращ агент, за коригиране на състоянието на телесните системи в случай на дехидратация, като разтворител за други лекарства. Хипертоничните разтвори (10% разтвор) се използват за повишаване на налягането по време на кървене, при състояния, характеризиращи се с дефицит на натриеви и хлорни йони, при отравяне със сребърен нитрат, за лечение на гнойни рани (локално). В офталмологията, като локално средство, разтворът на натриев хлорид има деконгестантно действие.

През зимата като антифриз срещу лед се използва натриевият хлорид, смесен с други соли, пясък или глина – така наречената техническа сол. С него се поръсват тротоарите, въпреки че това се отразява негативно на кожените обувки и техническото състояние на превозните средства поради корозивни процеси.

Солта, заедно с въглищата, варовика и сярата, образува минералните продукти на „голямата четворка“, които са най-важни за химическата индустрия. От него се получават сода, хлор, солна киселина, натриев хидроксид, натриев сулфат и метален натрий.

Група № 3: Вещества с молекулярна кристална решетка

При естествените условия на Земята водата образува кристали от една кристална модификация - шестоъгълната сингония. В леда всяка молекула H2O е заобиколена от четири най-близки молекули, които са на равни разстояния от нея и са разположени във върховете на правилен тетраедър.

Ажурната кристална структура на леда води до факта, че неговата плътност, равна на 916,7 kg / m³ при 0 ° C, е по-ниска от плътността на водата (999,8 kg / m³) при същата температура. Следователно водата, превръщайки се в лед, увеличава обема си с около 9%. Ледът, който е по-лек от течната вода, се образува на повърхността на водните тела, което предотвратява по-нататъшното замръзване на водата.

Високата специфична топлина на топене на леда, равна на 330 kJ/kg (за сравнение, специфичната топлина на топене на желязото е 270 kJ/kg), е важен фактор за циркулацията на топлината на Земята. Така че, за да разтопите 1 кг лед или сняг, имате нужда от толкова топлина, колкото е необходима за загряване на литър вода от 0 до 80 ° C

Ледът се среща в природата под формата на собствен лед (континентален, плаващ, подземен), както и под формата на сняг, скреж и др. Под въздействието на собствената си тежест ледът придобива пластични свойства и течливост.

Естественият лед обикновено е много по-чист от водата, тъй като когато водата кристализира, водните молекули са първите, които влизат в решетката (вижте зоната на топене). Ледът може да съдържа механични примеси - твърди частици, капчици концентрирани разтвори, газови мехурчета. Наличието на солни кристали и капчици саламура обяснява солеността на морския лед.

"Сух лед"

Твърд въглероден диоксид (CO 2), при нормални условия (атмосферно налягане и стайна температура) преминава в парно състояние, заобикаляйки течната фаза.

На външен вид прилича на лед (оттук и името). Температурата на сублимация при нормално налягане е минус 78,5˚ C. Техническият „сух лед“ има плътност от около 1560 kg / m³ и по време на сублимация (преминаване в газообразно състояние) абсорбира голямо количество топлина.

Произвежда се в заводи за въглероден диоксид. Използва се за охлаждане на хранителни продукти (например сладолед) по време на тяхното транспортиране и съхранение, при изследователска работа за получаване на ниски температури, при изпитване и монтаж на някои възли в машиностроенето и др.

Сухият лед (въглероден диоксид) е нискотемпературен продукт, получен от течен или газообразен въглероден диоксид. Нетоксичен, не провежда електричество. Бял цвят.

лед- минерал с химична формула H2O, е вода в кристално състояние.

Химичният състав на леда:Н - 11,2%, О - 88,8%. Понякога ледът съдържа газообразни и твърди механични примеси. В природата ледът е представен главно от една от няколкото кристални модификации, стабилни в температурния диапазон от 0 до 80°C, с точка на топене 0°C.

Кристална структура на ледаподобна на структурата на диаманта: всяка молекула H20 е заобиколена от четири най-близки до нея молекули, разположени на същото разстояние от нея, равно на 2,76 A и разположени във върховете на правилен тетраедър. Поради ниското координационно число структурата на леда е ажурна, което се отразява на плътността му (0,917).

Свойства на леда:Ледът е безцветен. В големи клъстери придобива синкав оттенък. Стъклен блясък. Прозрачен. Няма деколте. Твърдост 1.5. Чуплив. Оптично положителен, индексът на пречупване е много нисък (n = 1,310, nm = 1,309).

Форми за намиране на лед:Ледът е много разпространен минерал в природата. В земната кора има няколко вида лед: речен, езерен, морски, земен, фирнов и ледников. По-често образува агрегатни натрупвания от дребнозърнести зърна. Известни са също кристални образувания от лед, които възникват чрез сублимация, тоест директно от парното състояние. В тези случаи ледът има вид на скелетни кристали (снежинки) и агрегати от скелетен и дендритен растеж (пещерен лед, скреж, скреж и шарки върху стъкло). Срещат се големи, добре изрязани кристали, но много рядко.
Ледени сталактити, наричани разговорно "ледени висулки", са познати на всички. С температурни разлики от около 0 ° през есенно-зимните сезони те растат навсякъде по повърхността на Земята с бавно замръзване (кристализация) на течаща и капеща вода. Те също са често срещани в ледените пещери.
Ледените брегове са ивици ледена покривка от лед, кристализиращ на границата вода-въздух по ръбовете на резервоарите и ограждащи ръбовете на локви, брегове на реки, езера, езера, резервоари и др. като останалата част от водната площ не замръзва. С пълното им сливане върху повърхността на резервоара се образува непрекъсната ледена покривка.
Ледът също така образува успоредни колонни агрегати под формата на влакнести жилки в порести почви и ледени антолити на повърхността им.

Образуване и отлагания на лед:Ледът се образува главно във водни басейни при понижаване на температурата на въздуха. В същото време на повърхността на водата се появява ледена каша, съставена от ледени игли. Отдолу върху него растат дълги ледени кристали, в които осите на симетрия от шести порядък са перпендикулярни на повърхността на кората. Съотношенията между ледените кристали при различни условия на образуване са показани на фиг. Ледът е широко разпространен навсякъде, където има влага и където температурата пада под 0 ° C. В някои райони земният лед се размразява само до незначителна дълбочина, под която започва вечна замръзналост. Това са така наречените вечно замръзнали райони; в областите на разпространение на вечната замръзналост в горните слоеве на земната кора има т.нар. подземен лед, сред които се разграничават съвременен и изкопаем подземен лед. Най-малко 10% от цялата земна площ на Земята е покрита с ледници, монолитната ледена скала, която ги съставя, се нарича ледников лед. Ледниковият лед се образува главно от натрупването на сняг в резултат на неговото уплътняване и трансформация. Ледената покривка покрива около 75% от площта на Гренландия и почти цялата Антарктида; най-голямата дебелина на ледниците (4330 m) е установена близо до станция Baird (Антарктида). В централна Гренландия дебелината на леда достига 3200 m.

Ледните находища са добре известни. В райони със студена дълга зима и кратко лято, както и във високите планински райони, се образуват ледени пещери със сталактити и сталагмити, сред които най-интересни са Кунгурская в Пермския регион на Урал, както и пещерата Добшине в Словакия.
Морският лед се образува, когато морската вода замръзне. Характерни свойства на морския лед са солеността и порьозността, които определят диапазона на неговата плътност от 0,85 до 0,94 g/cm3. Поради такава ниска плътност ледените плочи се издигат над повърхността на водата с 1/7-1/10 от дебелината си. Морският лед започва да се топи при температури над -2,3°C; той е по-еластичен и по-трудно се разпада от сладководен лед.

Разнообразие от лед:

аз Атмосферен лед:сняг, слана, градушка.

атмосферен лед- ледени частици, суспендирани в атмосферата или падащи върху земната повърхност (твърди валежи), както и ледени кристали или аморфни отлагания, образувани на земната повърхност, на повърхността на наземни обекти и на самолети във въздуха.
сняг- твърди валежи, падащи под формата на снежинки. Сняг вали от много видове облаци, особено nimbostratus (снеговалеж). Снегът е типичен зимен вид валежи, които образуват снежна покривка.
слана- тънък неравен слой от ледени кристали, образуван върху почва, трева и земни обекти от атмосферни водни пари при охлаждане на земната повърхност до отрицателни температури, по-ниски от температурата на въздуха.
градушка- атмосферни валежи под формата на ледени частици с кръгла или неправилна форма (градушка) с размери 5-55 mm. Градушката пада през топлия сезон от мощни купесто-дъждовни облаци, силно развити нагоре, обикновено по време на дъждове и гръмотевични бури.

II. Воден лед (ледена покривка) , образуван на повърхността на водата и в масата на водата на различни дълбочини: вътрешно-воден, дънен лед.

Ледена покривка- твърд лед, който се образува през студения сезон на повърхността на океани, морета, реки, езера, изкуствени резервоари, както и донесен от съседни райони. В районите с висока географска ширина съществува целогодишно.
воден лед- натрупване на първични ледени кристали, образувани във водния стълб и на дъното на водното тяло.
долен лед- лед, отложен на дъното на резервоар или суспендиран във вода. Дънен лед се наблюдава на дъното на реки, морета и малки езера, на потопени във вода обекти и на плитки места. Долен лед се образува по време на кристализацията на преохладена вода и има рохкава пореста структура.

III. подземен лед.

подземен лед- лед, разположен в горните слоеве на земната кора. Подземен лед се намира в райони с вечна замръзване. По времето на образуване се разграничават съвременният и изкопаем подземен лед по произход:
а). първичен лед, възникващи в процеса на замразяване на насипни отлагания;
б). вторичен лед- продукт от кристализация на вода и водна пара (а) в пукнатини (венен лед), (б) в пори и кухини (пещерен лед), (в) заровен лед, който се образува на земната повърхност и след това се покрива от седиментни скали .

IV. Леден лед.

ледников лед- монолитна ледена скала, която изгражда ледника. Ледниковият лед се образува главно от натрупването на сняг в резултат на неговото уплътняване и трансформация.

Както и:

игла ледЛед, който се образува в спокойна вода на повърхността на река. Игловидният лед има формата на призматични кристали с оси, разположени в хоризонтална посока, което придава на леда слоеста структура.
сив бял лед- млад лед с дебелина 15-30 см. Обикновено при компресия се образува сиво-бял лед.
сив лед- млад лед с дебелина 10-15 см. Обикновено сивият лед се наслоява при компресия.
повърхностен лед- кристален лед, който се появява на повърхността на водите.
Сало- повърхностни първични ледени образувания, състоящи се от игловидни и ламеларни кристали под формата на петна или тънък непрекъснат слой от сив цвят.
спаси- ледени ивици, граничещи с бреговете на водни течения, езера и резервоари, като останалата част от водната площ не замръзва.

Кунгурска ледена пещераразположен в района на Перм, на десния бряг на река Силва. Ледената пещера Кунгур се е образувала преди няколко хиляди години, когато стопената и дъждовната вода постепенно се измива в гипсовия слой ледена планинаогромни кухини и тунели.

Според съвременните учени възрастта на ледената пещера е около 10-12 хиляди години. Пещерата е възникнала на мястото на морето, което става плитко поради издигането на Уралския хребет и се състои главно от гипсови и варовикови скали. Общата дължина на проучваната му част е около 5,6 километра. От тях 1,4 километра са оборудвани за екскурзии.

Първият човек, който започна да провежда редовни обиколки на ледената пещера, беше прав племенник на изключителен учен, изследовател на Руска Америка - К.Т. Хлебников - Алексей Тимофеевич Хлебников. През 1914 г. Хлебников, след като наема пещерата от местната селянска общност, започва да организира нейните платени представления за жителите на Кунгур и гостите на града. Благодарение на усилията на Алексей Хлебников, новината за „Кунгурското чудо“ бързо се разпространи в различни части на страната. След смъртта на Хлебников през 1951 г., обиколки на ледена пещераорганизирано от служители на болницата на Уралския клон на Руската академия на науките, а през 1969 г., когато притокът на туристи нарасна до 100 хиляди души годишно, беше открита туристическата и екскурзионна агенция Кунгур. През 1983 г. на мястото на изгорялата дървена офис сграда е построен модерен туристически комплекс "Сталагмит", който може да приеме едновременно до 350 туристи.

ЛЕДЕНО ВИНО

ледено вино(френски Vin de glace, италиански Vino di ghiaccio, английски Ice wine, немски Eiswein) е десертно вино, приготвено от грозде, замразено върху лозата. Леденото вино има средно алкохолно ниво (9-12%), значително съдържание на захар (150-25 g/l) и висока киселинност (10-14 g/l). Обикновено се прави от Ризлинг или Видал.
Захарта и другите разтворени вещества не замръзват, за разлика от водата, което позволява по-концентрирана гроздова мъст да се изстиска от замразено грозде; резултатът е малко количество по-концентрирано, много сладко вино.
Поради трудоемкия и рисков процес на производство на относително малки количества, леденото вино е доста скъпо. За направата на 350 мл такова вино са необходими 13-15 кг грозде. От 50 тона грозде се получават само 2 тона вино.

ЛЕДЕНИ ЗАГАДКИ

Пуснете малко кубче лед в чаша, частично пълна с вода. След това вземете конец с дължина 30 см. Задачата е да издърпате кубчето лед от чашата, като използвате само конеца като повдигащо устройство. Не можете да правите бримки от конеца, да премествате чашата и да докосвате кубчето лед с пръсти. Вашите предложения?

Пълният правилен отговор е: Поставете средата на конеца върху горната страна на куба. Сега сипете малко сол върху конеца (практиката ще покаже колко да изсипете). Поради солта ледът под нишката ще се стопи малко, солената вода ще се отцеди от кубчето, концентрацията на сол ще намалее и водата отново ще замръзне около конеца, замръзвайки го в лед. След няколко минути ще можете да повдигнете конеца заедно с кубчето лед.

ЛЕДЕНА КЪЩА

Исторически роман "Ледената къща"(автор Лажечников И.И.) - един от най-добрите руски исторически романи, изобразяващ тъмната ера от управлението на императрица Анна Йоановна, господството на временния служител на Бирон и германците в руския двор, наречен "Бировщина". Ледената къща е публикувана през август 1835 г.
През 1740 г. императрица Анна Йоановна организира клоунска сватба в Ледената къща. За забавление за императрицата на брега на Нева между Зимния дворец и Адмиралтейството е построен цял град от лед с къща, порти, ледени скулптурни декорации. Така описва този исторически факт от И.И. Лажечников в романа си:

Сватбата на шута в Ледената къща

Клоунската сватба в Ледената къща откри руски тържества по повод сключването на Белградския мир. Самият Волински поведе шествието на сватбения маскарад, а слон под филцови одеяла вървеше зад каретата на министъра ...
Качиха булката и младоженеца на слон и ги отведоха в Ледената къща. На леда на Нева, посрещайки жив брат, се чу рев на леден слон, вътре в който седяха музикантите и свиреха на тръбите. От хобота на слон към него се втурна горящ фонтан. Отстрани на къщата стояха пирамиди лед с фенери. Хората се тълпяха наоколо, защото в пирамидите бяха изложени "смешни картини" (не винаги прилични, в духа на брачните епитали на Катул).
Младите бяха свалени от слона, първо ги отведоха до банята, където се изкъпаха. Тогава те вътре ледена къщапозволен. Вратите вляво от антрето разкриваха обзавеждането на спалнята. Над тоалетната висяха огледала и имаше джобни часовници, направени от лед. В съседство със спалнята беше стая за почивка след удоволствията на брака. Пред заледените дивани стоеше заледена маса, на която ледени прибори(съдове, чаши, деканти и чаши). Всичко това беше боядисано в различни цветове - много красиво!
Стражите не пуснаха младоженците от Ледената къща:
- Къде отиваш? Императрицата ви заповяда да прекарате цялата нощ тук... Идете и си лягайте!
Зад ледените стени леден слон крещеше ужасно, пускайки масло от хобота си на двадесет и четири фута във въздуха. Устатите на делфина също пламтяха с масло, като адски огън. Ледени оръдия поздравиха младите, хвърляйки ледени оръдия около ядрото с ужасен пукот...
Младоженците бяха съблечени. На главата на Буженинова сложиха нощна шапка от лед, в която твърд скреж замести дантелата. На краката на Голицин бяха поставени ледени обувки. Младоженците бяха положени върху ледени покривки - под ледени одеяла ... А в пирамидите подвижни дъски със забавни снимки се въртяха цяла нощ ...
В осем сутринта изнасяха младите – схванати. Тази нощ - първата им нощ! Те никога не трябваше да бъдат забравени.

КРИОТЕРАПИЯ

Историята на човечеството съдържа много примери за използването на студена вода и лед за удължаване на красотата и активното дълголетие. Фелдмаршал Суворов се обливал със студена вода всеки ден, а Екатерина II избърсвала лицето си с лед. И днес в Русия има много привърженици на учението на П. Иванов, които се обливат със студена вода два пъти на ден.
Краят на ХХ век бе белязан от качествена промяна в подхода за използване на подмладяващия ефект на студа върху човешкото тяло, естествените агенти на лед и студена вода бяха заменени с процедури, базирани на използването на изключително ниски температури - криотерапия.

Криогенната физиотерапия е сливане на най-новите постижения в областта на физиката и физиологията и с право принадлежи към технологиите на 21 век. Научният анализ на многовековния опит позволи да се определи механизмът на стимулиращия ефект на студа върху човешкото тяло.

Криотерапия- най-бързата и комфортна козметична процедура.
Същността на криогенната терапия е, че човек се потапя в слой газ, охладен до температура от -140 ° C за кратко време (2-3 минути) до шията. Температурата и времето на процедурата се избират, като се вземат предвид характеристиките на кожата на човешкото тяло, така че по време на процедурата само тънък повърхностен слой, в който са разположени термичните рецептори, има време да се охлади, а самото тяло няма време да изпитате забележима хипотермия.

Освен това, поради специалните свойства на студения газ, процедурата е доста удобна, усещането за студ е неочаквано приятно, особено през лятото.
Причината за популярността на криотерапията е, че излагането на кожни студени рецептори предизвиква мощно освобождаване на ендорфини в тялото. За да получите същия ефект, ви трябват 1,5 - 2 часа интензивна физическа активност. Процедурата дава колосален козметичен ефект, особено при лечението на целулит. Списъкът с положителни резултати от използването на криотерапия може да бъде продължен за неопределено време, тъй като тази процедура нормализира имунитета и метаболизма, т.е. премахва първопричините за всички заболявания. Но за успех трябва да използвате специално оборудване и да следвате метода на криотерапията.

ЗАГАДКИ НА ВОДАТА

Вода- невероятно вещество. За разлика от други подобни съединения, той има много аномалии. Те включват необичайно висока точка на кипене и топлина на изпаряване. Водата се характеризира с висок топлинен капацитет, което й позволява да се използва като топлоносител в топлоелектрически централи. В природата това свойство се проявява в омекотяване на климата в близост до големи водни басейни. Необичайно високото повърхностно напрежение на водата определя нейната добра способност да овлажнява повърхностите на твърдите тела и да проявява капилярни свойства, т.е. способността да се изкачва по порите и пукнатините на скали и материали, въпреки гравитацията.

Много рядко свойство на водата се проявява при превръщането й от течно в твърдо състояние. Този преход е свързан с увеличаване на обема и следователно с намаляване на плътността.
Учените са доказали, че водата в твърдо състояние има ажурна структура с кухини и кухини. Когато се разтопят, те се пълнят с водни молекули, така че плътността на течната вода е по-висока от плътността на твърдата вода. Тъй като ледът е по-лек от водата, той плува върху него и не потъва на дъното, което играе много важна роля в природата.

Интересното е, че ако се създаде високо налягане над водата и след това се охлади до замръзване, тогава ледът, образуван при условия на повишено налягане, не се топи при 0 ° C, а при по-висока температура. Така ледът, получен чрез замразяване на вода, който е под налягане от 20 000 атм, при нормални условия, се топи само при 80°C.

Друга аномалия на течната вода е свързана с неравномерни промени в нейната плътност с температурата. Отдавна е установено, че водата има най-висока плътност при температура от +4°C. Когато водата в езерото се охлади, по-тежките повърхностни слоеве потъват, което води до добро смесване на топлата и по-лека дълбока вода с повърхностната вода. Потапянето на повърхностните слоеве става само докато водата в резервоара изстине до +4°C. След този праг плътността на по-студените повърхностни слоеве не се увеличава, а намалява и те плуват на повърхността, без да потъват. При охлаждане под 0°C тези повърхностни слоеве се превръщат в лед.

Леден скалпел- това е името на инструмента, използван в хирургията за криодеструкция. Това е специална сонда, през която се подава течен азот към дадена точка. Около иглата на сондата се образува ледена топка - ледена топка с определени параметри, която действа върху тъканта, която се отстранява. С други думи, криодеструкцията е измръзване на патологично променена тъкан. При замръзване в клетките и междуклетъчното пространство се образуват ледени кристали, което води до некроза, смърт.
По време на криодеструкция пациентът практически не изпитва болка, тъй като "леденият скалпел" също замразява нервните окончания. Методът е доста бърз, безкръвен и безболезнен.

ледена киселина

Ледена киселина- безводна оцетна киселина CH3COOH. Това е безцветна хигроскопична течност или безцветни кристали с остър мирис. Смесва се с вода, етилов алкохол и диетилов етер във всички пропорции. Тази киселина се дестилира с водна пара. Ледената оцетна киселина се получава чрез ферментация на някои органични вещества и чрез синтез. Ледената киселина се намира в сухата дестилация на дървесина. Малки количества ледена киселина могат да бъдат намерени в човешкото тяло.
Приложение.
Ледената оцетна киселина се използва за синтеза на багрила, производството на целулозен ацетат, ацетон и много други вещества. Под формата на оцет и оцетна есенция се използва в хранително-вкусовата промишленост и в ежедневието за готвене.

СЪСТОЯНИЕ НА ЛЕД

ледени условия- това е състоянието на ледената покривка по моретата, реките, езерата и водоемите. Ледните условия се характеризират с цял набор от фактори:
- вид на резервоара,
- климатични условия,
- дебелина и концентрация на ледената покривка,
- количество лед
- естеството на еволюцията на ледената покривка.

ЛЕДЕНА ГЪБА

ледена гъба- известен още като "Снежна гъба", "ядлива желатинова гъба", "коралова гъба", тремела с форма на фукус (Tremella fuciformis), известна още като "Снежна гъба".
ледена гъбанаречен така, защото прилича на снежна топка. Той е годен за консумация и се смята за деликатес в Китай и Япония. Ледената гъба няма изразен вкус, но се характеризира с много интересна текстура, в същото време нежна, хрупкава и еластична.
Ледените гъби се приготвят по различни начини, могат да се консервират като обикновени гъби, да се добавят към омлет или да се приготвят като десерт. Специалната стойност на тези гъби се крие в едновременното осигуряване на гъбите с хранителни вещества и техните лечебни свойства.
Ледена гъба за продажба на места, които продават корейска храна.

ЛЕДЕНА ЗОНА

ледена зона- Това е природна зона в непосредствена близост до полюсите на земното кълбо.
В северното полукълбо ледената зона включва северните покрайнини на полуостров Таймир, както и многобройни острови на Арктика - области, разположени около Северния полюс, под съзвездието Голяма мечка ("арктос" на гръцки - мечка). Това са северните острови на Канадския арктически архипелаг, Гренландия, Свалбард, Земя на Франц Йосиф и др.

РАЗТОПЕНА ВОДА

Разтопена водасе появява, когато ледът се стопи и остава при температура от 0 ° C, докато целият лед се разтопи. Спецификата на междумолекулните взаимодействия, характерни за структурата на леда, се запазва и в стопената вода, тъй като само 15% от всички водородни връзки се разрушават по време на топенето на кристалите. Следователно връзката, присъща на леда на всяка водна молекула с четири съседни („порядък на къси разстояния“), не се нарушава в голяма степен, въпреки че се наблюдава по-голямо размиване на кислородната рамка.

Водният лед, получен от прясна и морска вода, се използва за охлаждане, съхранение и транспортиране на храна.

Широкото използване на леда като охлаждаща среда се дължи преди всичко на неговите физически свойства, както и на икономически фактори. Точка на топене на водния лед при атмосферно налягане 0°С, специфична топлина на топене 334,4 J/kg, плътност 0,917 kg/m3, специфичен топлинен капацитет 2,1 kJ/(kg*K), топлопроводимост 2,3 W/(m*K) ) . Когато водата премине от течно състояние в твърдо състояние (лед), обемът се увеличава с 9%.

Естественият лед се приготвя чрез изрязване или изрязване на големи блокове лед, образувани върху естествени резервоари, слой по слой замразяване на водата върху хоризонтални платформи и натрупване на сталактити в охладителни кули. (Ледът в Гренландия и Антарктида е особено търсен за хранителни цели като най-чист. Възрастта на леда в Гренландия е повече от 100 000 години.) Ледът се съхранява на площадки в купчини, покрити с насипна изолация, и в ледохранилища с постоянна и временна топлоизолация .

Изкуственият воден лед се произвежда с помощта на ледогенератори от тръбен тип, където ледът се образува вътре в тръбите на вертикален изпарител с черупка и тръба, в чийто пръстен кипи течен амоняк. Водата навлиза в тръбите на изпарителя отгоре през водоразпределително устройство, в което се изпомпва от резервоар, монтиран под корпуса на апарата. В отворите на тръбите се вкарват дюзи, поради което водата, влизаща в тръбите, се усуква и филмът се стича надолу по вътрешната им повърхност, частично замръзвайки. Незамръзналата вода се събира в резервоар, откъдето отново се подава във водоразпределителното устройство. Поради непрекъснатата циркулация въздухът се отстранява от водата, така че ледът е прозрачен. Когато стените на цилиндрите за лед достигнат дебелина 4-5 мм, замръзването се спира, помпата се спира, изпарителят се изключва от смукателната страна на машината и се свързва към нейната изпускателна страна, в резултат на което горещ амоняк парата влиза в изпарителя при кондензационно налягане. Тези пари изместват течния амоняк от изпарителя в приемника (амонячен колектор), нагряват стените на тръбата, замръзналият лед се отделя от стените и се плъзга надолу под действието на гравитацията. При напускане на тръбите ледените цилиндри попадат под въртящ се нож, който ги нарязва на парчета с определена височина. Готовият лед пада в бункера и се отстранява допълнително от ледогенератора по протежение на улея за лед.

Изкуственият лед се получава чрез замразяване на чиста прясна или морска вода в машини за лед. Качеството на леда, неговата форма, размер и начин на получаване, съхранение и доставка на потребителя се определят от целта и спецификата на приложението.

Матираният лед се прави от питейна вода без никаква обработка по време на процеса на замразяване. За разлика от естествения, той има млечен цвят, поради наличието на голям брой въздушни мехурчета, които се образуват в процеса на превръщане на водата в лед. Мехурчетата намаляват проникването на светлина в леда и той става непрозрачен.

Прозрачният лед прилича на стъкло. За да се получи, във формата се излива вода и с помощта на дюзи през нея се продухва сгъстен въздух. Преминавайки през замръзналата вода, той улавя и отнася въздушни мехурчета. Прозрачен лед се прави под формата на малки парченца и се използва за охлаждане на напитки.

Ледът с бактерицидни добавки е предназначен за охлаждане на риба, месо, домашни птици и някои видове зеленчуци при директен контакт с тях. Бактерицидните добавки намаляват замърсяването на продуктите с микроорганизми.

В зависимост от формата и масата, изкуственият лед може да бъде блок (5-250 кг), люспест, пресован, тръбен, снежен.

Блоковият лед се натрошава на едро, средно и малко.

Ледът се получава чрез пръскане на вода върху въртящ се барабан, плоча или цилиндър, който е изпарител на хладилния агент. Водата на повърхността на барабана бързо замръзва, а ледът, образуван по време на неговото въртене, се отрязва с резачки или нож. Машините за лед произвеждат от 60 до 5000 кг/ден такъв лед. Ледът на люспи е ефективен при охлаждане на риба, месни продукти, зелени зеленчуци и някои плодове. Най-висок коефициент на топлопреминаване се постига, когато продуктите са в близък контакт с лед по време на охлаждане.

В резултат на смесване на натрошен воден лед с различни соли, в допълнение към топлината на топещия се лед, се абсорбира топлината на разтваряне на солта във вода, което прави възможно значително понижаване на температурата на сместа. Разтворът може да бъде охладен до точката на криохидрат.

Използването на лед в технологиите.

Ледена каша. В края на 80-те години на миналия век лабораторията в Аргон разработи технология за производство на ледена каша (Ice Slurry), способна да тече свободно през тръби с различен диаметър, без да се събира в ледени натрупвания, без да се слепва и без да запушва охладителните системи. Суспензията от солена вода се състои от много много малки заоблени ледени кристали. Благодарение на това се запазва подвижността на водата и в същото време, от гледна точка на топлотехниката, това е лед, който е 5-7 пъти по-ефективен от обикновената студена вода в охладителните системи на сградите. В допълнение, такива смеси са обещаващи за медицината. Експериментите с животни показват, че микрокристалите на ледената смес преминават перфектно в доста малки кръвоносни съдове и не увреждат клетките. Frozen Blood удължава времето, необходимо за спасяване на ранен човек. Например, по време на спиране на сърцето, това време се удължава, според консервативни оценки, от 10-15 до 30-45 минути.

Използването на лед като конструктивен материал е широко разпространено в циркумполярните райони за изграждане на жилища – иглута. Ледът е част от материала Pikerite, предложен от D. Pike, от който беше предложено да се направи най-големият самолетоносач в света. Използването на лед за изграждане на изкуствени острови е описано в научно-фантастичния роман Ice Island.

Нови изследвания на образуването на воден лед върху плоска медна повърхност при температури от -173 °C до -133 °C показват, че първоначално на повърхността се образуват вериги от молекули с ширина около 1 nm, а не от шестоъгълник , но с петоъгълна структура.

Намирайки се в агрегатно състояние, което има тенденция да има газообразна или течна форма при стайна температура. Свойствата на леда започват да се изучават преди стотици години. Преди около двеста години учените откриха, че водата не е просто съединение, а сложен химичен елемент, състоящ се от кислород и водород. След откритието формулата на водата започва да изглежда като H 2 O.

Ледена структура

H 2 O се състои от два водородни атома и един кислороден атом. В покой водородът се намира в върховете на кислородния атом. Кислородните и водородните йони трябва да заемат върховете на равнобедрен триъгълник: кислородът се намира в горната част на прав ъгъл. Тази структура на водата се нарича дипол.

Ледът е 11,2% водород, а останалото е кислород. Свойствата на леда зависят от неговата химическа структура. Понякога съдържа газообразни или механични образувания - примеси.

Ледът се среща в природата под формата на няколко кристални вида, които стабилно запазват структурата си при температури от нула и по-ниски, но при нула и повече започва да се топи.

Кристална структура

Свойствата на леда, снега и парата са напълно различни и зависят от В твърдо състояние H 2 O е заобиколен от четири молекули, разположени в ъглите на тетраедъра. Тъй като координационният номер е нисък, ледът може да има ажурна структура. Това се отразява в свойствата на леда и неговата плътност.

ледени форми

Ледът е едно от най-разпространените вещества в природата. На Земята има следните разновидности:

• река;
• езеро;
• морски;
• фирн;
• ледникови;
• земята.

Има лед, който се образува директно чрез сублимация, т.е. от парното състояние. Този тип придобива скелетна форма (наричаме ги снежинки) и агрегати от дендритен и скелетен растеж (скреж, скреж).

Една от най-разпространените форми са сталактити, т.е. ледени висулки. Те растат по целия свят: на повърхността на Земята, в пещерите. Този вид лед се образува от капещи водни капки при температурна разлика от около нула градуса през есенно-пролетния период.

Образуванията под формата на ледени ивици, които се появяват по ръбовете на резервоарите, на границата на водата и въздуха, както и по ръба на локви, се наричат ​​ледени банки.

Ледът може да се образува в порести почви под формата на влакнести жилки.

Свойства на лед

Веществото може да бъде в различни състояния. Въз основа на това възниква въпросът: какво свойство на леда се проявява в определено състояние?

Учените разграничават физичните и механичните свойства. Всеки от тях има свои собствени характеристики.

Физически свойства

Физичните свойства на леда включват:

1. Плътност. Във физиката нехомогенната среда се представя чрез границата на съотношението на масата на веществото на самата среда към обема, в който е затворена. Плътността на водата, подобно на други вещества, е функция на температурата и налягането. Обикновено при изчисленията се използва постоянна плътност на водата, равна на 1000 kg/m 3 . По-точен индикатор за плътност се взема предвид само когато е необходимо да се извършат много точно изчисленията поради важността на получения резултат от разликата в плътността.
   При изчисляване на плътността на леда се взема предвид коя вода се е превърнала в лед: както знаете, плътността на солената вода е по-висока от тази на дестилираната вода.
2. Температура на водата. Обикновено се случва при температура от нула градуса. Процесите на замръзване протичат в скокове с отделяне на топлина. Обратният процес (топене) се получава, когато се абсорбира същото количество топлина, която е била отделена, но без скокове, но постепенно.
   В природата има условия, при които настъпва преохлаждане на водата, но тя не замръзва. Някои реки запазват течното състояние на водата дори при температура от -2 градуса.
3. количеството топлина, което се абсорбира, когато тялото се нагрява с всеки градус. Има специфичен топлинен капацитет, който се характеризира с количеството топлина, необходимо за загряване на килограм дестилирана вода с един градус.
4. Свиваемост. Друго физическо свойство на снега и леда е свиваемостта, която влияе върху намаляването на обема под въздействието на повишено външно налягане. Реципрочната се нарича еластичност.
5. Сила на леда.
6. Цвят на лед. Това свойство зависи от поглъщането на светлината и разсейването на лъчите, както и от количеството примеси в замръзналата вода. Речен и езерен лед без чужди примеси се вижда в бледосиня светлина. Морският лед може да бъде напълно различен: син, зелен, син, бял, кафяв, има стоманен оттенък. Понякога можете да видите черен лед. Той придобива този цвят поради голямото количество минерали и различни органични примеси.

Механични свойства на леда

Механичните свойства на леда и водата се определят от устойчивостта на външната среда по отношение на единица площ. Механичните свойства зависят от структурата, солеността, температурата и порьозността.

Ледът е еластично, вискозно, пластично образувание, но има условия, при които става твърд и много крехък.

Морският лед и сладководен лед са различни: първият е много по-пластичен и по-малко издръжлив.

При преминаване на кораби трябва да се вземат предвид механичните свойства на леда. Важно е и при използване на заледени пътища, кръстовища и др.

Водата, снегът и ледът имат сходни свойства, които определят характеристиките на дадено вещество. Но в същото време много други фактори влияят на тези показания: температура на околната среда, примеси в твърдото вещество, както и първоначалният състав на течността. Ледът е едно от най-интересните вещества на Земята.

лед- минерал с хим. формула H 2 O е вода в кристално състояние.
Химическият състав на леда: Н - 11,2%, О - 88,8%. Понякога съдържа газообразни и твърди механични примеси.
В природата ледът е представен главно от една от няколкото кристални модификации, стабилни в температурния диапазон от 0 до 80°C, с точка на топене 0°C. Има 10 кристални модификации на лед и аморфен лед. Най-изучаван е ледът от 1-ва модификация - единствената модификация, открита в природата. Ледът се среща в природата под формата на собствен лед (континентален, плаващ, подземен и др.), както и под формата на сняг, скреж и др.

Вижте също:

СТРУКТУРА

Кристалната структура на леда е подобна на структурата: всяка молекула H 2 0 е заобиколена от четири най-близки до нея молекули, разположени на равни разстояния от нея, равно на 2,76Α и разположени във върховете на правилен тетраедър. Поради ниското координационно число структурата на леда е ажурна, което се отразява на плътността му (0,917). Ледът има шестоъгълна пространствена решетка и се образува чрез замръзване на вода при 0°C и атмосферно налягане. Решетката на всички кристални модификации на леда има тетраедрична структура. Параметри на единичната клетка от лед (при t 0°C): a=0,45446 nm, c=0,73670 nm (c е двойно разстояние между съседни главни равнини). С понижаване на температурата те се променят много малко. H 2 0 молекулите в ледената решетка са свързани с водородни връзки. Подвижността на водородните атоми в ледената решетка е много по-висока от подвижността на кислородните атоми, поради което молекулите променят съседите си. При наличие на значителни вибрационни и въртеливи движения на молекулите в ледената решетка възникват транслационни скокове на молекули от мястото на тяхната пространствена връзка с нарушение на по-нататъшното подреждане и образуване на дислокации. Това обяснява проявата на специфични реологични свойства в леда, които характеризират връзката между необратимите деформации (потока) на леда и напреженията, които ги причиняват (пластичност, вискозитет, граница на провлачване, пълзене и др.). Поради тези обстоятелства ледниците текат подобно на силно вискозните течности и по този начин естественият лед активно участва във водния цикъл на Земята. Ледените кристали са сравнително големи (напречен размер от части от милиметър до няколко десетки сантиметра). Те се характеризират с анизотропията на коефициента на вискозитет, чиято стойност може да варира с няколко порядъка. Кристалите са способни да се преориентират под въздействието на натоварвания, което се отразява на техния метаморфизъм и скоростта на потока на ледника.

ИМОТИ

Ледът е безцветен. В големи клъстери придобива синкав оттенък. Стъклен блясък. Прозрачен. Няма деколте. Твърдост 1.5. Чуплив. Оптично положителен, индексът на пречупване е много нисък (n = 1,310, nm = 1,309). В природата са известни 14 модификации на леда. Вярно е, че всичко, с изключение на познатия ни лед, който кристализира в шестоъгълната сингония и е обозначен като лед I, се образува при екзотични условия - при много ниски температури (около -110150 0С) и високи налягания, когато ъглите на водородните връзки във водната молекула се променят и се образуват системи, различни от хексагонални. Такива условия напомнят на космическите условия и не се срещат на Земята. Например, при температури под -110 ° C водната пара се утаява върху метална плоча под формата на октаедри и кубчета с размери няколко нанометра - това е така нареченият кубичен лед. Ако температурата е малко над –110 °C и концентрацията на пари е много ниска, върху плочата се образува слой от изключително плътен аморфен лед.

МОРФОЛОГИЯ

Ледът е много разпространен минерал в природата. В земната кора има няколко вида лед: речен, езерен, морски, земен, фирнов и ледников. По-често образува агрегатни натрупвания от дребнозърнести зърна. Известни са също кристални образувания от лед, които възникват чрез сублимация, тоест директно от парното състояние. В тези случаи ледът има вид на скелетни кристали (снежинки) и агрегати от скелетен и дендритен растеж (пещерен лед, скреж, скреж и шарки върху стъкло). Срещат се големи, добре изрязани кристали, но много рядко. Н. Н. Стулов описва ледени кристали от североизточната част на Русия, открити на дълбочина 55-60 m от повърхността, имащи изометричен и колонен вид, като дължината на най-големия кристал е 60 cm, а диаметърът на основата му е 15 см. образува върху ледени кристали, бяха разкрити само лица на шестоъгълна призма (1120), шестоъгълна бипирамида (1121) и пинакоид (0001).
Ледени сталактити, наричани разговорно "ледени висулки", са познати на всички. С температурни разлики от около 0 ° през есенно-зимните сезони те растат навсякъде по повърхността на Земята с бавно замръзване (кристализация) на течаща и капеща вода. Те също са често срещани в ледените пещери.
Ледените брегове са ивици ледена покривка от лед, кристализиращ на границата вода-въздух по ръбовете на резервоарите и ограждащи ръбовете на локви, брегове на реки, езера, езера, резервоари и др. като останалата част от водната площ не замръзва. С пълното им сливане върху повърхността на резервоара се образува непрекъсната ледена покривка.
Ледът също така образува успоредни колонни агрегати под формата на влакнести жилки в порести почви и ледени антолити на повърхността им.

ПРОИЗХОД

Ледът се образува главно във водни басейни при понижаване на температурата на въздуха. В същото време на повърхността на водата се появява ледена каша, съставена от ледени игли. Отдолу върху него растат дълги ледени кристали, в които осите на симетрия от шести порядък са перпендикулярни на повърхността на кората. Съотношенията между ледените кристали при различни условия на образуване са показани на фиг. Ледът е широко разпространен навсякъде, където има влага и където температурата пада под 0 ° C. В някои райони земният лед се размразява само до незначителна дълбочина, под която започва вечна замръзналост. Това са така наречените вечно замръзнали райони; в областите на разпространение на вечната замръзналост в горните слоеве на земната кора има така наречените подземен лед, сред които се разграничават съвременен и изкопаем подземен лед. Най-малко 10% от цялата земна площ на Земята е покрита с ледници, монолитната ледена скала, която ги съставя, се нарича ледников лед. Ледниковият лед се образува главно от натрупването на сняг в резултат на неговото уплътняване и трансформация. Ледената покривка покрива около 75% от площта на Гренландия и почти цялата Антарктида; най-голямата дебелина на ледниците (4330 m) е установена близо до станция Baird (Антарктида). В централна Гренландия дебелината на леда достига 3200 m.
Ледните находища са добре известни. В райони със студена дълга зима и кратко лято, както и във високите планински райони, се образуват ледени пещери със сталактити и сталагмити, сред които най-интересни са Кунгурская в Пермския регион на Урал, както и пещерата Добшине в Словакия.
Морският лед се образува, когато морската вода замръзне. Характерни свойства на морския лед са солеността и порьозността, които определят диапазона на неговата плътност от 0,85 до 0,94 g/cm 3 . Поради такава ниска плътност ледените плочи се издигат над повърхността на водата с 1/7-1/10 от дебелината си. Морският лед започва да се топи при температури над -2,3°C; той е по-еластичен и по-трудно се разпада от сладководен лед.

ПРИЛОЖЕНИЕ

В края на 80-те години на миналия век лабораторията в Аргон разработи технология за производство на ледена каша (Ice Slurry), способна да тече свободно през тръби с различен диаметър, без да се събира в ледени натрупвания, без да се слепва и без да запушва охладителните системи. Суспензията от солена вода се състои от много много малки заоблени ледени кристали. Благодарение на това се запазва подвижността на водата и в същото време, от гледна точка на топлотехниката, това е лед, който е 5-7 пъти по-ефективен от обикновената студена вода в охладителните системи на сградите. В допълнение, такива смеси са обещаващи за медицината. Експериментите с животни показват, че микрокристалите на ледената смес преминават перфектно в доста малки кръвоносни съдове и не увреждат клетките. Frozen Blood удължава времето, необходимо за спасяване на ранен човек. Например, по време на спиране на сърцето, това време се удължава, според консервативни оценки, от 10-15 до 30-45 минути.
Използването на лед като конструктивен материал е широко разпространено в циркумполярните райони за изграждане на жилища – иглута. Ледът е част от материала Pikerite, предложен от D. Pike, от който беше предложено да се направи най-големият самолетоносач в света.

Ice (английски Ice) - H 2 O

КЛАСИФИКАЦИЯ