น้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำเนื่องจากความหนาแน่น น้ำแข็งเป็นสถานะของแข็งของน้ำ สถานะนี้มีโครงสร้างรูปร่างและปริมาตรที่กำหนดไว้อย่างดี โดยปกติความหนาแน่นของของแข็งจะมากกว่าของเหลว แต่ตรงกันข้ามคือกรณีของน้ำ
ที่สภาวะความดันปกติ (บรรยากาศเดียว) น้ำแข็งจะเริ่มผลิตเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 0 ºC
น้ำและความหนาแน่น
โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมโดยมีสูตรตัวแทน H2O
ที่ความกดดันปกติน้ำจะอยู่ในสถานะของเหลวระหว่าง 0 ถึง 100 ° C เมื่อน้ำอยู่ในสถานะนี้โมเลกุลจะเคลื่อนที่อย่างอิสระในระดับหนึ่งเนื่องจากอุณหภูมิดังกล่าวให้พลังงานจลน์แก่โมเลกุล
เมื่อน้ำมีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C โมเลกุลจะไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะเคลื่อนที่จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง อยู่ใกล้กันพวกเขามีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและจัดเรียงในรูปแบบที่แตกต่างกัน
โครงสร้างผลึกทั้งหมดที่น้ำแข็งสามารถมีได้นั้นสมมาตร การจัดเรียงหลักเป็นรูปหกเหลี่ยมและด้วยพันธะไฮโดรเจนที่ให้พื้นที่ขนาดใหญ่กว่ามากในโครงสร้างเมื่อเทียบกับน้ำ
ดังนั้นหากปริมาตรที่กำหนดน้ำเข้ามากกว่าน้ำแข็งอาจกล่าวได้ว่าสถานะของแข็งของน้ำมีความหนาแน่นน้อยกว่าสถานะของเหลว
เนื่องจากความหนาแน่นที่แตกต่างกันนี้จึงเกิดปรากฏการณ์น้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำ
ความสำคัญของน้ำแข็ง
ผู้คนและสัตว์ทั่วโลกได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติของน้ำนี้
เมื่อแผ่นน้ำแข็งก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของทะเลสาบและแม่น้ำสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ด้านล่างจะมีอุณหภูมิสูงกว่า 0 ° C เล็กน้อยดังนั้นสภาพความเป็นอยู่จึงดีกว่าสำหรับพวกมัน
ผู้ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่อุณหภูมิมักจะลดลงมากใช้ประโยชน์จากสถานที่นี้ในทะเลสาบเพื่อเล่นสเก็ตและฝึกกีฬาบางประเภท
ในทางกลับกันถ้าความหนาแน่นของน้ำแข็งมากกว่าน้ำหมวกขนาดใหญ่จะอยู่ใต้ทะเลและจะไม่สะท้อนรังสีทั้งหมดที่มาถึง
สิ่งนี้จะทำให้อุณหภูมิเฉลี่ยของโลกเพิ่มขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้จะไม่มีการกระจายตัวของทะเลอย่างที่ทราบกันดีในปัจจุบัน
โดยทั่วไปน้ำแข็งมีความสำคัญมากเนื่องจากมีการใช้งานที่ไม่สิ้นสุด: ตั้งแต่เครื่องดื่มเพื่อความสดชื่นและการถนอมอาหารไปจนถึงการใช้งานบางประเภทในอุตสาหกรรมเคมีและยาเป็นต้น
อ้างอิง
- ช้าง, อาร์. (2557). เคมี (นานาชาติ; สิบเอ็ด; เอ็ด) สิงคโปร์: McGraw Hill
- Bartels-Rausch, T. , Bergeron, V. , Cartwright, JHE, Escribano, R. , Finney, JL, Grothe, H. , Uras-Aytemiz, N. (2012) โครงสร้างน้ำแข็งรูปแบบและกระบวนการ: มุมมองของทุ่งน้ำแข็ง บทวิจารณ์ฟิสิกส์สมัยใหม่, 84 (2), 885-944. ดอย: 10.1103 / RevModPhys.84.885
- Carrasco, J. , Michaelides, A. , Forster, M. , Raval, R. , Haq, S. , & Hodgson, A. (2009) โครงสร้างน้ำแข็งมิติเดียวที่สร้างจากรูปห้าเหลี่ยม วัสดุธรรมชาติ, 8 (5), 427-431. ดอย: 10.1038 / nmat2403
- Franzen, HF, & Ng, CY (1994). เคมีกายภาพของของแข็ง: หลักการพื้นฐานของความสมมาตรและความเสถียรของของแข็งที่เป็นผลึก River Edge, NJ; สิงคโปร์;: World Scientific.
- Varley, I. , Howe, T. , & McKechnie, A. (2015). การใช้น้ำแข็งเพื่อลดอาการปวดและบวมหลังการผ่าตัดกรามซี่ที่สาม - การทบทวนอย่างเป็นระบบ British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, 53 (10), e57 ดอย: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
- Bai, J. , Angell, CA, Zeng, XC, & Stanley, HE (2010) monolayer clathrate ที่ไม่มีแขกและการอยู่ร่วมกันกับน้ำแข็งความหนาแน่นสูงสองมิติ Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 107 (13), 5718-5722. ดอย: 10.1073 / pnas.0906437107