ทำไมน้ำแข็งถึงลอยอยู่ในน้ำหากเป็นเหมือนกัน?

น้ำแข็งลอยอยู่ในน้ำ เนื่องจากความหนาแน่นของมัน น้ำแข็งเป็นสถานะของแข็งของน้ำ สถานะนี้มีโครงสร้างแบบฟอร์มและไดรฟ์ข้อมูลที่กำหนดชัดเจน โดยปกติความหนาแน่นของของแข็งจะมากกว่าของเหลว แต่สิ่งตรงกันข้ามเกิดขึ้นในกรณีของน้ำ.

ที่สภาวะความดันปกติ (หนึ่งบรรยากาศ) น้ำแข็งเริ่มเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C.

น้ำและความหนาแน่น

โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมโดยมีสูตรตัวแทนของ H2O.

ที่ความดันปกติน้ำอยู่ในสถานะของเหลวระหว่าง 0 และ 100 ° C เมื่อน้ำอยู่ในสถานะนี้โมเลกุลจะเคลื่อนที่ด้วยระดับอิสระเนื่องจากอุณหภูมินั้นให้พลังงานจลน์แก่โมเลกุล.

เมื่อน้ำต่ำกว่า 0 ° C โมเลกุลจะไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะเคลื่อนที่จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง เมื่ออยู่ใกล้กันพวกเขามีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและจัดเรียงในรูปแบบที่แตกต่างกัน.

โครงสร้างผลึกทั้งหมดที่น้ำแข็งสามารถมีความสมมาตร การจัดเรียงหลักคือหกเหลี่ยมและมีพันธะไฮโดรเจนที่ให้พื้นที่ขนาดใหญ่กว่าโครงสร้างเมื่อเทียบกับน้ำ.

ดังนั้นหากน้ำมากกว่าน้ำแข็งเข้าสู่ปริมาตรที่กำหนดอาจกล่าวได้ว่าสถานะของแข็งของน้ำนั้นหนาแน่นน้อยกว่าสถานะของเหลว.

เนื่องจากความแตกต่างของความหนาแน่นนี้ปรากฏการณ์ของน้ำแข็งที่ลอยอยู่ในน้ำจึงเกิดขึ้น.

ความสำคัญของน้ำแข็ง

ผู้คนและสัตว์ทั่วโลกได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติของน้ำนี้.

เมื่อชั้นของน้ำแข็งก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของทะเลสาบและแม่น้ำสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ที่ด้านล่างจะมีอุณหภูมิสูงกว่า 0 ° C เล็กน้อยเพื่อให้สภาพความเป็นอยู่ที่ดีสำหรับสิ่งเหล่านี้.

ผู้อยู่อาศัยในโซนที่มีอุณหภูมิลดลงมากใช้ประโยชน์จากคุณสมบัตินี้ในทะเลสาบเพื่อเล่นสเก็ตและฝึกกีฬา.

ในทางกลับกันถ้าความหนาแน่นของน้ำแข็งมากกว่าน้ำที่อยู่ในนั้นน้ำแข็งขนาดใหญ่ก็จะอยู่ใต้ทะเลและจะไม่สะท้อนรังสีทั้งหมดที่ไปถึงสิ่งเหล่านี้.

สิ่งนี้จะเพิ่มอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกอย่างมาก นอกจากนี้จะไม่มีการกระจายของทะเลตามที่เป็นที่รู้จักในปัจจุบัน.

โดยทั่วไปแล้วน้ำแข็งมีความสำคัญมากเนื่องจากมีประโยชน์มากมายตั้งแต่เครื่องดื่มสดชื่นและเก็บรักษาอาหารไปจนถึงการใช้งานบางอย่างในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรมรวมถึงอื่น ๆ.

การอ้างอิง

1. ช้างอาร์ (2014) เคมี (นานาชาติสิบเอ็ด; เอ็ด) สิงคโปร์: McGraw Hill.
2. Bartels-Rausch, T. , Bergeron, V. , Cartwright, J. H. E. , Scribe, R. , Finney, J.L. , Grothe, H. , Uras-Aytemiz, N. (2012) โครงสร้างน้ำแข็งรูปแบบและกระบวนการ: มุมมองข้ามทุ่งน้ำแข็ง ความคิดเห็นเกี่ยวกับฟิสิกส์ยุคใหม่, 84 (2), 885-944 doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
3. Carrasco, J. , Michaelides, A. , Forster, M. , Raval, R. , Haq, S. , & Hodgson, A. (2009) โครงสร้างน้ำแข็งหนึ่งมิติสร้างขึ้นจากรูปห้าเหลี่ยม วัสดุธรรมชาติ, 8 (5), 427-431 ดอย: 10.1038 / nmat2403
4. Franzen, H. F. , & Ng, C. Y. (1994) เคมีเชิงฟิสิกส์ของของแข็ง: หลักการพื้นฐานของสมมาตรและความเสถียรของของแข็งผลึก River Edge, NJ; Singapore;: World Scientific.
5. Varley, I. , Howe, T. , & McKechnie, A. (2015) การประยุกต์ใช้น้ำแข็งเพื่อลดอาการปวดและบวมหลังการผ่าตัดฟันกรามที่สาม วารสารอังกฤษของการผ่าตัดช่องปากและใบหน้าขากรรไกร, 53 (10), e57 ดอย: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
6. Bai, J. , Angell, C.A. , Zeng, X.C. , & Stanley, H.E. (2010) ผู้เข้าร่วมคนเดียวปราศจากความวุ่นวายและการอยู่ร่วมกันกับน้ำแข็งความหนาแน่นสูงสองมิติ กิจการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา, 107 (13), 5718-5722 ดอย: 10.1073 / pnas.0906437107