Лід

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Льодовик «Періто Морено», Аргентина
Сніжинки

Лід, крига (рос. лёд, англ. ice, нім. Eis n) — вода в твердому стані.

Основні характеристики[ред.ред. код]

Відомо 10 кристалічних модифікацій льоду та аморфний лід. У природі лід представлений головним чином одним кристалічним різновидом із густиною 931 кг/м³. Під дією власної ваги лід здобуває пластичні властивості й плинність.

Лід зустрічається в природі у вигляді власне льоду (материкового, плаваючого, підземного), а також у вигляді снігу, інею тощо.

Природний лід звичайно значно чистіший, ніж вода, тому що розчинність речовин у льоду вкрай погана. Лід може містити механічні домішки — тверді частки, крапельки концентрованих розчинів, бульбашки газу. Наявністю кристаликів солі й крапельок розсолу пояснюється солонуватість морського льоду.

Загальні запаси льоду на Землі становлять близько 30 млн км³. Є дані про наявність льоду на планетах Сонячної системи та у кометах. Основні запаси льоду на Землі зосереджені в полярних країнах (головним чином в Антарктиді, де товщина льодового покрову досягає 4 км).

Штучний лід отримують охолодженням, що досягають шляхом розчинення деяких солей у воді чи кислотах або охолодженням при випаровуванні рідин у розрідженому просторі.

Лід — це тверда фаза оксиду водню хімічної будови Н2О. Містить (%): Н — 11,2; О — 88,8. Сингонія гексагональна. Вид дигексагонально-пірамідальний. Штучно одержано ще три модифікації льоду: лід-II; лід-III і лід-IV. Густина — 0,9175. Твердість — 1,5 (при +4 °С), 4,0 (– 44 °С) і 6,5 (–78,5 °С). Звичайно утворює агрегатні скупчення дрібнокристалічних зерен. Відомі також кристалічні утворення, які виникають при сублімаціях. Вони мають вигляд скелетних форм і фігур росту (дендрити), а також променистих агрегатів. Безбарвний, прозорий, у значних скупченнях синюватий. Блиск скляний. Крихкий. Утворюється лід у кріосфері при зниженні температури нижче 0 °С (льодовики, підземний лід тощо). За температури 0 °С плавиться, перетворюючись у воду. Дослідженням льоду займається кріологія. Найбільш вивченим є лід 1-ї модифікації — єдиної модифікації, виявленої в природі. Лід — одне з найпоширеніших твердих тіл на земній поверхні (близько 30 млн км3). У природі є багато видів льоду різного віку. Тривалість існування одних видів визначається годинами, вік інших — сотні тисяч років.

Властивість Значення Примітка
Теплоємність, кал/(г··°C) 0,51 (0 °C) Сильно зменшується зі зниженням температури
Теплота танення, кал/г 79,69  
Теплота паротворення, кал/г 677  
Коефіцієнт термічного розширення, 1/°C 9,1·10-5 (0 °C)  
Теплопровідність, кал/(див сек··°C) 4,99·10-3  
Показник заломлення для звичайного променя 1,309 (-3 °C)  
Показник заломлення для незвичайного променя 1,3104 (-3 °C)  
Питома електрична провідність, ом-1·см-1 10-9(0 °C) Гадана енергія активації 11ккал/моль
Поверхнева електропровідність, ом-1 10-10 (-11 °C) Гадана енергія активації 32ккал/моль
Модуль Юнга, дин/см 9·1010 (-5 °C) Поликристалічний лід
Опір, Мн/м²
роздавлюванню
розриву
зрізу
 
2,5
1,11
0,57
 
Полікристалічний лід
Полікристалічний лід
Полікристалічний лід
Середня ефективна в'язкість, пз 1014 Полікристалічний лід
Показник ступеня статичного закону плину 3  
Енергія активації при деформуванні й механічній релаксації, ккал/моль 11,44-21,3 Лінійно росте на 0,0361 ккал/(моль·°C) від 0 до 273,16 К

Лід як гірська порода[ред.ред. код]

Ruissalo ice.jpg

Лід – низькотемпературна мономінеральна гірська порода, найлегший мінерал. В умовах Землі він перебуває в стані, близькому до фазового переходу його у воду. Тому лід зустрічається тільки у верхніх шарах літосфери і гідросфери. Лід вельми стійкий відносно чужорідних домішок, не вступає з ними в хімічні взаємодії і не утворює твердих розчинів та зростків з кристалами інших речовин. Фізико-генетичні і петрографо-генетичні основи формування крижаних порід дозволяють поділити їх на конжеляційні, сеґреґаційні осадові і метаморфічні.

  • К о н ж е л я ц і й н и й лід утворюється внаслідок замерзання вільної води. Це крижане покривало морських і прісних водойм, лід швидко рухомих вод, внутрішньоводний або донний, крижане покривало відносно спокійних вод, крижані утворення у вигляді ефузивних порід, полію, натічних утворень, лід-цемент в мерзлих дисперсних гірських породах, тріщинний і поровий в гірських породах з жорсткими зв'язками, крижані ядра ін'єкційних горбів здимання, сталактитів і сталагмітів, вторинно-жильний лід в дисперсних мерзлих гірських породах, крижані шліри та інтрузивні пласти в мерзлих відкладах.
  • С е ґ р е ґ а ц і й н и й лід утворюється в промерзлих пилувато-глинистих гірських порід у процесі міграції зв'язаної води під впливом градієнтів температури і вологи. Він утворює шліри (прошарки, лінзи і включення, інші форми), які зумовлюють кріогенну текстуру дисперсних гірських порід, і мономінеральні пластові поклади (потужністю до декількох метрів), ядра міграційних горбів здимання.
  • Розрізнюють п'ять видів о с а д о в о г о льду: пухнастий сніг, хуртовинний сніг, дрібнозернистий сніг, зернистий сніг і сніг-пливун.
  • М е т а м о р ф і ч н и й лід формується в процесі зміни внутрішньої енергії або під впливом тиску і температури. До нього належить: фірн, первинний осадовий метаморфічний, динамометаморфічний (виникає під впливом високого різновекторного або орієнтованого тиску) і термометаморфічний лід (формується під впливом теплових процесів, що виникають у крижаній породі). За місцем розташування розрізняють поверхневий і підземний лід. Останній впливає на властивості мерзлих порід.

Див. також[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

Посилання[ред.ред. код]