Trodimenzionalno stanje tekuće vode teško je proučavati, ali mnogo se naučilo analizom strukture ledenih kristala. Četiri susjedna atoma kisika vezana vodikovom vezom zauzimaju vrhove tetraedra (tetra = četiri, hedron = ravnina). Prosječna energija potrebna za kidanje takve veze u ledu procjenjuje se na 23 kJ/mol -1.
Sposobnost molekula vode da formiraju određeni broj vodikovih lanaca, kao i određena čvrstoća, stvara neuobičajeno visoko talište. Kada se topi, zadržava ga tekuća voda, čija je struktura nepravilna. Većina vodikovih veza je iskrivljena. Za uništavanje kristalne rešetke leda vezane vodikom potrebna je velika količina energije u obliku topline.
Značajke izgleda leda (Ih)
Mnogi obični ljudi se pitaju kakvu kristalnu rešetku ima led. Treba napomenuti da se gustoća većine tvari povećava smrzavanjem, kada se molekularna kretanja usporavaju i nastaju gusto zbijeni kristali. Gustoća vode također raste kako se hladi do maksimuma na 4°C (277K). Zatim, kada temperatura padne ispod ove vrijednosti, on se širi.
Ovo povećanje je zbog formiranja otvorenog kristala leda s vodikovom vezom sa svojom rešetkom i nižom gustoćom, u kojem je svaka molekula vode čvrsto vezana gornjim elementom i četiri druge vrijednosti, a još uvijek se kreće dovoljno brzo da ima veću masu. Dok se ova radnja događa, tekućina se smrzava odozgo prema dolje. To ima važne biološke posljedice, pri čemu sloj leda na ribnjaku izolira živa bića od ekstremne hladnoće. Osim toga, dva dodatna svojstva vode povezana su s njezinim karakteristikama vodika: specifični toplinski kapacitet i isparavanje.
Detaljan opis konstrukcija
Prvi kriterij je količina potrebna da se temperatura 1 grama tvari povisi za 1°C. Podizanje stupnjeva vode zahtijeva relativno veliki udio topline jer je svaka molekula uključena u brojne vodikove veze koje se moraju prekinuti da bi se kinetička energija povećala. Usput, obilje H 2 O u stanicama i tkivima svih velikih višestaničnih organizama znači da su temperaturne fluktuacije unutar stanica minimalizirane. Ova značajka je kritična jer je većina biokemijskih reakcija osjetljiva na brzinu.
Također znatno viši od mnogih drugih tekućina. Za pretvaranje ove krutine u plin potrebna je velika količina topline jer se vodikove veze moraju prekinuti kako bi se molekule vode mogle dislocirati jedna od druge i ući u navedenu fazu. Promjenjiva tijela su trajni dipoli i mogu djelovati s drugim sličnim spojevima i onima koji su ionizirani i otopljeni.
Ostale gore navedene tvari mogu doći u kontakt samo ako postoji polaritet. Upravo je taj spoj uključen u strukturu ovih elemenata. Osim toga, može se poredati oko ovih čestica formiranih od elektrolita, tako da su negativni atomi kisika molekula vode usmjereni prema kationima, a pozitivni ioni i atomi vodika usmjereni su prema anionima.
U pravilu se formiraju molekularne kristalne rešetke i atomske. To jest, ako je jod strukturiran na takav način da je u njemu prisutan I 2, tada u čvrstom ugljičnom dioksidu, odnosno u suhom ledu, postoje molekule CO 2 u čvorovima kristalne rešetke. U interakciji s takvim tvarima, led ima ionsku kristalnu rešetku. Grafit, na primjer, koji ima atomsku strukturu baziranu na ugljiku, ne može je promijeniti, baš kao ni dijamant.
Što se događa kada se kristal kuhinjske soli otopi u vodi: polarne molekule privlače nabijeni elementi u kristalu, što dovodi do stvaranja sličnih čestica natrija i klorida na njegovoj površini, kao rezultat toga, ta se tijela dislociraju jedno od drugog, i počinje se otapati. Iz ovoga možemo primijetiti da led ima kristalnu rešetku s ionskom vezom. Svaki otopljeni Na+ privlači negativne krajeve nekoliko molekula vode, dok svaki otopljeni Cl - privlači pozitivne krajeve. Ljuska koja okružuje svaki ion naziva se evakuacijska sfera i obično sadrži nekoliko slojeva čestica otapala.
Za varijable ili ione okružene elementima kaže se da su sulfatirani. Kada je voda otapalo, takve čestice postaju hidratizirane. Prema tome, bilo koja polarna molekula ima tendenciju solvatacije elementima tekućeg tijela. U suhom ledu vrsta kristalne rešetke stvara atomske veze u agregatnom stanju koje su nepromijenjene. Kristalni led (smrznuta voda) je druga stvar. Ionski organski spojevi kao što su karboksilaze i protonirani amini moraju imati topljivost u hidroksilnim i karbonilnim skupinama. Čestice sadržane u takvim strukturama kreću se između molekula, a njihovi polarni sustavi stvaraju vodikove veze s tim tijelom.
Naravno, broj potonjih skupina u molekuli utječe na njezinu topljivost, koja također ovisi o reakciji različitih struktura u elementu: na primjer, alkoholi s jednim, dva i tri ugljika mogu se miješati s vodom, ali veći ugljikovodici s pojedinačnim hidroksilnim spojevima mnogo su manje razrijeđeni u tekućinama.
Heksagonalni Ih po obliku je sličan atomskoj kristalnoj rešetki. Za led i sav prirodni snijeg na Zemlji, to izgleda točno ovako. O tome svjedoči simetrija kristalne rešetke leda izrasle iz vodene pare (odnosno snježnih pahulja). Smještena u prostornoj skupini P 63/mm sa 194; D 6h, klasa Laue 6/mm; sličan β-, koji ima višestruku spiralnu os od 6 (rotacija oko nje uz smicanje duž nje). Ima prilično otvorenu strukturu s niskom gustoćom, gdje je učinkovitost niska (~1/3) u usporedbi s jednostavnim kubičnim (~1/2) ili kockastim kubičnim (~3/4) strukturama u središtu lica.
U usporedbi s običnim ledom, kristalna rešetka suhog leda, vezana molekulama CO 2, je statična i mijenja se samo kada se atomi raspadnu.
Opis rešetki i njihovih sastavnih elemenata
Kristali se mogu zamisliti kao kristalni uzorci koji se sastoje od listova naslaganih jedan na drugi. Vodikova veza je uređena iako je u stvarnosti nasumična, jer se protoni mogu kretati između molekula vode (leda) na temperaturama iznad oko 5 K. Doista, vjerojatno je da se protoni ponašaju poput kvantne tekućine u stalnom tunelskom toku. Ovo je pojačano raspršenjem neutrona pokazujući njihovu gustoću raspršenja na pola puta između atoma kisika, što ukazuje na lokalizaciju i koordinirano kretanje. Ovdje se uočava sličnost leda s atomskom, molekularnom kristalnom rešetkom.
Molekule imaju stepenasti raspored vodikovog lanca u odnosu na svoja tri susjeda u ravnini. Četvrti element ima pomračeni raspored vodikove veze. Postoji blago odstupanje od savršene heksagonalne simetrije, čak 0,3% kraće u smjeru ovog lanca. Sve molekule doživljavaju isto molekularno okruženje. Unutar svake "kutije" ima dovoljno prostora za zadržavanje međustaničnih čestica vode. Iako se općenito ne uzimaju u obzir, nedavno su učinkovito detektirani difrakcijom neutrona s kristalne rešetke ledenog praha.
Promjena tvari
Heksagonalno tijelo ima trostruke točke s tekućom i plinovitom vodom 0,01 °C, 612 Pa, čvrstim elementima tri -21,985 °C, 209,9 MPa, jedanaest i dvije -199,8 °C, 70 MPa i -34 ,7 °C, 212,9 MPa . Dielektrična konstanta heksagonalnog leda je 97,5.
Krivulja taljenja ovog elementa dana je u MPa. Dostupne su jednadžbe stanja, a uz njih i neke jednostavne nejednadžbe koje povezuju promjenu fizikalnih svojstava s temperaturom heksagonalnog leda i njegovih vodenih suspenzija. Tvrdoća varira sa stupnjevima, povećavajući se od otprilike ili ispod gipsa (≤2) na 0°C, do razine feldspata (6 na -80°C, abnormalno velika promjena u apsolutnoj tvrdoći (>24 puta).
Heksagonalna kristalna rešetka leda tvori šesterokutne ploče i stupove, gdje su gornja i donja ploha bazalne ravnine (0 0 0 1) s entalpijom od 5,57 μJ cm -2, a druge ekvivalentne bočne plohe nazivaju se dijelovi prizme (1 0 -1 0) s 5,94 µJ cm -2. Sekundarne površine (1 1 -2 0) s 6,90 μJ ˣ cm -2 mogu se formirati duž ravnina koje tvore stranice konstrukcija.
Ova struktura pokazuje nenormalno smanjenje toplinske vodljivosti s povećanjem tlaka (poput kubičnog i amorfnog leda niske gustoće), ali se razlikuje od većine kristala. To je zbog promjene u vezivanju vodika, što smanjuje transverzalnu brzinu zvuka u kristalnoj rešetki leda i vode.
Postoje metode koje opisuju kako pripremiti velike kristalne uzorke i bilo koju željenu ledenu površinu. Pretpostavlja se da će vodikova veza na površini šesterokutnog tijela koje se proučava biti uređenija nego unutar rasutog sustava. Varijacijska spektroskopija s oscilirajućom frekvencijom fazne rešetke pokazala je da postoji strukturna asimetrija između gornja dva sloja (L1 i L2) u podpovršinskom HO lancu bazalne površine heksagonalnog leda. Vodikove veze usvojene u gornjim slojevima šesterokuta (L1 O ··· HO L2) jače su od onih usvojenih u drugom sloju s gornjom akumulacijom (L1 OH ··· O L2). Dostupne su interaktivne šesterokutne ledene strukture.
Značajke razvoja
Minimalni broj molekula vode potrebnih za nukleaciju leda je približno 275 ± 25, isto kao i za potpuni ikosaedarski klaster od 280. Formiranje se događa u faktoru 10 10 na granici zrak-voda, a ne u vodi. Rast kristala leda ovisi o različitim brzinama rasta različitih energija. Voda mora biti zaštićena od smrzavanja tijekom krioprezervacije bioloških uzoraka, hrane i organa.
To se obično postiže brzim brzinama hlađenja, upotrebom malih uzoraka i kriokonzervatora te povećanjem pritiska za stvaranje jezgri leda i sprječavanje oštećenja stanica. Slobodna energija leda/tekućine raste od ~30 mJ/m2 pri atmosferskom tlaku do 40 mJ/m2 pri 200 MPa, što ukazuje na razlog zašto dolazi do ovog učinka.
Alternativno, mogu rasti brže s površina prizme (S2), na nasumično poremećenim površinama naglo zaleđenih ili poremećenih jezera. Rast od lica (1 1 -2 0) je barem isti, ali ih pretvara u baze prizme. Podaci o razvoju kristala leda u potpunosti su istraženi. Relativne stope rasta elemenata različitih lica ovise o sposobnosti stvaranja većeg stupnja hidratacije zglobova. (Niska) temperatura okolne vode određuje stupanj grananja u kristalu leda. Rast čestica ograničen je brzinom difuzije pri niskim stupnjevima superhlađenja, tj.<2 ° C, что приводит к большему их количеству.
Ali ograničen je kinetikom razvoja na višim razinama nižih stupnjeva >4°C, što dovodi do igličastog rasta. Ovaj oblik sličan je strukturi suhog leda (ima kristalnu rešetku heksagonalne strukture), drugačijim karakteristikama površinskog razvoja i temperature okolne (prehlađene) vode koja se nalazi iza ravnih oblika snježnih pahulja.
Stvaranje leda u atmosferi duboko utječe na formiranje i svojstva oblaka. Feldspati, koji se nalaze u pustinjskoj prašini koja ulazi u atmosferu u milijunima tona godišnje, važni su formativi. Računalne simulacije pokazale su da je to zbog nukleacije ravnina prizmatičnih kristala leda na visokoenergetskim površinskim ravninama.
Neki drugi elementi i rešetke
Otopljene tvari (osim vrlo male količine helija i vodika, koji mogu ući u međuprostore) ne mogu se inkorporirati u strukturu Ih pri atmosferskom tlaku, već se istiskuju na površinu ili u amorfni sloj između čestica mikrokristalnog tijela. Na mjestima kristalne rešetke suhog leda nalaze se neki drugi elementi: kaotropni ioni, kao što su NH 4 + i Cl -, koji se lakše uključuju u smrzavanje tekućine nego drugi kosmotropni ioni, kao što su Na + i SO 4 2-, pa je njihovo uklanjanje nemoguće, jer stvaraju tanak film preostale tekućine između kristala. To može dovesti do električnog naboja površine zbog disocijacije površinske vode koja uravnotežuje preostale naboje (što također može rezultirati magnetskim zračenjem) i promjene u pH zaostalih tekućih filmova, na primjer NH 4 2 SO 4 koji postaje sve veći kiseli a NaCl sve više alkalni.
Oni su okomiti na lica kristalne rešetke leda, pokazujući spojeni sljedeći sloj (s O-crnim atomima). Karakterizira ih sporo rastuća bazalna površina (0 0 0 1), na koju su pričvršćene samo izolirane molekule vode. Brzo rastuća (1 0 -1 0) površina prizme, gdje se parovi novospojenih čestica mogu međusobno vezati vodikom (jedna veza/dvije molekule elementa). Najbrže rastuće lice je (1 1 -2 0) (sekundarni prizmatični), gdje lanci novopripojenih čestica mogu međusobno djelovati vodikovim vezama. Jedan njegov lanac/element molekula je oblik koji oblikuje grebene koji dijele i potiču transformaciju u dvije strane prizme.
Entropija nulte točke
k Bˣ Ln ( N
Znanstvenici i njihovi radovi u ovoj oblasti
Može se definirati kao S 0 = k Bˣ Ln ( N E0), gdje je k B Boltzmannova konstanta, N E je broj konfiguracija pri energiji E, a E0 je najniža energija. Ova vrijednost za entropiju heksagonalnog leda na nula kelvina ne krši treći zakon termodinamike, "Entropija idealnog kristala na apsolutnoj nuli je točno nula", budući da ti elementi i čestice nisu idealni i imaju poremećene vodikove veze.
U ovom tijelu, vodikove veze su nasumične i brzo se mijenjaju. Ove strukture nisu potpuno jednake u energiji, ali se protežu do vrlo velikog broja energetski bliskih stanja i pokoravaju se "pravilima leda". Entropija nulte točke je nered koji bi ostao čak i kada bi se materijal mogao ohladiti do apsolutne nule (0 K = -273,15 °C). Dovodi do eksperimentalne zabune za heksagonalni led 3,41 (±0,2) ˣ mol -1 ˣ K -1 . Teoretski, bilo bi moguće izračunati nultu entropiju poznatih kristala leda s puno većom točnošću (zanemarujući nedostatke i raspršenost energetskih razina) nego eksperimentalno je odrediti.
Iako redoslijed protona u rasutom ledu nije uređen, površina vjerojatno preferira redoslijed navedenih čestica u obliku vrpci visećih H atoma i O usamljenih parova (nulta entropija s uređenim vodikovim vezama). Nađen je poremećaj nulte točke ZPE, J ˣ mol -1 ˣ K -1 i drugi. Iz svega navedenog jasno je i razumljivo koje su vrste kristalnih rešetki karakteristične za led.
Pozitivni naboji u molekuli vode povezani su s atomima
vodik. Negativni naboji su valentni elektroni
kisik. Njihov relativni položaj u molekuli vode može biti
prikazan kao jednostavan tetraedar.
Kako je građena molekula leda?
Ne postoje posebne molekule leda. Molekule vode, zbog svoje izvanredne strukture, povezane su jedna s drugom u komadu leda tako da je svaka od njih povezana i okružena s četiri druge molekule. To dovodi do pojave vrlo labave strukture leda, u kojoj ostaje puno slobodnog volumena. Ispravna kristalna struktura leda izražava se u nevjerojatnoj gracioznosti snježnih pahuljica i ljepoti mraznih šara na smrznutim prozorskim staklima.
B n uzu - shematski raspored atomskih jezgri vodika i kisika u molekulama vode koje su tvorile kristalnu rešetku leda. Gore- molekule vode koje su formirale kristal leda zadržavajući razmjere elektronskih ljuski. Obratite pozornost na labavu strukturu leda.
Kako su molekule vode građene u vodi?
Nažalost, ovo vrlo važno pitanje nije dovoljno proučeno. Struktura molekula u tekućoj vodi vrlo je složena. Kad se led otopi, njegova mreža
struktura je djelomično sačuvana u nastaloj vodi. Molekule u otopljenoj vodi sastoje se od mnogo jednostavnih molekula - agregata koji zadržavaju svojstva leda. Kako temperatura raste, neki od njih se raspadaju i njihova veličina postaje manja.
Međusobno privlačenje dovodi do činjenice da prosječna veličina složene molekule vode u tekućoj vodi znatno premašuje veličinu pojedinačne molekule vode. Ova izvanredna molekularna struktura vode određuje njezina izvanredna fizikalno-kemijska svojstva,
Na kojoj temperaturi voda treba kuhati?
Ovo pitanje je, naravno, čudno. Uostalom, voda ključa na sto stupnjeva. Svi to znaju. Štoviše, svi znaju da je vrelište vode pri tlaku od jedne atmosfere odabrano kao referentna točka temperaturne ljestvice, konvencionalno označena kao 100°C.
Međutim, pitanje se postavlja drugačije: na kojoj temperaturi voda treba ključati? Uostalom, temperature vrenja raznih tvari nisu slučajne. Ovise o položaju elemenata koji čine njihove molekule u Mendeljejevom periodnom sustavu.
Što je niži atomski broj elementa, niža je njegova atomska težina, niža je točka vrelišta njegovih spojeva. Na temelju kemijskog sastava vodu možemo nazvati kisikovim hidridom. H 2 Te, H 2 Se i H 2 S su kemijski analozi vode. Ako pratite njihova vrelišta i usporedite kako se mijenjaju vrelišta hidrida u drugim skupinama periodnog sustava, tada možete prilično točno odrediti vrelište bilo kojeg hidrida, kao i bilo kojeg drugog spoja. Mendeljejev je sam predvidio svojstva kemijskih spojeva elemenata koji još nisu otkriveni na ovaj način.
Odredimo li vrelište kisikovog hidrida prema njegovom položaju u periodnom sustavu, ispada da bi voda trebala ključati na 80° ispod nule. Dakle, voda ključa otprilike sto osamdeset stupnjeva više nego što bi trebala ključati. Vrelište vode - to je njezino najčešće svojstvo - pokazalo se izvanrednim i iznenađujućim.
Sada pokušajte zamisliti da je naša voda iznenada izgubila sposobnost formiranja složenih, povezanih molekula. Tada bi vjerojatno morao kuhati na temperaturi koja bi trebala biti u skladu s periodičnim zakonom. Što bi se tada dogodilo na našoj Zemlji? Oceani će odjednom proključati. Na Zemlji neće ostati ni kap vode, niti se više ikada na nebu pojavi nijedan oblak... Uostalom, u atmosferi Zemljine kugle temperatura nigdje ne pada ispod minus 80° - minus 90° C.
Na kojoj se temperaturi voda smrzava?
Nije li istina da pitanje nije ništa manje čudno od prethodnog? Pa, tko ne zna da se voda smrzava na nula stupnjeva? Ovo je druga referentna točka termometra. Ovo je najčešće svojstvo vode. Ali čak iu ovom slučaju može se postaviti pitanje na kojoj bi se temperaturi voda trebala smrzavati u skladu sa svojom kemijskom prirodom. Ispada da bi se kisikov hidrid, na temelju svog položaja u periodnom sustavu, morao skrutiti na sto stupnjeva ispod nule.
Led- mineral s kemijskim formula H 2 O, predstavlja vodu u kristalnom stanju.
Kemijski sastav leda: H - 11,2%, O - 88,8%. Ponekad sadrži plinovite i čvrste mehaničke nečistoće.
U prirodi je led predstavljen uglavnom jednom od nekoliko kristalnih modifikacija, stabilnih u temperaturnom rasponu od 0 do 80 °C, s talištem od 0 °C. Postoji 10 poznatih kristalnih modifikacija leda i amorfnog leda. Najviše je proučavan led 1. modifikacije - jedina modifikacija koja se nalazi u prirodi. Led se u prirodi nalazi u obliku samog leda (kontinentalni, plutajući, podzemni itd.), kao i u obliku snijega, inja itd.
Vidi također:
STRUKTURA
Kristalna struktura leda slična je strukturi: svaka molekula H 2 0 okružena je s četiri najbliže molekule koje se nalaze na jednakim udaljenostima od nje, jednake 2,76Α i nalaze se na vrhovima pravilnog tetraedra. Zbog niskog koordinacijskog broja, struktura leda je ažurna, što utječe na njegovu gustoću (0,917). Led ima heksagonalnu prostornu rešetku i nastaje smrzavanjem vode na 0°C i atmosferskom tlaku. Rešetka svih kristalnih modifikacija leda ima tetraedarsku strukturu. Parametri jedinične ćelije leda (pri t 0°C): a=0,45446 nm, c=0,73670 nm (c je dvostruka udaljenost između susjednih glavnih ravnina). Kad temperatura padne, vrlo se malo mijenjaju. Molekule H 2 0 u rešetki leda međusobno su povezane vodikovim vezama. Pokretljivost atoma vodika u rešetki leda mnogo je veća od pokretljivosti atoma kisika, zbog čega molekule mijenjaju svoje susjede. U prisutnosti značajnih vibracijskih i rotacijskih kretanja molekula u rešetki leda, dolazi do translatornih skokova molekula s mjesta njihove prostorne povezanosti, narušavajući daljnji red i stvarajući dislokacije. To objašnjava pojavu specifičnih reoloških svojstava u ledu, koja karakteriziraju odnos između nepovratnih deformacija (tečenja) leda i naprezanja koja su ih uzrokovala (plastičnost, viskoznost, granica tečenja, puzanje itd.). Zbog ovih okolnosti, ledenjaci teku slično visoko viskoznim tekućinama, pa prirodni led aktivno sudjeluje u vodenom ciklusu na Zemlji. Kristali leda relativno su veliki (poprečna veličina od djelića milimetra do nekoliko desetaka centimetara). Karakterizira ih anizotropija koeficijenta viskoznosti, čija vrijednost može varirati za nekoliko redova veličine. Kristali su sposobni preorijentirati se pod utjecajem opterećenja, što utječe na njihovu metamorfizaciju i protok ledenjaka.
SVOJSTVA
Led je bezbojan. U velikim grozdovima poprima plavkastu nijansu. Sjaj stakla. Transparentan. Nema dekoltea. Tvrdoća 1,5. Krhko. Optički pozitivan, indeks loma vrlo nizak (n = 1,310, nm = 1,309). U prirodi je poznato 14 modifikacija leda. Istina, sve osim poznatog leda, koji se kristalizira u heksagonalnom sustavu i označava se kao led I, nastaje u egzotičnim uvjetima - pri vrlo niskim temperaturama (oko -110150 0C) i visokim tlakovima, kada se kutevi vodikovih veza u vodi mijenjaju. mijenjaju se molekule i nastaju sustavi, različiti od heksagonalnih. Takvi uvjeti nalikuju onima u svemiru i ne događaju se na Zemlji. Na primjer, na temperaturama nižim od –110 °C, vodena para se taloži na metalnoj ploči u obliku oktaedra i kockica veličine nekoliko nanometara - to je takozvani kubični led. Ako je temperatura malo iznad –110 °C, a koncentracija pare vrlo niska, na ploči se stvara sloj iznimno gustog amorfnog leda.
MORFOLOGIJA
Led je vrlo čest mineral u prirodi. U zemljinoj kori postoji nekoliko vrsta leda: riječni, jezerski, morski, prizemni, firni i ledenjački. Češće tvori agregatne nakupine finih kristalnih zrnaca. Poznate su i kristalne ledene formacije koje nastaju sublimacijom, odnosno izravno iz parovitog stanja. U tim slučajevima led se pojavljuje kao skeletni kristali (pahulje) i nakupine skeletnog i dendritičkog rasta (špiljski led, inje, inje i šare na staklu). Veliki dobro brušeni kristali se nalaze, ali vrlo rijetko. N. N. Stulov opisao je kristale leda u sjeveroistočnom dijelu Rusije, pronađene na dubini od 55-60 m od površine, izometričnog i stupastog izgleda, a duljina najvećeg kristala bila je 60 cm, a promjer njegove baze bio je 15 cm Od jednostavnih oblika na kristalima leda identificirana su samo lica šesterokutne prizme (1120), šesterokutne bipiramide (1121) i pinakoida (0001).
Ledeni stalaktiti, kolokvijalno zvani ledenice, poznati su svima. Uz temperaturne razlike od oko 0° u jesensko-zimskom razdoblju, rastu posvuda po površini Zemlje uz polagano smrzavanje (kristalizaciju) tekuće i kapajuće vode. Česti su i u ledenim špiljama.
Ledeni sprudovi su trake ledenog pokrivača sastavljene od leda koji se kristalizira na granici voda-zrak uz rubove akumulacija i obrubljuje rubove lokvi, obale rijeka, jezera, ribnjaka, akumulacija itd. pri čemu se ostatak vodenog prostora ne smrzava. Kada se potpuno srastu, na površini rezervoara formira se kontinuirani ledeni pokrivač.
Led također stvara paralelne stupčaste agregate u obliku vlaknastih žilica u poroznim tlima, a na njihovoj površini ledene antolite.
PODRIJETLO
Led se uglavnom stvara u vodenim bazenima kada temperatura zraka padne. Istodobno se na površini vode pojavljuje ledena kaša sastavljena od ledenih iglica. Odozdo na njemu rastu dugi kristali leda, čije su osi simetrije šestog reda okomite na površinu kore. Odnosi između kristala leda pod različitim uvjetima formiranja prikazani su na sl. Led je čest svugdje gdje ima vlage i gdje temperatura pada ispod 0° C. U nekim područjima led se otapa samo do male dubine, ispod koje počinje permafrost. To su takozvana permafrost područja; U područjima rasprostranjenosti permafrosta u gornjim slojevima zemljine kore nalazi se takozvani podzemni led, među kojima se razlikuju moderni i fosilni podzemni led. Najmanje 10% ukupne Zemljine površine prekriveno je ledenjacima; monolitna ledena stijena koja ih sačinjava naziva se ledenjački led. Ledenjački led nastaje prvenstveno nakupljanjem snijega kao rezultat njegovog zbijanja i transformacije. Ledeni pokrivač prekriva oko 75% Grenlanda i gotovo cijelu Antarktiku; najveća debljina ledenjaka (4330 m) nalazi se u blizini postaje Byrd (Antarktik). U središnjem Grenlandu debljina leda doseže 3200 m.
Naslage leda su dobro poznate. U područjima s hladnim, dugim zimama i kratkim ljetima, kao iu visokim planinskim predjelima, nastaju ledene špilje sa stalaktitima i stalagmitima, među kojima su najzanimljivije Kungurskaja u Permskoj oblasti na Uralu, kao i pećina Dobshine u Slovačka.
Kada se morska voda smrzne, nastaje morski led. Karakteristična svojstva morskog leda su salinitet i poroznost, koji određuju raspon njegove gustoće od 0,85 do 0,94 g/cm 3 . Zbog tako niske gustoće, sante leda izdižu se iznad površine vode za 1/7-1/10 svoje debljine. Morski led počinje se topiti na temperaturama iznad -2,3°C; elastičniji je i teže ga je razbiti u komade od slatkovodnog leda.
PRIMJENA
U kasnim 1980-ima, laboratorij Argonne razvio je tehnologiju za izradu ledene kaše koja može slobodno teći kroz cijevi različitih promjera bez skupljanja u naslagama leda, lijepljenja ili začepljenja rashladnih sustava. Suspenzija slane vode sastojala se od mnogo vrlo malih ledenih kristala okruglog oblika. Zahvaljujući tome održava se pokretljivost vode, a istovremeno, sa stajališta toplinske tehnike, predstavlja led, koji je 5-7 puta učinkovitiji od obične hladne vode u sustavima hlađenja zgrada. Osim toga, takve smjese su obećavajuće za medicinu. Pokusi na životinjama pokazali su da mikrokristali ledene smjese savršeno prolaze u prilično male krvne žile i ne oštećuju stanice. “Ledena krv” produljuje vrijeme tijekom kojeg se žrtva može spasiti. Recimo, u slučaju srčanog zastoja to se vrijeme produljuje, prema konzervativnim procjenama, s 10-15 na 30-45 minuta.
Upotreba leda kao konstrukcijskog materijala raširena je u polarnim krajevima za gradnju nastambi – iglua. Led je dio Pikerit materijala koji je predložio D. Pike, od kojeg je predloženo da se napravi najveći svjetski nosač zrakoplova.
Led - H 2 O
KLASIFIKACIJA
| Strunz (8. izdanje) | 4/A.01-10 |
| Nickel-Strunz (10. izdanje) | 4.AA.05 |
| Dana (8. izdanje) | 4.1.2.1 |
| Hej, CIM Ref. | 7.1.1 |
Kristalna struktura leda: molekule vode povezane su u pravilne šesterokute Kristalna rešetka leda: Molekule vode H 2 O (crne kuglice) u svojim čvorovima su raspoređene tako da svaka ima četiri susjeda. Molekula vode (središte) vodikovim je vezama povezana sa svoje četiri najbliže susjedne molekule. Led je kristalna modifikacija vode. Prema posljednjim podacima, led ima 14 strukturnih modifikacija. Među njima postoje i kristalne (većina njih) i amorfne modifikacije, ali se sve međusobno razlikuju po relativnom rasporedu molekula vode i svojstvima. Istina, sve osim poznatog leda, koji kristalizira u heksagonalnom sustavu, nastaje u egzotičnim uvjetima pri vrlo niskim temperaturama i visokim tlakovima, kada se mijenjaju kutovi vodikovih veza u molekuli vode i nastaju sustavi koji nisu heksagonalni. Takvi uvjeti nalikuju onima u svemiru i ne događaju se na Zemlji. Na primjer, na temperaturama nižim od –110 °C, vodena para se taloži na metalnu ploču u obliku oktaedra i kockica veličine nekoliko nanometara – takozvani kubični led. Ako je temperatura malo iznad –110 °C, a koncentracija pare vrlo niska, na ploči se stvara sloj iznimno gustog amorfnog leda. Najneobičnije svojstvo leda je njegova nevjerojatna raznolikost vanjskih manifestacija. S istom kristalnom strukturom može izgledati potpuno drugačije, u obliku prozirnih zrna tuče i ledenica, pahuljica pahuljastog snijega, guste sjajne kore leda ili divovskih ledenjačkih masa.
Snježna pahulja je pojedinačni kristal leda - vrsta šesterokutnog kristala, ali koji je brzo rastao u neravnotežnim uvjetima. Znanstvenici se stoljećima bore s tajnom njihove ljepote i beskrajne raznolikosti. Život snježne pahulje počinje stvaranjem kristalnih jezgri leda u oblaku vodene pare kako temperatura pada. Središte kristalizacije mogu biti čestice prašine, bilo koje čvrste čestice ili čak ioni, ali u svakom slučaju, ti komadi leda manji od jedne desetinke milimetra već imaju heksagonalnu kristalnu rešetku koja se kondenzira na njihovoj površini jezgre, najprije tvori sićušnu šesterokutnu prizmu, iz čijih šest uglova počinju rasti jednake ledene iglice, bočni izdanci, jer temperatura i vlaga oko embrija također su iste. Na njima pak rastu bočni izbojci grana, kao na stablu. Takvi se kristali nazivaju dendriti, to jest slični drvu. Krećući se gore-dolje u oblaku, snježna pahulja nailazi na uvjete s različitim temperaturama i koncentracijama vodene pare. Njegov oblik se mijenja, poštujući zakone heksagonalne simetrije do posljednjeg. Tako pahulje postaju drugačije. Do sada nije bilo moguće pronaći dvije identične pahulje.
Boja leda ovisi o njegovoj starosti i može se koristiti za procjenu njegove čvrstoće. Oceanski led je bijele boje u prvoj godini svog života jer je zasićen mjehurićima zraka, od čijih se stijenki svjetlost odmah reflektira, bez vremena da se apsorbira. Ljeti se površina leda topi, gubi čvrstoću, a pod težinom novih slojeva koji leže na vrhu, mjehurići zraka se skupljaju i potpuno nestaju. Svjetlo unutar leda putuje dužim putem nego prije i pojavljuje se kao plavkasto-zelena nijansa. Plavi led je stariji, gušći i jači od bijelog "pjenastog" leda zasićenog zrakom. Polarni istraživači to znaju i odabiru pouzdane plave i zelene sante leda za svoje plutajuće baze, istraživačke stanice i ledene zračne luke. Postoje crne sante leda. Prvi tisak o njima pojavio se 1773. Crna boja santi leda uzrokovana je aktivnošću vulkana - led je prekriven debelim slojem vulkanske prašine, koju ne ispire čak ni morska voda. Led nije jednako hladan. Postoji vrlo hladan led, s temperaturom od oko minus 60 stupnjeva, to je led nekih antarktičkih ledenjaka. Led grenlandskih ledenjaka mnogo je topliji. Njegova temperatura je oko minus 28 stupnjeva. Vrlo "topli led" (s temperaturom od oko 0 stupnjeva) nalazi se na vrhovima Alpa i skandinavskih planina.
Gustoća vode je najveća pri +4 C i jednaka je 1 g/ml; smanjuje se snižavanjem temperature. Kada se voda kristalizira, gustoća leda je jednaka 0,91 g/cm3. Zbog toga je led lakši od vode i kada se rezervoari zalede, led se nakuplja na vrhu, a na dnu rezervoara ima više gušće vode. s temperaturom od 4 ̊ C. Slaba toplinska vodljivost leda i Snježni pokrivač koji ga pokriva štiti rezervoare od smrzavanja do dna i time stvara uvjete za život stanovnika rezervoara zimi.
Ledenjaci, ledene ploče, permafrost i sezonski snježni pokrivač značajno utječu na klimu velikih regija i planeta u cjelini: čak i oni koji nikada nisu vidjeli snijeg osjećaju dah njegovih masa nakupljenih na Zemljinim polovima, na primjer, u obliku dugoročnih fluktuacija razine Svjetskog oceana. Led je toliko važan za izgled našeg planeta i ugodno stanište živih bića na njemu da su znanstvenici za njega izdvojili posebno okruženje - kriosferu, koja se proteže visoko u atmosferu i duboko u zemljinu koru. Prirodni led je obično mnogo čišći od vode, jer... topljivost tvari (osim NH4F) u ledu izrazito je mala. Ukupne rezerve leda na Zemlji iznose oko 30 milijuna km 3. Većina leda koncentrirana je na Antarktici, gdje debljina njegovog sloja doseže 4 km.
Stvaranje leda uvijek je povezano s pojavom faznog sučelja. Rad Lk utrošen u ovom slučaju uglavnom se troši na svladavanje međufazne površinske napetosti primarne jezgre kristala leda, čija je vjerojatnost pojave određena zakonima statističke fizike.
Kristalizaciju vode obično karakteriziraju dva glavna čimbenika povezana s njezinim prehlađenjem: brzina nukleacije centara kristalizacije wi i linearna brzina kristalizacije o>2.
Viskozne tekućine s minimalnim vrijednostima W \ i Shr, čak i pri relativno niskoj brzini hlađenja, mogu se prenijeti u čvrsto amorfno (staklasto) stanje, zaobilazeći kristalizaciju. Voda niske viskoznosti s visokim vrijednostima W\ i w2 za takav prijelaz zahtijeva vrlo visoku brzinu hlađenja (>4000°C/s) kako bi se “preskočila” temperaturna zona maksimalne koistalizacije.
Prema Frenkelu G112], čak iu apsolutno čistoj slobodnoj tekućini, ako je dovoljno prehlađena, mogu se zbog fluktuacija pojaviti kristalne jezgre kritične veličine, koje pod povoljnim uvjetima postaju centri kristalizacije. Za razvoj kristalizacije potrebno je da broj kristala koji nastaju bude veći od broja kristala koji se razaraju. Pretpostavka da voda u predkristalizacijskom stanju sadrži mnogo jezgri krute faze donekle je potvrđena, na primjer, anomalnim povećanjem brzine zvuka u vodi na temperaturi od oko 0 °C.
Praktično, klice kristalizacije vode su minorne krute nečistoće koje su uvijek prisutne u njoj, a koje dodatno smanjuju međupovršinsku napetost i rad kristalizacije Ak. Za poticanje kristalizacije u prehlađenoj vodi (i vodenoj pari) najučinkovitije su mikrosjemenke napravljene od leda ili od tvari praktički izomorfne ledu, na primjer, srebrov jodid (Agl).
Tijekom kristalizacije (i otapanja) leda, električna razlika potencijala uvijek nastaje na faznoj granici kao rezultat djelomične polarizacije, a jakost toKa postavlja se proporcionalno brzini fazne transformacije. Kristalizacija vode vezane, na primjer, kapilarom, zahtijeva preliminarno obnavljanje odgovarajuće strukture vode, uključujući vodikove veze prekinute kapilarom.
U uobičajenom slučaju, unutarvodeni kristali leda nastali u zonama dovoljno prehlađene vode, uz simetriju medija i prijenosa topline, rastu u smjerovima svojih optičkih osi. U tom se slučaju rast kristala događa skokovito i najsnažnije na vrhovima i rubovima, tj. tamo gdje ima više nezasićenih veza.
Tijekom kristalizacije vode, koja zahtijeva njezino prehlađenje, temperatura faze u nastajanju - zametka unutarvodenog kristala leda - načelno je jednaka temperaturi fazne transformacije od 0°C. Oko nastalih jezgri kristala leda, zbog oslobađanja topline kristalizacije, dolazi do temperaturnog skoka, uklanja se lokalno superhlađenje vode, a pojedine jezgre leda koje su nastale mogu se rastopiti. Stoga je za održavanje procesa stvaranja leda potrebno kontinuirano odvođenje topline kristalizacije. Na 0°C može doći do dinamičke ravnoteže leda i vode.
Proces kristalizacije površinskog leda lokaliziran u graničnom sloju prehlađene vode. Prema Costi, superhlađenje vode tijekom formiranja površinskog leda je funkcija linearne brzine kristalizacije vode na ohlađenoj površini i kreće se od -0,02° do -0,11° C pri brzinama od 2 do 30 mm/min. U tom slučaju temperatura natopljene površine leda treba biti ispod 0°C.
Tijekom kristalizacije voda se pretvara u led – novu, termodinamički stabilniju fazu. Djelomično se događa i obrnuta transformacija tvari, ali prevladava prijelaz molekula u čvrstu fazu. Obnavljanje (prema Popleu - ravnanje) vodikovih veza i drugi fenomeni koji se događaju u slučaju kristalizacije mijenjaju kvarcnu strukturu tekuće vode u manje gustu strukturu leda.
Budući da je kod uobičajene tridimitne strukture leda svaka njegova molekula povezana s tri molekule svog strukturnog sloja i jednom molekulom susjednog sloja, tada je koordinacijski broj molekula u ledu četiri. Promjene niza fizikalnih svojstava vode tijekom hlađenja i smrzavanja jasno odražavaju transformacije u njezinoj strukturi.
Dakle, u slučaju rashladne vode pri normalnom tlaku od 0,101325 MPa od temperature t = 4 ° C (277,15 K) do * = 0 ° C (273,15 K), njezina gustoća pada s 1000 na 999,9 kg/m3, a kada se pretvori u led dalje se smanjuje na 916,8 kg/m3 (rl « «917 (1-0,00015 t). Prema proračunima, omjer mase 1 mola vode i leda je 18,02: 19,66 «0,916.
Tijekom kristalizacije vode, za koju je potrebno odvođenje specifične topline hl = 334 kJ/kg, mijenja se toplinski kapacitet od sv = 4,23 do sv = 2,12 kJ/ (kg-K), a toplinska vodljivost od Rav = 0,55 do Rav53 = 2,22 W/ (m K). U usporedbi s vodom, led ima prosječnu dielektričnu konstantu 30 puta manju, a električnu vodljivost 500 puta ili više.
Anomalan pad gustoće vode uglavnom je uzrokovan smanjenjem kompaktnosti prosječnog rasporeda molekula. Osobine vode i leda, posebice, objašnjavaju se promjenama relativnih količina molekula s privremeno fiksnim položajem i molekula koje se kreću, kao i utjecajem vodikovih veza, šupljina u strukturama i polimerizacije molekula.
Monokristali leda koji nastaju tijekom kristalizacije vode nemaju idealnu kristalnu rešetku zbog neizbježnih strukturnih defekata, posebice tipa dislokacija (smicanja) uzrokovanih poremećajem pakiranja molekula i izmjenom atomskih ravnina.
Toplinsko gibanje uzrokuje dislokacijski bijeg pojedinačnih mikročestica u međuprostore kristalnih rešetki i stvaranje praznina ("rupa") u kristalnoj strukturi, sličnih prazninama koje se nalaze u tekućinama, posebice u vodi. Vjeruje se da su dislokacijski defekti jedan od razloga visoke plastičnosti leda, o čemu ovisi dugotrajna čvrstoća ledenih hladnjaka. Led se obično kristalizira u heksagonalnom sustavu poput tridimita. Međutim, na temperaturama ispod -120° C, parni led ima kubičnu strukturu poput dijamanta. Na temperaturama nižim od -160° C i velikom brzinom hlađenja, para se u vakuumu pretvara u staklasti, gotovo amorfni led gustoće 1300-2470 kg/m3. Monokristali intra-vodenog i površinskog leda nastaju tijekom superhlađenja iz molekula vode s minimalnom energijom.
Prema Altbergu, prirodni unutarvodni (pridneni) led nastaje u rijeci zbog konvektivnog prijenosa prehlađene površinske vode u tok i njezine naknadne kristalizacije uglavnom na zrncima pijeska i drugim čvrstim predmetima.
U slučaju stvaranja površinskog leda u rezervoaru, pojedinačni monokristali leda koji nastaju na atmosferskim temperaturama obično ispod 0°C spajaju se, posebno, u igličaste vodoravne kristale, koji se sijeku dok rastu i stvaraju rešetku. Praznine ledene rešetke ispunjene su pojedinačnim kristalima, također udruženim u kristalite, koji dovršavaju završnu fazu formiranja kontinuirane kore polikristalnog leda, uglavnom s kaotičnim rasporedom kristala. S jakim noćnim toplinskim zračenjem s površine mirne vode može se stvoriti ledena kora čak i pri pozitivnim temperaturama.
Na daljnji rast kristala početne ledene kore utječu susjedni kristali. U ovom slučaju, zbog anizotropije rasta, prevladava razvoj kristala dvije vrste: a) s vertikalnim optičkim osima okomitim na površinu stvaranja leda - u mirnoj vodi s relativno velikim gradijentom temperature i b) s horizontalnim osima paralelno s površinom stvaranja leda – u vodi koja se giba i njezina približna izoterma.
Uz ishranu, rastući kristali pokazuju takozvanu silu kristalizacije, koja odbija prepreke. Sporom kristalizacijom i dobrom cirkulacijom slatke vode, većina vodenih nečistoća se istiskuje i nastaje proziran led zelenkasto-plave boje. Led se uglavnom formira s pravilno orijentiranim velikim kristalitima u obliku prizme promjera reda nekoliko milimetara i s relativno malom količinom nečistoća. Uz brzu kristalizaciju i slabu cirkulaciju vode, led je neproziran, bijel (mat led) iu ovom slučaju je tijelo s kaotičnim rasporedom izraslina malih kristala, obično promjera manjeg od 1 mm, isprepletenih s krutim, tekućim i plinovitim (zrak) primjesama. Tijekom brze kristalizacije vode s povećanom količinom nečistoća, one se ponekad nalaze ne samo između kristala, već i na bazalnim ravninama unutar njih. Slojevi između kristalita uvijek sadrže mnogo više nečistoća nego slojevi između pojedinačnih kristala. U posebnom slučaju riječnog leda, međukristalni slojevi imaju debljinu reda veličine 3 mikrona na temperaturi smrzavanja od -2° C do 0,3 mikrona na temperaturi od oko -20° C. Primijećeno je da veličina kristala leda iz vode s primjesom soli topivih u vodi obrnuto je proporcionalna brzini smrzavanja i koncentraciji soli
Ako se led ne formira na ravnoj površini vode, već u vrlo malim kapljicama vode, prisutnim, na primjer, u oblacima, gdje može doći do značajnog superhlađenja vode (do -40 ° C i niže), tada može početi njegova kristalizacija ne izvana, nego iznutra pada gdje nastaje led u unutrašnjosti. Velike kapi vode nakon hipotermije obično se počnu smrzavati vani.
Kada se slatka voda kristalizira, rastuća ledena fronta je gotovo glatka. U ovom slučaju, voda, koja sadrži oko 40 g zraka po toni na O9 C (na 30 ° C - samo 20 g), tijekom kristalizacije, kada se front pomiče, ispušta zrak u ekstra- ili međukristalni prostor.
Kada se slana voda kristalizira (počinje na temperaturi određenoj sastavom i koncentracijom soli), rastuća fronta leda je gruba, s izbočinama, čiji se vrhovi nalaze u zonama najniže koncentracije soli. Prva kristalizira voda koja je hidratacijom slabije vezana za ione soli. Nakon toga, ioni soli mogu biti dehidrirani do jednog ili drugog stupnja i soli će ispasti iz otopine u skladu sa svojom topljivošću. U tom slučaju mogu nastati kristalni hidrati koji odgovaraju temperaturi. U ledu s nečistoćama topivim u vodi, potonje se uglavnom nalaze u stanicama kristala, što je važno, na primjer, u proizvodnji leda salamure.
Kada se led formira među ostalim strukturama, obično dolazi do njihove deformacije, posebno u slučaju smrzavanja vlažnog tla ili vode u poroznom zerotoru. Najmanje deformacije osigurava se brzim i ravnomjernim stvrdnjavanjem vode u biološkim medijima s krioprotektorima (glicerin, itd.). U ovom slučaju, jedan dio vode je "vitrificiran", a drugi se veže ili formira mikrokristale, koji se nalaze uglavnom izvan bioloških stanica. Poseban proces je kristalizacija leda sublimacijom iz pare (i obrnuta pojava od sublimacije pri isparavanju leda).
Za rad hladnjaka za led važno je i isparavanje ledenih barijera i stvaranje sublimacijskog leda u obliku “snježnog omotača”. Na dovoljno niskim temperaturama, sublimirani led se formira kao snježne pahulje, na primjer u visokim oblacima. Kristalizacija atmosferskog leda u obliku snijega počinje na sjemenkama, u ovom slučaju česticama prašine. Nastanak i rast kristalnih snježnih pahulja, koje se sastoje od običnog ili sublimiranog leda, povezani su s temperaturom, tlakom i vlagom atmosfere. Na tlo se spuštaju samo velike pahulje koje su se kristalizirale i dosegle kritičnu masu.
Treba napomenuti da je rast velikih snježnih pahulja na račun malih kristala i kapi povezan s povećanim tlakom vodene pare za male kristale i kapi. Elastičnost pare ovisi o zakrivljenosti i površinskoj napetosti kapljica vode ili kristala leda. Umjetno unošenje sjemena za stvaranje leda u oblake već je praktično korišteno u regiji Dnjepar za zasnježivanje ozimih usjeva tijekom zima s malo snijega.
Topljenje leda. Nastanku leda prethodi jedno ili drugo superhlađenje vode, a taljenje je proces prethodnog taljenja koji praktički nije povezan s pregrijavanjem krute faze, budući da se s površine led pri normalnom tlaku počinje topiti na temperaturi (GS (273,15 K) Tijekom topljenja, za razliku od kristalizacije, značajna sila površinske napetosti vode se ne prevlada. Daleki poredak molekula svojstven ledu se mijenja u kratkodometni poredak karakterističan za vodu.
Unutarnja energija se povećava kada se led topi. Na temelju specifične topline taljenja leda od 334 kJ/kg i topline sublimacije od 2840 kJ/kg, koja karakterizira kidanje svih molekularnih veza, stupanj slabljenja molekularnih veza tijekom taljenja može se uzeti za 12%. Od toga, približno 9% su vodikove veze, a samo 3% su van der Waalsove veze.
Kad se led otopi, vrijeme u kojem molekule ostaju u ravnotežnom položaju dramatično se mijenja. Aktivacijska energija (potencijalna barijera) E se smanjuje, jer je E vode manji od E leda. Uvijek prisutni nedostaci u strukturi kristalne rešetke i nečistoće dodatno smanjuju energiju aktivacije. Topljenje leda obično počinje s njegove površine, na plohama i rubovima kristala, kao i na mjestima nečistoća koje su klice topljenja. Površina leda koji se topi uvijek je mikrohrapava.
Najteži proces je topljenje leda u drugim strukturama, primjerice u slučaju zaleđenog tla. Soli topljive u vodi u ledu pomažu da se otopi i izvana i iznutra.
Mora se naglasiti da svježi otopljeni led privremeno zadržava neke fizikalne značajke koje su bliže ledu nego vodi s temperaturom blizu nule. Molekularna svojstva svojstvena ledu privremeno se prenose na otopljenu vodu, što očito “određuje njegovu povećanu biološku aktivnost. Električni procesi tijekom otapanja leda, kao i posebna aktivnost leda i svježe otopljene vode mogu utjecati, na primjer, na prehrambene proizvode ohlađene. otapanje leda Tehnološki je također važno da otapanje leda dobro upija mnoge plinove, a time i mirise.
Fizika i kemija vode i leda detaljnije su obrađena u monografijama Fritzmana, Dorseyja i Fletchera, posebice proces taljenja u djelu Ubbelohdea, struktura vode i leda u djelima Shumskog, Zatsepine, Eisenberga i Kautzmana. .
