Lód
Lód jest wspólną nazwą dla zamrożonej wody. Inne ciecze, takie jak amoniak, metan lub mleko, mogą być nazywane lodem, gdy zamarzają, ale nazywa się je na przykład "lodem mlecznym", a nie po prostu "lodem". Ciekła woda staje się stałym lodem, gdy jest bardzo zimna. Temperatura zamarzania wynosi 0° Celsjusza (32° Fahrenheita lub 273 kelwiny).
Lód jest powszechnie wytwarzany w domowej lodówce lub zamrażarce. Jeśli wodę włoży się do zamrażarki i zostawi na jakiś czas, woda robi się bardzo zimna i zamarza, tworząc lód. Wodę można umieścić w miedzianym (lub innym metalowym) pojemniku, aby szybciej zamarzła w lód. Metale są dobrymi przewodnikami ciepła, więc woda może zamarzać szybciej niż w plastikowej kuwecie do lodu.
Lód w koszyku
Kryształki lodu na szkle
Jak powstaje lód
W odróżnieniu od innych cieczy, woda rozszerza się podczas zamarzania, stając się lodem; dlatego lód unosi się na wodzie, ponieważ ma mniejszą gęstość niż woda. Jest to bardzo niezwykłe - prawie każda inna ciecz staje się bardziej gęsta w miarę stygnięcia; lód wodny jest jednak ważnym wyjątkiem. Ciekła woda rozszerza się o około 9%, gdy staje się lodem - zajmuje więcej miejsca. Dzieje się tak dlatego, że cząsteczki wody zamiast zbliżać się do siebie, znajdują się dalej od siebie. Cząsteczki w krysztale lodu są ułożone w taki sposób, że mają mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym.Jeśli woda w instalacji wodno-kanalizacyjnej zamarznie, może spowodować pęknięcie rury wodnej. Woda w szklanych butelkach może spowodować ich eksplozję, gdy zamarznie. Woda zamarzająca w pęknięciach skał może się rozszerzyć na tyle, by rozszczepić twarde skały; jest to ważny proces wietrzenia geologicznego, który może zniszczyć góry i przekształcić skały w glebę.
Kiedy materiały są schładzane, ich cząsteczki mniej wibrują i zwijają się razem. Kiedy większość materiałów osiąga temperaturę zwaną punktem zamarzania, cząsteczki tworzą krystaliczne ciało stałe - chociaż niektóre materiały (takie jak szkło i smoła) w ogóle nie krystalizują, ale tworzą super sztywne ciecze, które wydają się być ciałem stałym. Tylko hel nie zamarza; wszystkie inne substancje zamarzają, jeśli są wystarczająco zimne, ale płyny takie jak olej spożywczy, płyn niezamarzający, benzyna, azot itp. zamarzają w temperaturach, których większość ludzi nie doświadcza.
Słona woda
Słona woda potrzebuje niższej temperatury do zamarznięcia niż czysta woda. Powstały w ten sposób lód zawiera znacznie mniej soli niż słona woda, z której powstał. Fakt ten był czasem wykorzystywany do odsalania wody. Słony lód nie jest tak mocny jak zamrożona czysta woda. Podobnie posypywanie lodu solą powoduje jego topnienie, jeśli nie jest zbyt zimno: sól stopniowo wnika w lód, tworząc solankę, która nie zamarza w tej temperaturze.
Geograficzne położenie lodu
Ponieważ lód unosi się na wodzie, nawet duże zbiorniki wodne, które zamarzają, jak niektóre oceany, tworzą lód tylko na powierzchni. Większość jezior nigdy nie zamarza do samego dna. Nawet najzimniejsze oceany, takie jak Ocean Arktyczny, zamarzają tylko na powierzchni, pozostawiając ciekły ocean krążący poniżej. Z tego powodu oceany Ziemi są w stanie redystrybuować ciepło, a klimat Ziemi ma mniej ekstremów ciepła i zimna niż w przeciwnym wypadku. Gdyby lód miał tonąć zamiast pływać, oceany wypełniłyby się lodem od spodu, pozostałyby stałe i tylko część wierzchu uległaby rozmrożeniu. Stały ocean nie cyrkulowałby ciepła. Ale ponieważ lód unosi się na powierzchni, woda pod nim może nadal krążyć, a lód na powierzchni pozostaje odsłonięty i łatwo topi się, gdy temperatura wzrasta.Duże bryły lodu na lądzie nazywane są lodowcami. Na Antarktydzie znajduje się większość światowego lodu.
Epoki lodowcowe
Zmiany klimatyczne zachodzą cały czas. Kiedy jest bardzo zimno, nazywa się to epoką lodowcową. Podczas epok lodowcowych bardzo duże obszary Ziemi pokryte są lodem, śniegiem i lodowcami. Przyczyny powstawania epok lodowcowych są złożone, czyli trudne do zrozumienia. Globalne ocieplenie ma obecnie wpływ na zasoby lodu na Ziemi, a jego przyczyny są również bardzo złożone.
Suchy lód
Istnieje również "suchy lód"; jest to zamrożony dwutlenek węgla. Suchy lód wystawiony na działanie normalnego powietrza wydziela gazowy dwutlenek węgla, który jest bezwonny i bezbarwny. Gaz ten jest tak zimny, że kiedy miesza się z powietrzem, schładza parę wodną w powietrzu do postaci mgły, która wygląda jak gęsty biały dym. Jest on często używany w teatrze do tworzenia sztucznej mgły lub dymu.
Suchy lód po włożeniu do wody
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest lód?
O: Lód to potoczna nazwa zamarzniętej wody.
P: Czy inne płyny mogą być nazywane lodem?
O: Tak, inne ciecze, takie jak amoniak, metan lub mleko, mogą być nazywane lodem, gdy zamarzają, ale zwykle są nazywane ich specyficznymi nazwami, takimi jak "lód mleczny".
P: Kiedy ciekła woda zamienia się w stały lód?
O: Ciekła woda staje się stałym lodem, gdy jest bardzo zimna, a jej temperatura osiąga punkt zamarzania 0°C.
P: Jak wytwarza się lód w domu?
O: Lód jest zwykle wytwarzany w domowej lodówce lub zamrażarce. Jeśli woda zostanie umieszczona w zamrażarce i pozostawiona na jakiś czas, woda stanie się bardzo zimna i zamarznie na stałe, tworząc lód.
P: Czy materiał, z którego wykonany jest pojemnik ma wpływ na czas zamarzania wody w lód?
O: Tak, wodę można umieścić w miedzianym (lub innym metalowym) pojemniku, aby szybciej zamarzła w lód. Metale są dobrymi przewodnikami ciepła, więc woda może zamarznąć szybciej niż w plastikowej tacce na lód.
P: Jaka jest temperatura zamarzania wody?
O: Temperatura zamarzania wody wynosi 0°C (32°F lub 273K).
P: Dlaczego niektóre ciecze mają różne nazwy, gdy zamarzają?
O: Niektóre ciecze mają różne nazwy, gdy zamarzają, takie jak "lód mleczny", ponieważ są one zwykle mieszane z innymi składnikami, które wpływają na ich właściwości podczas zamarzania.
