冰的特點是什麼自然特徵
冰是固態水12種結晶形態之一,傳遞冷,溫度低。下面是本站小編給大家整理的冰的特點,希望能幫到大家!
冰的特點水的熱脹冷縮是反常的,水在低於4度時熱縮冷脹,導致密度下降,而大於4度時,則恢復熱脹冷縮。這是水最重要也是最奇特的特性之一。
這是保障生物存在的很重要的一點,當水結冰的時候,冰的密度小,浮在水面,可以保障水下生物的生存。當天暖的時候,冰在上面,也是最先解凍。但如果冰的.密度比水大,冰會不斷沉到水下,天暖的時候也不會解凍,來年上面的水繼續冰凍,直到所有的水都成了冰,那所有的水生生物都不會存在了。
冰的簡介晶體結構
冰是無色透明的固體,分子之間主要靠氫鍵作用,晶格結構一般爲六方體,但因應不同壓力可以有其他晶格結構。密度比水小。
熔點
在常壓環境下,冰的熔點爲0℃。0℃水凍結成冰時,體積會增大約1/9(水體積最小時爲4℃)。據觀測,封閉條件下水凍結時,體積增加所產生的壓強可達2500大氣壓。
冰的熔點與壓強存在着一種奇妙的關係:在2200大氣壓以下,冰的熔點隨壓力的增大而降低,大約每升高130個大氣壓降低1攝氏度;超過2200大氣壓後,冰的熔點隨壓力增加而升高:3530大氣壓下冰的熔點爲-17℃,6380大氣壓下爲 0℃,16500大氣壓下爲 60℃,而20670大氣壓下冰在76℃時才熔化,稱爲名副其實的“熱冰”。冰在0℃下密度爲0.917 g/cm³,而水的密度正常爲1.00g/cm³,所以冰會浮於水上。
融化
冰是水在自然界中的固體形態,在常壓環境下,溫度高於零攝氏度時,冰就會開始融化,變爲液態水。日本一個研究小組發現,冰開始融化的時候,是以結晶內的一個水分子開始脫離結晶爲契機,相關機制有助於弄清含水的蛋白質出現結構變化的機制。
如果用電燈等的強光照射,冰的內部就會融化,浮現出稱爲“冰花”的類似雪結晶的形狀。來自日本分子科學研究所和岡山大學的研究人員爲了調查冰從內部開始融化的現象,利用計算機演算了由約1000個水分子形成的冰被加熱時將發生什麼變化。
冰的結晶是水分子呈六角形規則排列的結構。加熱之後,首先是一個水分子從結晶脫離,開始自由運動,而這個水分子並不會回到原來的位置,從而導致結晶出現歪曲。而結晶一旦出現歪曲,就會逐漸擴大,最終整個結晶分崩離析,變爲液體形態。
特殊的冰熱冰:除了前面提到高壓下形成的熱冰之外,重水(D2O)在3.8℃時結冰,成爲另一種形式的“熱冰”。
水是一種特殊的液體。它在4℃時密度最大。溫度在4℃以上,液態水遵守一般熱脹冷縮規律。4℃以下,原來水中呈線形分佈的縮合分子中,出現一種像冰晶結構一樣的似冰締合分子,叫做"假冰晶體"。因爲冰的密度比水小,“假冰晶體”的存在,降低了水的密度,這就是爲什麼水在4℃時密度最大,低於4℃密度又要減小的祕密。
人類已經能夠在實驗室裏製造出八種冰的晶體。但只有天然冰能在自然條件下存在,其它都是高壓冰,在自然界不能穩定存在。
天然冰中水分子的締合是按六方晶系的規則排列起來的。所謂結晶格子,最簡單的例子是緊密地堆砌的磚塊,如果在這些磚塊的中心處代之以一個假設的原子,便得到了一個結晶格子。冰的晶格爲一個帶頂錐的三棱柱體,六個角上的氧原子分別爲相鄰六個晶胞所共有。三個棱上氧原子各爲三個相鄰晶胞所共有,二個軸頂氧原子各爲二個晶胞所共有,只有中央一個氧原子算是該晶胞所獨有。
注:一般被稱爲乾冰的物質實際是二氧化碳的固體狀態,與水和冰沒有關係。
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