Какая плотность у льда: Плотность воды и льда. Что больше и почему?

Плотность воды и льда. Что больше и почему?

Ещё со школьной скамьи все знают о том, что лёд не тонет в воде. Но в чём же причина, ведь, по логике, он должен быть тяжелее, чем вода. Всё дело в том, что на самом деле плотность льда меньше, чем плотность воды. Как такое возможно? Попробуем разобраться.

Почему плотность льда меньше плотности воды?

Почему вода в своём твёрдом состоянии (лёд) легче, чем вода в жидком состоянии? Ведь должно быть наоборот: при переходе из жидкого состояния в твёрдое плотность вещества должна увеличиться, а объём при этом уменьшиться. Это известно всем из школьного курса физики. Исключение составляет обычная вода. Когда она замерзает и переходит в состояние льда, то плотность её при этом уменьшается. А причина – в так называемых водородных связях. Кристаллическая решётка льда похожа на соты, в каждом из шести углов расположены молекулы воды, соединённые водородными связями. Расстояние между молекулами воды в твёрдом состоянии больше, чем в жидком, где они перемещались свободно и могли сближаться.

Что больше, плотность льда или воды: исключение из правил

Итак, мы выяснили, почему плотность льда меньше плотности воды. Но существует ещё одна интересная закономерность. Если воду охлаждать не сразу, а постепенно, то вплоть до температуры +4оС вещество действительно становится плотнее. То есть, на этом этапе никаких отклонений от нормы мы не наблюдаем. А пройдя эту отметку, вода становится легче и, в конце концов, образуется лёд, плотность которого меньше, чем плотность воды. Впервые на это необычное свойство обратил внимание ещё Галилео Галилей.

Причём после того, как температура воды становится ниже отметки +4оС, плотность падает скачкообразно – сразу на 8%. Насколько же различаются плотность воды и льда? Если принять плотность воды за единицу, то плотность льда будет составлять 0,91.

Что нужно знать?

После замерзания объём воды увеличивается на 9%. Именно это становится причиной того, что замёрзшая в трубах вода «рвёт» их.

Но если на коммунальном хозяйстве такие свойства воды сказываются крайне негативно, то обитателям водоёмов они спасают жизнь. Даже в самые холодные зимы озёра и пруды не промерзают до дна. Нижние слои воды охлаждаются до 4о, а верхние слои превращаются в лёд. Плотность льда меньше плотности воды, поэтому он не опускается на дно, позволяя водяным жителям перезимовать. Кроме того, в толще льда ещё и остаются воздушные пузырьки, они делают плотность льда ещё меньше, как и сам вес ледяной пластины.

Наглядно продемонстрировать, например, ребёнку, что вода расширяется при замерзании можно при помощи простого опыта. Достаточно налить воды в пластиковый стаканчик и оставить его на морозе. Через несколько часов можно наблюдать результат: стаканчик будет разорван или деформирован.

Ещё один интересный опыт, который понравится детям: возьмите пластиковую трубочку для коктейля, плотно залепите пластилином, и залейте туда воду, отметив маркером уровень. Поставьте трубочку в морозилку. Когда вода замёрзнет, будет видно, что уровень находится выше, чем первоначальный.

Плотность морской воды

Как ведёт себя пресная вода при замерзании, мы разобрались. А вот с морской водой всё немного по-другому. Дело в том, что она представляет собой фактически раствор солей (35 г слой содержится в 1 литре морской воды). Максимума своей плотности она достигает при температуре -3,5оС, но замерзает уже при -1,9 °C.

Самая чистая вода

Уникальные свойства льда не ограничиваются его молекулярной структурой. Достаточно распространено мнение о пользе для здоровья именно талой воды. Однако учёные с сомнением относятся к «чудодейственным» свойствам такой воды. Ведь во время таяния льда его кристаллическая структура практически сразу разрушается, а значит, межмолекулярные связи становятся таким же, как и у обычной воды.

Если вы заботитесь о своём здоровье, то лучше установить качественную систему очистки водопроводной воды. А перед этим сдать воду на анализ. Лаборатория «УкрХимАнализ» проведёт анализ водопроводной воды по ключевым показателям (выбирайте пакет «Базовый», «Расширенный» или «Максимальный») и даст необходимые рекомендации, как улучшить её качество.

У Вас есть вопросы или Вам нужна консультация?

Заполните форму и получите бесплатную консультацию!

Читайте похожие статьи:

Аномальная плотность льда и воды

Вода – загадочная жидкость. Это связано с тем, что большинство ее свойств являются аномальными, т.е. отличными от других жидкостей. Причина кроется в ее особой структуре, которая обусловлена водородными связями между молекулами, изменяющимися с температурой и давлением. Этими уникальными свойствами обладает и лед. Стоит сказать, что определение плотности возможно осуществить по формуле ρ = m/V. Соответственно, данный критерий возможно установить через исследование массы вещества среды на единицу объема.

Давайте рассмотрим некоторые свойства льда и воды. Например, аномалия плотности. После таяния плотность льда увеличивается, проходя через критическую отметку в 4 градуса, и только после этого начинает уменьшаться с ростом температуры. Вместе с тем в обычных жидкостях она всегда уменьшается в процессе похолодания. Этот факт находит вполне научное объяснение. Чем выше температура, тем скорость молекул больше. Это приводит к расталкиванию их друг другом, и, соответственно, вещество становится более рыхлым. Загадка воды состоит и в том, что, несмотря на увеличение скорости молекул при повышении температуры, понижение ее плотности происходит только при высоких температурах.

Вторая загадка заключается в вопросах: «Почему лед может плавать на поверхности воды?», «Почему она в реках не замерзает до дна?» Дело в том, что плотность льда оказывается ниже,  чем у воды. А в процессе плавления любой другой жидкости ее плотность оказывается меньшей, нежели у кристалла. Это связано с тем, что в последнем молекулы обладают некой периодичностью и расположены регулярно. Это характерно для кристаллов любых веществ. Однако, кроме этого, у них молекулы «упакованы» достаточно плотно. В процессе плавления кристалла регулярность исчезает, что возможно только при менее плотной связи молекул. Соответственно, плотность вещества уменьшается в процессе плавления. Но меняется этот критерий совсем немного, например, при плавке металлов он понижается в среднем всего на 3 процента. Однако плотность льда меньше плотности воды сразу на десять процентов. Поэтому можно говорить о том, что этот скачок аномален не только своим знаком, но еще и величиной.

Объясняются данные загадки особенностями структуры льда. Она представляет собой сетку водородных связей, где в каждом узле их четыре штуки. Поэтому сетку называют четверной. Все углы в ней равны qT, поэтому она носит название тетраэдрической. Более того, она состоит из шестичленных колец изогнутой формы.

Особенностью структуры твердой воды является то, что упакованы молекулы рыхло в ней. Если бы они находились в тесной взаимосвязи, то плотность льда была бы равна 2,0 г/см3, а в реальности она составляет 0,92 г/см3. Из этого должен был следовать вывод, что наличие больших пространственных объемов должно привести к появлению неустойчивости. На самом деле сетка не становится менее крепкой, но она может перестраиваться. Лед — настолько крепкий материал, что еще предки современных эскимосов учились строить из него свои хижины. И по сей день жители Заполярья используют ледобетон как строительный материал. Соответственно, при повышении давления структура льда меняется. Именно в этой устойчивости состоит главное свойство водородных связей сеток между молекулами Н2О. Соответственно, каждая водяная молекула и в жидком состоянии сохраняет четыре связи водорода, но при этом углы становятся отличными от qT, это и приводит к тому, что плотность льда меньше, чем у воды.

Плотность твердого льда в 285 единицах плотности

Результаты поиска включают ссылки на различные страницы калькулятора, связанные с каждым найденным элементом. Используйте * в качестве подстановочного знака для частичного совпадения или заключите строку поиска в двойные кавычки («») для точного совпадения.

Поиск:

Точность: 0123

  • Лед твердый весит 0,919 грамм на кубический сантиметр или 919 килограмм на кубический метр , т. е.0014 лед, твердый   равен 919 кг/м³. В имперской или американской системе измерения плотность равна 57,371 фунтов на кубический фут [фунт/фут³] или 0,5312 унций на кубический дюйм [унций/дюйм³].
  • Закладки :  [  вес к объему  | объем к весу  | цена | плотность ]
  • Плотность  Лед, твердый в нескольких выбранных единицах измерения плотности:
  • Плотность  Лед, твердый   г см3 = 0,92 г/см=
  • Плотность ICE, твердое вещество г мл = 0,92 г/мл
  • Плотность ICE, твердое вещество г мм3 = 0,00092 г/мм
  • /м³
  • Плотность ICE, сплошной фунт в 3 = 0,033 фунта/в ВНЕ
  • Плотность ICE, твердый фунт FT3 = 57,37 фунт/фут измерения сгруппированы по весу.

ICE, Значения плотности сплошной плотности, сгруппированные по весу и показаны как значение плотности, единица плотности

зерно за . ..
14,18 гр/CM³
14 182.3411175
14 182.3411172
14 182.3411172
14 182.3411175
14 182.3411179
.
401 599.07 gr/ft³
232.41 gr/in³
14 182 337.37 gr/m³
0.01 gr/mm³
10 843 174.86 gr/yd³
14 182.34 gr/l
3 545.58 gr/metric c
212.74 gr/metric tbsp
70.91 gr/metric tsp
14.18 gr/ml
3 355.37 gr/US c
419.37 gr/fl.oz
53 685.99 gr/US gal
6 710,75 GR/PT
13 421,5 GR/US QT
209,71 GR/US TBSP
69, 2
69,
69,
69,
.
0.92 g/cm³
919 g/dm³
26 023.18 g/ft³
15.06 g/in³
919 000 g/m³
0 g/mm³
702 625.91 g/yd³
919 g/l
229.75 g/metric c
13.79 g/metric tbsp
4.6 g/metric tsp
0.92 g/ml
217.42 g/US c
27.17 g/fl.oz
3 478,79 g/US gal
434.85 g/pt
869.7 g/US qt
13.59 g/tbsp
4.53 g/tsp
kilogram per…
0 kg/cm³
0. 92 kg/dm³
26.02 kg/ft³
0.02 kg/in³
919 kg/m³
9.19 × 10 -7 kg/mm³
702.63 kg/yd³
0.92 kg/l
0.23 kg/metric c
0.01 kg/metric tbsp
0 kg/metric tsp
0 kg/ml
0.22 kg/US c
0.03 kg/fl.oz
3.48 kg/US gal
0.43 kg/pt
0.87 kg/US qt
0.01 kg/ TBSP
0 кг/ч. Л.
0,03 long tn/ft³
1.48 × 10 -5 long tn/in³
0. 9 long tn/m³
9.04 × 10 -10 long tn/ ММружи
0,69 Лонг TN/YD³
0 Лонг TN/L
0 LON /метрическая столовая ложка
4.52 × 10 -6 long tn/metric tsp
9.04 × 10 -7 long tn/ml
0 long tn/US c
2.87 × 10 -5 long tn/fl.oz
0 long tn/US gal
0 long tn/pt
0 long tn/US qt
1,34 × 10 -5 long tn/US tbsp
4.46 × 10 -6 long tn/US tsp
microgram per…
919 000 µg/cm³
919 000 000 µg/dm³
26 023 182 025. 4 µg/ft³
15 059 711.82 µg/in³
919 000 000 000 µg/m³
919 мкг/мм³
702 625 914 502 µg/yd³
919 000 000 µg/l
229 750 000 µg/metric c
13 785 000 µg/metric tbsp
4 595 000 µg/metric tsp
919 000 µg/ml
217 424 589.8 µg/US c
27 178 073.7 µg/fl унций
3 478 793 425.82 µg/US gal
434 849 178.69 µg/pt
869 698 357.37 µg/US qt
13 589 036.85 µg/tbsp
4 529 678.94 µg/tsp
milligram per. ..
919 mg/cm³
919 000 mg/dm³
26 023 182.03 мг/фут³
15 059.71 mg/in³
919 000 000 mg/m³
0.92 mg/mm³
702 625 914.5 mg/yd³
919 000 mg/l
229 750 mg/metric c
13 785 mg/metric tbsp
4 595 mg/metric tsp
919 mg/ml
217 424.59 mg/US c
27 174.83 mg/fl.oz
3 478 793.44 mg/US gal
434 849.18 mg/pt
869 698.36 mg/US qt
13 589.04 mg/tbsp
4 529. 68 mg/tsp
ounce per…
0,03 oz/cm³
32.42 oz/dm³
917.94 oz/ft³
0.53 oz/in³
32 416.77 oz/m³
3.24 × 10 -5 oz/mm³
24 784.4 oz/yd³
32.42 oz/l
8.1 oz/metric c
0.49 oz/metric tbsp
0.16 oz/metric tsp
0.03 oz/ml
7.67 oz/US c
1.03 oz/fl.oz
122.71 oz/US gal
15.34 oz/pt
30.68 oz/US qt
0.48 oz/tbsp
0. 16 oz/ чайная ложка
pennyweight per…
0.59 dwt/cm³
590.93 dwt/dm³
16 733.29 dwt/ft³
9.68 dwt/in³
590 930.72 dwt/m³
0 dwt/mm³
451 798.95 dwt/yd³
590.93 dwt/l
147.73 dwt/metric c
8.86 dwt/metric tbsp
2.95 dwt/metric tsp
0.59 dwt/ml
139.81 dwt/US c
17.47 dwt/fl.oz
2 236.92 dwt/US gal
279.61 dwt/pt
559.23 dwt/US qt
8. 74 dwt/US tbsp
2.91 dwt/US tsp
pound per…
0 lb/cm³
2.03 lb/dm³
57.37 lb/ft³
0.03 lb/in³
2 026.05 lb/m³
2.03 × 10 -6 lb/mm³
1 549.02 lb/yd³
2.03 lb/l
0.51 lb/metric c
0.03 lb/metric tbsp
0.01 lb/metric tsp
0 lb/ml
0.48 lb/US c
0.06 lb/fl.oz
7.67 lb/US gal
0.96 lb/pt
1.92 lb/US qt
0. 03 lb/tbsp
0.01 lb/tsp
0
short ton per…
1,01 × 10 -6 Короткий TN/CM³
0 Короткий TN/DM³
0,03 SHORT TN/FT= 0,03 SHORT TN/FT=995 0,03. /дюйм³
1.01 short tn/m³
1.01 × 10 -9 short tn/mm³
0.77 short tn/yd³
0 short tn/l
0 Короткий TN/Метрика C
1,52 × 10 -5 Короткий TN/метрический TBSP
5.07 × 10 -6
5.07 × 10 -6
5.07 × 10 -6
5.07 × 10 -6
5.07 × 10 -6 3333333333333333333333333333333333333333333979007
. 1,01 × 10 -6 short tn/ml
0 short tn/US c
3.22 × 10 -5 short tn/fl.oz
0 short tn /US GAL
0 Шорт TN/PT
0 Короткий TN/US QT
1,5 × 10 -5 1,5 × 100338 -5 1,5 × 100338 -5 1,5 × -5 . 10 -6 короткая тн/США ч.л.
slug per…
6.3 × 10 -5 sl/cm³
0.06 sl/dm³
1.78 sl/ft³
0 sl/in³
62.97 sl/m³
6.3 × 10 -8 sl/mm³
48. 15 sl/yd³
0.06 sl/ л
0.02 sl/metric c
0 sl/metric tbsp
0 sl/metric tsp
6.3 × 10 -5 sl/ml
0.01 sl/US c
0 sl/fl.oz
0.24 sl/US gal
0.03 sl/pt
0.06 sl/ Кварты США
0 sl/tbsp
0 sl/tsp
stone per…
0 st/cm³
0.14 st/dm³
4.1 st/ft³
0 st/in³
144.72 st/m³
1.45 × 10 -7 st/mm³
110. 64 ст/ярд³
0.14 st/l
0.04 st/metric c
0 st/metric tbsp
0 st/metric tsp
0 ST/ML
0,03 ST/US C
0 ST/FL.OZ
0,55 ST/US GAL
0,55 ST/US GAL
0,55 ST/US GAL
0,55 ST/US GAL
0,55. 0,14 ST/US QT
0 ST/US TBSP
0 ST/US TSP
ТОНН ПЕРВАЯ ПЕРВА … 9009
ТОНС FOR … 9009 4
Тон. t/cm³
0 t/dm³
0.03 t/ft³
1.51 × 10 -5 t/in³
0. 92 t/m³
9,19 × 10 -10 t/mm³
0.7 t/yd³
0 t/l
0 t/metric c
1.38 × 10 -5 t/metric tbsp
4.6 × 10 -6 t/metric tsp
9.19 × 10 -7 t/ml
0 t/US c
2,72 × 10 -5 t/fl.oz
0 t/US gal
0 t/pt
0 t/US qt
1.36 × 10 -5 t/tbsp
4.53 × 10 -6 t/tsp
troy ounce per…
0.03 oz t/cm³
29.55 oz т/дм³
836,66 oz t/ft³
0. 48 oz t/in³
29 546.54 oz t/m³
2.95 × 10 -5 oz t/mm³
22 589.95 oz t/yd³
29.55 oz t/l
7.39 oz t/metric c
0.44 oz t/metric tbsp
0.15 унция т/метрическая чайная ложка
0.03 oz t/ml
6.99 oz t/US c
0.87 oz t/fl.oz
111.85 oz t/US gal
13.98 oz t/pt
27.96 oz t/US qt
0.44 oz t/US tbsp
0.15 oz t/US tsp
тройской фунт за…
0 troy/cm³
2. 46 troy/dm³
69.72 troy/ft³
0.04 troy/in³
2 462.21 troy/m³
2.46 × 10 -6 troy/mm³
1 882.5 troy/yd³
2.46 troy/l
0.62 troy/metric c
0.04 troy/metric tbsp
0.01 troy/metric tsp
0 troy/ml
0.58 troy/US c
0.07 troy/fl.oz
9.32 troy/US gal
1.17 troy/pt
2.33 troy/US qt
0.04 troy/US tbsp
0.01 troy/US tsp

9196 гран (гр) ) 91 91
Ice, solid density values ​​in 285 units of density, in the form of a matrix
Density = weight ÷ volume microgram (µg) миллиграмм (мг) грамм (г) килограмм (кг) тонна (т) унций (унция) фунт (фунт) объемная единица короткая тонна (короткая тонна) Long Ton (Long TN) Стоун (ST) Troy Ounce (OZ T) Troy Pound (Troy) Penneweeweew (DWT)
Millweeweemeter
. 0,01 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01 Кубический миллиметр 0,01 <0,01 <0,0117192 <0,01 <0,01172 <0,01 <0,0117192 <0,01 <0,019192.0071 <0.01 <0.01
cubic centimeter 919 000 919 0.92 <0.01 <0.01 0.03 <0.01 cubic centimeter 14.18 <0.01 <0,01 <0,01 <0,01 0,03 <0,01 0,59
CIBIC DISIMET0072 919 0.92 <0.01 32.42 2.03 cubic decimeter 14 182.34 0.06 <0.01 <0.01 0.14 29.55 2.46 590.93
cubic meter 919 000 000 000 919 000 000 919 000 919 0. 92 32 416.77 2 026.05 cubic meter 14 182 337.37 62.97 1.01 0.9 144.72 29 546.54 2 462.21 590 930.72
milliliter 919 000 919 0.92 <0.01 <0,01 0,03 <0,01 Миллилитр 14,18 <0,01 <0,01 <0,01 <0,0172.0071 <0.01 0.59
liter 919 000 000 919 000 919 0.92 <0.01 32.42 2.03 liter 14 182.34 0.06 <0.01 <0.01 0.14 29.55 2.46 590.93
metric teaspoon 4 595 000 4 595 4.6 <0.01 <0.01 0. 16 0.01 metric teaspoon 70.91 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.15 0.01 2.95
metric tablespoon 13 785 000 13 785 13.79 0.01 <0.01 0.49 0.03 metric tablespoon 212.74 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.44 0.04 8.86
metric cup 229 750 000 229 750 229.75 0.23 <0.01 8.1 0.51 metric cup 3 545.58 0.02 <0.01 <0.01 0.04 7.39 0.62 147.73
cubic inch 15 059 711.82 15 059.71 15.06 0.02 <0.01 0. 53 0.03 cubic inch 232.41 <0.01 <0.01 <0.01 < 0.01 0.48 0.04 9.68
cubic foot 26 023 182 025.4 26 023 182.03 26 023.18 26.02 0.03 917.94 57.37 cubic foot 401 599.07 1.78 0.03 0.03 4.1 836.66 69.72 16 733.29
cubic yard 702 625 914 502 702 625 914.5 702 625.91 702.63 0.7 24 784.4 1 549.02 cubic yard 10 843 174.86 48.15 0.77 0.69 110.64 22 589.95 1 882.5 451 798.95
US teaspoon 4 529 678.94 4 529.68 4. 53 <0.01 <0.01 0.16 0.01 US teaspoon 69.9 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.15 0.01 2.91
US tablespoon 13 589 036.85 13 589.04 13.59 0.01 <0.01 0.48 0.03 US tablespoon 209.71 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.44 0.04 8.74
US fluid ounce 27 178 073.7 27 174.83 27.17 0.03 <0.01 1.03 0.06 US fluid ounce 419.37 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.87 0.07 17.47
US cup 217 424 589.8 217 424. 59 217.42 0.22 <0.01 7.67 0.48 US cup 3 355.37 0.01 <0.01 <0.01 0.03 6.99 0.58 139.81
US pint 434 849 178.69 434 849.18 434.85 0.43 <0.01 15.34 0.96 US pint 6 710.75 0.03 <0.01 <0.01 0.07 13.98 1.17 279.61
US quart 869 698 357.37 869 698.36 869.7 0.87 <0.01 30.68 1.92 US quart 13 421.5 0.06 <0.01 <0.01 0.14 27.96 2.33 559.23
Галлон США 3 478 793 425,82 3 478 793,44 3 478,79 3. 48 <0,01 122,71 3,48.1916 53 685.99 0.24 <0.01 <0.01 0.55 111.85 9.32 2 236.92
Foods, Nutrients and Calories

MUSCLEPHARM, ENERGY SPORT, ENERGY DRINK, ELECTRIC LIME, UPC: 748252101969 содержат 45 калорий на 100 грамм (≈3,53 унции)  [ цена ]

393 продукты, содержащие лактозу . Список этих продуктов, начиная с самого высокого содержания лактозы и самого низкого содержания лактозы

Гравий, вещества и масла

CaribSea, Freshwater, Super Naturals, Jelly Beans весит 1 585,83 кг/м³ (99,00013 фунта/фут³) с удельным весом 1,58583 по отношению к чистой воде. Подсчитайте, сколько этого гравия требуется для достижения определенной глубины в цилиндрическом, четвертьцилиндрическом или прямоугольном аквариуме или пруду [вес к объему | объем к весу | цена ]

Гидроксид висмута [Bi(OH) 3 ] весит 4 960 кг/м³ (309,64268 фунтов/фут³)  [вес к объему | объем к весу | цена | моль к объему и весу | масса и молярная концентрация | плотность ]

Преобразование объема в вес, веса в объем и стоимости для Хладагент R-437A, жидкий (R437A) с температурой в диапазоне от -40°C (-40°F) до 60°C (140°F) )

Вес и измерения

Пеннивейт на ярд — это единица измерения линейной или линейной плотности массы

 Поверхностная плотность двумерного объекта, также известная как площадь или поверхностная плотность, определяется как масса объекта на единицу площади. 9°$C, потому что упаковка молекул не станет более плотной. Как видно, при понижении температуры в области льда плотность воды увеличивается, что приводит к сжатию льда (обратите внимание, что в точке фазового перехода имеется разрыв). Для объема, обратно пропорционального плотности, все обстоит иначе. Подробное обсуждение особой природы воды см. здесь, здесь

Редактировать:

Лучшее изображение, показывающее разрыв во время фазового перехода:

Подробнее об этом здесь.

$\endgroup$

7

$\begingroup$

Из Википедии: Лед § Физические свойства мы узнаем, что плотность жидкой воды при 0 °C составляет около 1,00 г/см³, а плотность льда при 0 °C составляет около 0,917 г/см³. Так, при переходе от жидкой воды при 0°С ко льду также при 0°С мы имеем уменьшение плотности , соответствующее 0014 расширение вещества.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2015 - 2019 Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение «Таловская средняя школа»

Карта сайта