น้ำแข็ง

ถาม - ตอบ ปัญหาฟิสิกส์ ระดับมหาวิทยาลัย

Moderator:

User avatar
nokroo
Posts: 188
Joined: 01/01/1970 7:00 am
Location: วัดตะคร้ำเอน ต.ตะคร้ำเอน อ.ท่ามะกา จ.กาญจนบุรี

น้ำแข็ง

Postby nokroo » 26/12/2011 1:15 pm

น้ำแข็ง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

น้ำแข็ง เป็นชื่อเรียกของสภาวะของแข็งของน้ำซึ่งมักอยู่ในรูปของผลึกของน้ำ ซึ่งโดยปกติจะมีลักษณะใสหรือมีสีฟ้าขาวใสปนอยู่ด้วย ขึ้นอยู่กับการมีสิ่งเจือปนในน้ำแข็งนั้น โดยสภาวะปกติน้ำแข็งจะเกิดขึ้นเมื่อน้ำในรูปของเหลวมีอุณหภูมิต่ำกว่า 0 องศาเซลเซียส (32 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 273.15 เคลวิน) ที่ความดันปกติ และสามารถแข็งตัวจากสถานะก๊าซโดยไม่ผ่านสถานะของเหลวเลยก็ได้ เช่น ปรากฏการณ์น้ำค้างแข็งหรือแม่คะนิ้ง

น้ำแข็งในธรรมชาติอยู่ในแหล่งต่างๆ เช่น เกล็ดหิมะ ลูกเห็บ น้ำแข็งย้อย ธารน้ำแข็ง ภูเขาน้ำแข็ง และน้ำแข็งขั้วโลก ซึ่งน้ำแข็งเป็นส่วนสำคัญของสมดุลภูมิอากาศของโลก โดยเฉพาะวัฏจักรของน้ำ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมต่างๆ อีกด้วย ตั้งแต่ การใส่น้ำแข็งในน้ำดื่ม กีฬาฤดูหนาว จนไปถึงประติมากรรมน้ำแข็ง

คุณลักษณะ

ในฐานะเป็นธรรมชาติที่เกิดขึ้นเป็นผลึกอนินทรีย์ที่เป็นของแข็งที่มีโครงสร้างเป็นระเบียบ, น้ำแข็งถือเป็นแร่ชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยโครงสร้างผลึกซึ่งปกติขึ้นอยู่กับโมเลกุลของน้ำซึ่งประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนอะตอมเดียวที่ถูกยึดเหนี่ยวไว้ด้วยพันธะโควาเลนซ์ถึงสองอะตอมไฮโดรเจนหรือ H-O-H อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติทางกายภาพหลายอย่างของน้ำและน้ำแข็งจะถูกควบคุมโดยการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนระหว่างอะตอมออกซิเจนและอะตอมไฮโดรเจนที่อยู่ติดกัน มันเป็นพันธะที่อ่อนแอ แต่เป็นสิ่งสำคัญในการควบคุมโครงสร้างของทั้งน้ำและน้ำแข็ง

คุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำแข็งแช่แข็งที่ความดันบรรยากาศที่เป็นของแข็งจะอยู่ที่ประมาณ 9% ที่ความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ ความหนาแน่นของน้ำแข็งคือ 0.9167 g / cm? ที่ 0 ? C ในขณะที่น้ำมีความหนาแน่นที่ 0.9998 g / cm? ที่อุณหภูมิเดียวกัน น้ำเป็นของเหลวที่มีความหนาแน่นมากที่สุดเป็นหลักคือ 1.00 g / cm?, ที่ 4 ? C และจะกลายเป็นความหนาแน่นน้อยก็ต่อเมื่อโมเลกุลของน้ำเริ่มกลายเป็นผลึกรูปทรงหกเหลี่ยม ของน้ำแข็งเมื่อถึงจุดเยือกแข็ง ทั้งนี้เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนมีอำนาจเหนือกว่าแรงระหว่างโมเลกุล ซึ่งส่งผลให้มีการบรรจุของโมเลกุลขนาดกะทัดรัดกว่าไว้ในของแข็ง ความหนาแน่นของน้ำแข็งจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อยด้วยการลดอุณหภูมิลงและมีค่า 0.9340 ? g / cm ที่ -180 ? C (93 K) ผลของการขยายตัวระหว่างการแช่แข็งสามารถทำให้เกิดสิ่งอันน่าทึ่งและเป็นสาเหตุพื้นฐานของการ แข็งตัว-ละลาย (freeze - thaw) ของการผุกร่อนของหินในธรรมชาติ นอกจากนี้ยังเป็นสาเหตุของน้ำท่วมบ้านเมื่อท่อน้ำแตกเนื่องจากความดันของการขยายตัวของน้ำเมื่อมันแข็งตัว ดังนั้นน้ำที่รั่วไหลออกมา (และกลายเป็นน้ำแข็ง)หลังจากนั้นจึงได้ละลายกลายเป็นน้ำ
Attachments
220px-SnowflakesWilsonBentley.jpg
เกล็ดหิมะ (ผลึกน้ำแข็ง) โดยวิลสัน เบนท์ลีย์ (Wilson Bentley), 1902
220px-SnowflakesWilsonBentley.jpg (22.44 KiB) Viewed 3160 times
220px-Icicles.jpg
น้ำค้างแข็งเกาะบนต้นไม้
220px-Icicles.jpg (17.48 KiB) Viewed 3160 times
220px-IceBlockNearJoekullsarlon.jpg
ก้อน(น้ำ)แข็งตามธรรมชาติ
220px-IceBlockNearJoekullsarlon.jpg (8.17 KiB) Viewed 3160 times

Return to “ระดับมหาวิทยาลัย”

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest