Es adalah zat padat yang berada dalam keadaan agregasi, yang cenderung berbentuk gas atau cair pada suhu kamar. Sifat-sifat es mulai dipelajari ratusan tahun yang lalu. Sekitar dua ratus tahun yang lalu, para ilmuwan menemukan bahwa air bukanlah senyawa sederhana, tetapi unsur kimia kompleks yang terdiri dari oksigen dan hidrogen. Setelah ditemukan, formula air mulai terlihat seperti H2O.
Struktur es
H2O terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Saat istirahat, hidrogen terletak di bagian atas atom oksigen. Oksigen dan ion hidrogen harus menempati simpul segitiga sama kaki: oksigen terletak di bagian atas sudut siku-siku. Struktur air ini disebut dipol.
Es adalah 11,2% hidrogen dan sisanya adalah oksigen. Sifat-sifat es tergantung pada struktur kimianya. Terkadang mengandung formasi gas atau mekanis -kotoran.
Es ditemukan di alam dalam bentuk beberapa spesies kristal yang secara stabil mempertahankan strukturnya pada suhu dari nol dan lebih rendah, tetapi pada nol dan di atasnya mulai mencair.
Struktur kristal
Sifat es, salju, dan uap sangat berbeda dan bergantung pada struktur kristalnya. Dalam keadaan padat H2O dikelilingi oleh empat molekul yang terletak di sudut-sudut tetrahedron. Karena bilangan koordinasinya rendah, es mungkin memiliki struktur kerawang. Hal ini tercermin dari sifat es dan kerapatannya.
Bentuk es
Es adalah salah satu zat paling umum di alam. Di Bumi, ada varietas berikut:
- sungai;
- danau;
- maritim;
- firny;
- glasial hitam;
- tanah.
Ada es yang langsung terbentuk melalui sublimasi, yaitu es. dari keadaan uap. Pandangan ini mengambil bentuk kerangka (kami menyebutnya kepingan salju) dan kumpulan pertumbuhan dendritik dan kerangka (embun beku, beku).
Salah satu bentuk yang paling umum adalah stalaktit, yaitu es. Mereka tumbuh di seluruh dunia: di permukaan bumi, di gua-gua. Jenis es ini terbentuk oleh aliran tetesan air pada perbedaan suhu sekitar nol derajat pada periode musim gugur-musim semi.
Formasi berupa strip es yang muncul di sepanjang tepi waduk, di perbatasan air dan udara, serta di sepanjang tepi genangan air, disebut bank es.
Es dapat terbentuk di tanah berpori dalam bentuk berseratvena.
Properti es
Substansi dapat berada dalam keadaan yang berbeda. Berdasarkan ini, muncul pertanyaan: sifat es apa yang terwujud dalam keadaan tertentu?
Ilmuwan mengidentifikasi sifat fisik dan mekanik. Masing-masing memiliki karakteristiknya sendiri.
Sifat fisik
Sifat fisik es antara lain:
-
Kepadatan. Dalam fisika, medium yang tidak homogen diwakili oleh batas rasio massa zat medium itu sendiri dengan volume di mana ia berada. Kepadatan air, seperti zat lain, adalah fungsi dari suhu dan tekanan. Biasanya, kerapatan air yang konstan digunakan dalam perhitungan, sama dengan 1000 kg/m3. Indikator densitas yang lebih akurat diperhitungkan hanya jika diperlukan untuk membuat perhitungan yang sangat akurat karena pentingnya hasil perbedaan densitas.
Saat menghitung densitas es, diperhitungkan air mana menjadi es: seperti yang Anda tahu, massa jenis air asin lebih tinggi dari air suling.
-
Suhu air. Biasanya kristalisasi air terjadi pada suhu nol derajat. Proses pembekuan terjadi secara melompat dengan pelepasan panas. Proses sebaliknya (mencair) terjadi ketika jumlah panas yang sama diserap yang dilepaskan, tetapi tanpa melompat, tetapi secara bertahap.
Di alam, ada kondisi di mana air menjadi sangat dingin, tetapi tidak membeku. Beberapa sungai tetap cair bahkan pada -2 derajat.
- Kapasitas panas. Ini adalah jumlah panas yang diserap ketika tubuh dipanaskan untuk masing-masingderajat. Ada kapasitas panas spesifik, yang dicirikan oleh jumlah panas yang dibutuhkan untuk memanaskan satu kilogram air suling sebesar satu derajat.
- Kompresibilitas. Sifat fisik lain dari salju dan es adalah kompresibilitas, yang mempengaruhi penurunan volume di bawah pengaruh peningkatan tekanan eksternal. Kebalikannya disebut elastisitas.
- Kekuatan es.
- Warna es. Properti ini tergantung pada penyerapan cahaya dan hamburan sinar, serta pada jumlah kotoran dalam air beku. Sungai dan danau es tanpa kotoran asing terlihat dalam cahaya biru pucat. Es laut bisa sangat berbeda: biru, hijau, biru, putih, coklat, memiliki warna baja. Terkadang Anda bisa melihat es hitam. Ia memperoleh warna ini karena banyaknya mineral dan berbagai kotoran organik.
Sifat mekanik es
Sifat mekanik es dan air ditentukan oleh ketahanan terhadap lingkungan luar dalam kaitannya dengan luas satuan. Sifat mekanik tergantung pada struktur, salinitas, suhu dan porositas.
Es adalah formasi plastik yang elastis, kental, tetapi ada kondisi di mana ia menjadi keras dan sangat rapuh.
Es laut dan air tawar berbeda: yang pertama jauh lebih plastik dan kurang tahan lama.
Saat kapal lewat, sifat mekanik es harus diperhitungkan. Ini juga penting saat menggunakan jalan es, penyeberangan, dan lainnya.
Air, salju, dan es memilikisifat serupa yang menentukan karakteristik suatu zat. Tetapi pada saat yang sama, banyak faktor lain yang memengaruhi pembacaan ini: suhu sekitar, pengotor dalam padatan, serta komposisi awal cairan. Es adalah salah satu zat yang paling menarik di Bumi.
