Образование снега и льда
Ни для кого не секрет, что снег и лед – это твердые формы воды. Вода – одно из самых распространенных и, на первый взгляд, простых веществ на Земле, однако за этой простотой таится много интересного, в частности – образование снега и льда.
Процесс замерзания воды
Твердые атмосферные осадки, как мы знаем, бывают в виде снега и льда (града). При замерзании вода меняет свою структуру, молекулы перестраиваются, поэтому кардинально меняются ее физические свойства: плотность, электропроводность, агрегатное состояние, теплопроводность.
Плотность льда меньше плотности воды примерно на 10%, собственно по этой причине лед плавает. Такое поведение вещества при переходе из жидкого состояния в твердое встречается еще у чугуна, но в природе аналогов нет. В жидкой воде молекулы имеют определенную ориентировку, образуя диполи. Поэтому вода проводит электричество и растворяет все соединения, имеющие полярную структуру. Неполярные вещества (жиры, например) водой не растворить.
При охлаждении плотность воды повышается, пока не достигнет +4 градуса Цельсия, а потом снова падает. За счет этого явления зимой вода в водоемах перемешивается и не происходит преждевременного промерзания. Когда вода достигает максимальной плотности конвекция затормаживается и на поверхности, с фронта промерзания, начинает нарастать лед. Изначально его кристаллы вытягиваются в горизонтальном направлении, но со временем они перестраиваются в вертикальное. Это является причиной хрупкости старого льда и упругости «молодого».
Поскольку структура льда кристаллическая, он является диэлектриком. Но, будучи твердым, он способен течь, т.е. ведет себя как аморфное тело. Эти свойства проявляются в ледниках, которые способны двигаться, пусть и медленно, не теряя сплошности и без разрывных деформаций.