Ledas
Ledas yra bendras užšalusio vandens pavadinimas. Kiti skysčiai, pavyzdžiui, amoniakas, metanas ar pienas, užšaldžius gali būti vadinami ledu, tačiau jie vadinami ne tiesiog ledu, o, pavyzdžiui, "pieno ledu". Skystas vanduo tampa kietu ledu, kai yra labai šaltas. Ledo užšalimo temperatūra yra 0 °C (32 °C pagal Farenheitą arba 273 kelvinai).
Ledas paprastai gaminamas namų šaldytuve arba šaldiklyje. Į šaldiklį įdėjus vandens ir palikus jį kuriam laikui, vanduo tampa labai šaltas ir užšąla, todėl susidaro ledas. Kad vanduo greičiau užšaltų į ledą, jį galima įpilti į varinį (ar kitą metalinį) indą. Metalai yra geri šilumos laidininkai, todėl vanduo gali užšalti greičiau nei plastikiniame ledo inde.
Ledas krepšyje
Ledo kristalai ant stiklo
Kaip susidaro ledas
Skirtingai nei kiti skysčiai, vanduo užšaldamas plečiasi ir tampa ledu, todėl ledas plūduriuoja ant vandens, nes jo tankis mažesnis nei vandens. Tai labai neįprasta - beveik visi kiti skysčiai šaldami tampa tankesni; tačiau vandens ledas yra svarbi išimtis. Skystas vanduo, tapęs ledu, išsiplečia maždaug 9 % - jis užima daugiau vietos. Taip yra todėl, kad vandens molekulės iš tikrųjų yra toliau viena nuo kitos, o ne arčiau viena kitos. Ledo kristale molekulės išsidėsčiusios taip, kad jo tankis yra mažesnis nei skysto vandens.Užšalus vandentiekio vamzdyne esančiam vandeniui, gali trūkti vandentiekio vamzdis. Stiklo buteliuose esantis vanduo užšalus gali sprogti. Uolienų plyšiuose užšalęs vanduo gali išsiplėsti tiek, kad suskiltų kietos uolienos; tai svarbus geologinis atmosferos poveikio procesas, dėl kurio kalnai gali nusidėvėti, o uolienos virsti dirvožemiu.
Kai medžiagos atšaldomos, jų molekulės mažiau vibruoja ir susiglaudžia. Kai dauguma medžiagų pasiekia temperatūrą, vadinamą užšalimo tašku, molekulės susidaro į kristalinę kietąją medžiagą, nors kai kurios medžiagos (pvz., stiklas ir derva) visai nesikristalizuoja, o susidaro itin standūs skysčiai, kurie atrodo kieti. Tik helis neužšąla; visos kitos medžiagos užšąla, jei yra pakankamai šaltos, tačiau skysčiai, pavyzdžiui, maistinis aliejus, antifrizas, benzinas, azotas ir kt. užšąla tokioje temperatūroje, kurios dauguma žmonių nepatiria.
Sūrus vanduo
Sūriam vandeniui užšalti reikia žemesnės temperatūros nei grynam vandeniui. Susidariusiame lede druskos yra daug mažiau nei sūriame vandenyje, iš kurio jis susidarė. Šis faktas kartais naudojamas gėlinimui. Sūrus ledas nėra toks stiprus kaip užšaldytas grynas vanduo. Panašiai druskos užbarstymas ant ledo jį ištirpdo, jei jis nėra per šaltas: druska palaipsniui suyra į ledą, sudarydama sūrymą, kuris tokioje temperatūroje neužšąla.
Geografinės ledo vietos
Kadangi ledas plūduriuoja, net dideli užšąlantys vandens telkiniai, pavyzdžiui, kai kurie vandenynai, sudaro ledą tik paviršiuje. Dauguma ežerų niekada neužšąla iki dugno. Net šalčiausi vandenynai, pavyzdžiui, Arkties vandenynas, užšąla tik viršuje, o apačioje cirkuliuoja skystas vandenynas. Dėl šios priežasties Žemės vandenynai geba perskirstyti šilumą, o Žemės klimatas pasižymi mažesniais karščio ir šalčio kraštutinumais nei kitu atveju. Jei ledas ne plūduriuotų, o nuskęstų, vandenynai užsipildytų ledu iš apačios, liktų kieti ir tik dalis viršaus atitirptų. Kietame vandenyne necirkuliuotų šiluma. Tačiau kadangi ledas plūduriuoja paviršiuje, po juo esantis vanduo gali toliau cirkuliuoti, o paviršiuje esantis ledas lieka atviras ir, pakilus temperatūrai, lengvai tirpsta.Dideli ledo masyvai sausumoje vadinami ledynais. Antarktidoje yra didžioji dalis pasaulio ledo.
Ledynmečiai
Klimato kaita vyksta nuolat. Kai būna labai šalta, tai vadinama ledynmečiu. Ledynmečių metu labai didelius žemės plotus dengia ledas, sniegas ir ledynai. Ledynmečių priežastys yra sudėtingos arba sunkiai suprantamos. Šiuo metu visuotinis atšilimas daro įtaką Žemės ledo ištekliams, o jo priežastys taip pat labai sudėtingos.
Sausas ledas
Taip pat yra "sausasis ledas" - tai užšaldytas anglies dioksidas. Sausas ledas, veikiamas įprasto oro, išskiria anglies dioksido dujas, kurios yra bekvapės ir bespalvės. Šios dujos yra tokios šaltos, kad susimaišiusios su oru jos atšaldo ore esančius vandens garus iki rūko, kuris atrodo kaip tiršti balti dūmai. Jis dažnai naudojamas teatre, norint sukurti netikrą rūką ar dūmus.
Sausas ledas, įdėtas į vandenį
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra ledas?
A: Ledas yra bendras užšalusio vandens pavadinimas.
K: Ar kiti skysčiai gali būti vadinami ledu?
A: Taip, užšaldžius kitus skysčius, pavyzdžiui, amoniaką, metaną ar pieną, galima vadinti ledu, tačiau paprastai jie vadinami specifiniais pavadinimais, pavyzdžiui, "pieno ledas".
K: Kada skystas vanduo virsta kietu ledu?
A: Skystas vanduo tampa kietu ledu, kai yra labai šaltas ir jo temperatūra pasiekia 0 °C užšalimo tašką.
K: Kaip namuose gaminamas ledas?
A: Ledas paprastai gaminamas namų šaldytuve arba šaldiklyje. Jei vanduo įdedamas į šaldiklį ir paliekamas kuriam laikui, vanduo labai atšąla ir užšąla, todėl susidaro ledas.
K: Ar indo medžiaga turi įtakos laikui, per kurį vanduo užšąla į ledą?
A: Taip, vandenį galima supilti į varinį (ar kitą metalinį) indą, kad jis greičiau užšaltų į ledą. Metalai gerai praleidžia šilumą, todėl vanduo gali užšalti greičiau nei plastikiniame ledo inde.
K: Kokia yra vandens užšalimo temperatūra?
A: Vandens užšalimo temperatūra yra 0 °C (32 °F arba 273 K).
Klausimas: Kodėl kai kurie skysčiai užšaldami turi skirtingus pavadinimus?
A: Kai kurie skysčiai užšaldami turi skirtingus pavadinimus, pavyzdžiui, "pieno ledas", nes jie paprastai maišomi su kitais ingredientais, kurie turi įtakos jų savybėms užšaldant.
