Por que o gelo flutua na água se eles são a mesma substância?



Gelo flutua na água por causa de sua densidade. O gelo é o estado sólido da água. Esta estrutura de estado, forma e volumes definidos. Tipicamente a densidade de um sólido é maior do que líquido, mas o oposto é verdadeiro no caso de água.

Em condições normais de pressão (uma atmosfera), o gelo começa a produzir quando a temperatura está abaixo de 0 ° C.

Água e sua densidade

As moléculas de água são formadas por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, com a fórmula representativa de H2O.

Em pressões normais, a água está em estado líquido, entre 0 e 100 ° C. Quando a água está nesse estado, as moléculas se movem com algum grau de liberdade porque essa temperatura fornece energia cinética às moléculas.

Quando a água está abaixo de 0 ° C, as moléculas não têm energia suficiente para se mover de um lado para o outro. Estando perto um do outro, eles interagem entre si e são organizados de maneiras diferentes.

Todas as estruturas cristalinas que o gelo pode ter são simétricas. O arranjo principal é o hexagonal e com ligações de hidrogênio que dão um espaço muito maior à estrutura em comparação com a água.

Então, se mais água do que gelo entrar em um determinado volume, pode-se dizer que o estado sólido da água é menos denso que seu estado líquido.

Devido a essa diferença de densidade, ocorre o fenômeno do gelo flutuando na água.

Importância do gelo

Pessoas e animais em todo o mundo se beneficiam dessa propriedade da água.

Quando as camadas de gelo são formadas nas superfícies de lagos e rios, as espécies que habitam o fundo têm uma temperatura ligeiramente superior a 0 ° C, portanto as condições de vida são mais favoráveis ​​para elas.

Os habitantes das zonas onde as temperaturas costumam descer bastante aproveitam esta propriedade nos lagos para patinar e praticar alguns desportos.

Por outro lado, se a densidade do gelo fosse maior que a da água, as grandes tampas ficariam sob o mar e não refletiriam todos os raios que as alcançam.

Isso aumentaria consideravelmente a temperatura média do planeta. Além disso, não haveria distribuição dos mares como é atualmente conhecido.

Em geral, o gelo é muito importante, pois tem uma infinidade de usos: desde bebidas refrescantes e conservação de alimentos até algumas aplicações na indústria química e farmacêutica, entre outras.

Referências

  1. Chang, R. (2014). química (Internacional, décimo primeiro; ed.). Cingapura: McGraw Hill.
  2. Bartels-Rausch, T., Bergeron, V., Cartwright, J.H.E., Scribe, R., Finney, J. L., Grothe, H., Uras-Aytemiz, N. (2012). Estruturas, padrões e processos de gelo: uma visão dos campos de gelo. Comentários de Física Moderna, 84(2), 885-944. doi: 10.1103 / RevModPhys.84.885
  3. Carrasco, J., Michaelides, A., Forster, M., Raval, R., Haq, S., & Hodgson, A. (2009). Uma estrutura de gelo unidimensional construída a partir de pentágonos. Materiais da natureza, 8(5), 427-431. doi: 10.1038 / nmat2403
  4. Franzen, H.F., & Ng, C. Y. (1994). Química física de sólidos: Princípios básicos de simetria e estabilidade de sólidos cristalinos. River Edge, NJ, Singapura: World Scientific.
  5. Varley, I., Howe, T. e McKechnie, A. (2015). Aplicação de gelo para redução da dor e inchaço após cirurgia de terceiro molar - revisão sistemática. Revista Britânica de Cirurgia Bucomaxilofacial, 53(10), e57. doi: 10.1016 / j.bjoms.2015.08.062
  6. Bai, J., Angell, C. A., Zeng, X.C., & Stanley, H.E. (2010). Clatrato monocamada livre de visitantes e sua coexistência com o gelo bidimensional de alta densidade. Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América, 107(13), 5718-5722. doi: 10.1073 / pnas.0906437107