Замерз до дна океан

Когда наступает холодная пора, температура начинает снижаться. Все ручьи, озера, пруды и даже реки превращаются в ледяные катки при минусовой температуре. Однако многие заметили, что океан при такой температуре не замерзает. Тот, кто бывал зимой на море, вероятно, заметил, что вода не замерзает, при такой температуре как на озерах.

Значит океан никогда не замерзает. Если посмотреть фотографии Северного или Южного Полюса, тогда можно заметить, что в тех местах есть полярные льды. Если океан замерзает в этих областях, то почему подобное не происходит в других местах.

Температура замерзания пресной воды составляет 0° Цельсия или 32° по Фаренгейту. Наличие соли в воде, снижает температуру замерзания. Чем больше соли в воде, тем ниже температура замерзания.

Когда пресная вода замерзает, молекулы воды, состоящие из водорода и кислорода, соединяются вместе в кристаллическую структуру льда. Присутствие соли затрудняет для молекул воды образование такого вещества. Таким образом, соль, которая попадает в структуру молекулы воды, блокирует образование льда. Соль также врезается в лед, выбивая молекулы воды из структуры. тем самым плавя его.

Когда молекулы соли вытесняют молекулы воды, скорость замерзания замедляется. Именно поэтому соль часто применяется на обледенелых дорогах. Она затрудняет замерзание и делает её более безопасной для автомобилистов.

Хотя соленость воды в океане изменяется, часто она содержит около 35 г соли на каждые 1000 условных единиц воды. Этот факт понижает температуру замерзания морской воды до -1.8° Цельсия и 28.8° по Фаренгейту. Таким образом, вода в океане замерзает, но для этого необходимо достижение более низких температур.

Еще один фактор, который влияет на замерзание морской воды связан с перемещением. В отличие от водоёма, океанские волны находятся в постоянном движении, также присутствуют подводные течения. Это помогает воде сохранять тепло. В результате, только в очень холодных областях, например, на Северном или Южном полюсе, как правило, образуется достаточно низкая температура, которая способна заморозить воду.

Источник

Замерзают ли моря с приходом зимы? (2 фото)

С приходом зимы и морозов большинство озер, прудов и даже рек покрывается до весны плотной ледяной коркой. А почему море не замерзает зимой, и так ли это на самом деле?

Факторы, влияющие на процесс замерзания морской воды

В отличие от пресной, морская вода содержит много соли. Именно от этого компонента зависит температура, при которой она замерзнет: чем выше концентрация соли, тем ниже должна быть температура. Процесс замерзания морской воды отличается своей спецификой. Сперва образуются первичные ледяные кристаллики, напоминающие по внешнему виду тончайшие иглы. Соли в их составе нет. Она выдавливается из кристаллов. Соответственно, уровень концентрации соли в самой воде значительно повышается, и она не замерзает.

Масса, состоящая из ледяных иголок, может довольно долго дрейфовать по поверхности моря. Если температура продолжает падать, то на поверхности воды может начать образовываться ледяная корка с прозрачной гладкой поверхностью, известная как нилас – морской лед. В его составе соль уже есть. Но располагается она хаотично, поскольку при формировании толщи льда иголки захватывают капли морской воды в произвольном порядке, формируя вкрапления.

Уровень содержания соли в ниласе зависит от температуры воздуха, которая держалась при замерзании. Если мороз был небольшим, и ледяной слой формировался медленно, то иглы успевали захватить незначительное количество воды. И соленость льда будет незначительной. В случае с сильным морозом все происходит наоборот. Когда начинается таяние морского льда, он опресняется, поскольку первой из него выходит соль. Так, полярные льды пресные, и при их растапливании полученную воду можно использовать для питья.

Источник

Замерз до дна океан

Нет, не чувствую себя плохо, я думал, что давление на более низкой глубине также помогло предотвратить его замерзание

Вода уникальна тем, что твердая форма менее плотная, чем жидкость, поэтому, если бы это был какой-либо другой материал, ваша логика была бы разумной.

Это не очень интуитивно понятно. Под давлением температура кипения повышается, поэтому логично предположить, что точка кипения тоже может.

Не чувствуй себя глупо. «А как же . » — это ядро научного исследования. Вот как мы тестируем наши модели и выясняем, действительно ли они представляют мир, в котором мы на самом деле живем. Вам просто повезло, что мы уже знаем ответ на этот вопрос. А теперь и вы!

Я самодовольно предположил, что это будет главный ответ сам, прежде чем открывать тему. Спасибо за то, что ты падающий парень.

Я думал, что давление предотвратит замерзание, поскольку замораживание требует расширения.

Это то, что я тоже хотел бы иметь. Теперь я хочу видеть, как кто-то выпускает немного жидкого азота на дне моря. Для науки конечно.

Кто-то еще внизу уже очень хорошо это освещал.

На глубинах, найденных на Земле, это только увеличит вязкость, которая играет роль нагрева. На глубинах, намного больших, чем на Земле, вероятно, мы увидим это. На суперводной планете мы видели бы ледяную форму на глубине, но это было бы не похоже ни на что на Земле. Это сформировало бы кристаллическую структуру, очень отличающуюся от того, что мы имеем, и эта кристаллическая структура не распалась бы немедленно, если бы, например, ее добывали. Это супер увлекательно.

Да, точка 0 на шкале Фаренгейта представляет собой смесь соли, льда и воды 1/1/1, поэтому она совпадает с температурой замерзания соленой воды.

Изменить: следует отметить, что с тех пор это изменилось, но дает хорошее представление о том, сколько соли играет в качестве фактора для точки замерзания.

Как учитель канадской науки, который провел много лет в США, я никогда не знал этого. Благодарю.

Океанские бергеры все еще содержат соль, или она как-то выпадает в осадок?

Ледяные айсберги образуются в результате отела ледников в воде, поэтому они образуются «сухим льдом» и являются свежими. Когда морской лед замерзает, соль остается, делая эту область моря более соленой. Самое плотное море в мире — это северная Атлантика, потому что оно холодное и соленое.

Существует рецепт сидра с высоким содержанием алкоголя 1700-х годов, в котором вам нужно оставлять бочку на ночь зимой на улице и удалять лед, образующийся утром. Вода замерзает, а не алкоголь, поэтому% алкоголя увеличивается.

Есть также тип пива, сделанный таким же образом, называемый eisbock

Также, как когда-то был сделан кленовый сироп. Много хорошего использования.

Берги пресной воды, а также газированные!

Значительно ли отличается точка замерзания на дне океана, учитывая огромное давление внизу?

Существуют также сильно засоленные бассейны с четкими границами от окружающей воды.

действительно безумно думать, что изображение пляжных штанов Губки Боба было правильным

Следует также отметить, что если бы не это особенное свойство воды, жизни было бы намного труднее процветать. Если бы вода продолжала увеличиваться в плотности, поскольку ее температура понижается (как и большинство других соединений), реки, озера и океаны часто бы замерзали в твердом состоянии зимой.

Я бы пошел так далеко, что сказал бы, что Земля будет замороженной пустошью, а жизнь может вообще не существовать.

Нет, там всегда будут бактерии, живущие вокруг геотермальных вентилей и, возможно, некоторые более крупные организмы.

Не обязательно. Возможно, не было бы достаточных условий, чтобы начать процесс.

Тропические районы существуют?

Были бы они, если бы у воды был этот другой набор свойств? Я искренне не знаю.

Да, но так же и ледниковые периоды. Если духовка замерзла из бутылки, возможно, что в более холодные времена ледникового периода не будет достаточно жидкой воды, чтобы поддерживать экосистему даже в тропических регионах.

За исключением экваторов, которые обычно не замерзают, и жизнь будет «прекрасной». Мне также не нравится этот аргумент, потому что я чувствую, что жизнь будет развиваться соответствующим образом в условиях замерзания окружающей среды . Есть ли что-нибудь, подтверждающее мысль о том, что жизни будет труднее процветать, если вода замерзнет, как другие жидкости?

Я имею в виду, что у нас есть целая куча разных животных, которые выживают, будучи замороженными, верно?

Нет, я сделал в основном As и Bs.

Водородные связи! Бля да

было бы круто иметь снежных верблюдов

Это такое удивительное свойство того, что кажется одним из самых распространенных и обыденных веществ. Что мне особенно нравится, так это то, что если бы что-то указывало на какой-то сценарий разумного замысла, это было бы так. Но люди, пытающиеся спорить об этом, очевидно, понятия не имеют!

Посмотрите на это так: вода «обычна» для нас, потому что мы существуем благодаря ее свойствам. Если бы у воды не было этого свойства, мы могли бы не наблюдать за тем, как часто это происходит. На самом деле это смещение подтверждения. Многие планеты имеют разные общие вещества, но никто никогда не говорит «Вау, серная кислота настолько удивительна, несмотря на то, что она такая распространенная», потому что серная кислота очень вредна для развития сложных экосистем.

Это даже не редкость для жидкостей. Я также хотел бы напомнить вам о слабом антропном принципе.

Именно такие факты заставляют меня задуматься, почему больше людей не поклоняются воде, а не плавучему человеку в небе. Вода должна считаться божеством лол

Я думаю, что солнце — более очевидный выбор. Я имею в виду, это буквальная причина, что Земля существует в первую очередь. Это держит небеса вместе. Это на самом деле в небе. Еще до того, как мы узнали науку, стоящую за этим, мы могли видеть это, чтобы все знали, что это реально, мы не могли видеть без этого. Все ежедневные и годовые ритмы нашей жизни были продиктованы солнцем. У этого даже есть противоположность в небе. Мы знали, что это дало нам свет и тепло, заставляло вещи расти и было причиной существования жизни.

Солнце совершает великое поклонение как в духовном, так и в научном отношении, вероятно, больше всего на свете.

Ты говоришь о Посейдоне.

Ну, я не уверен, что врожденной странности воды достаточно, чтобы поклоняться как религии, но это довольно удобно.

Насколько мы знаем, это ключ к жизни на земле. Ничто живое не может бесконечно идти без этого. Это может быть нежно, как прикосновение матери, сдвигать горы, вырезать долины, приносить жизнь тем, кто находится на грани смерти, или проявлять гнев так же страшно, как любое божество. Это вещь номер один, которую мы ищем в космосе. Черт, мы плаваем в воде в течение 9 месяцев, прежде чем мы родились, и большая часть жизни нашей планеты находится под водой. Мы даже еще не полностью открыли наши собственные океаны! Я ни в коем случае не религиозен, но для меня, если есть что-то, чему стоит поклоняться, это вода. Плюс вода может ходить по воде, это называется лед!

Если бы не это специфическое свойство воды, мы бы жили в совершенно другой вселенной, где вода или законы физики сами по себе разные. Я бы не высовывался из окна слишком далеко, пытаясь предсказать, на что может быть похожа такая вселенная.

океаны часто бы замерзали зимой.

Разве океаны не будут в среднем теплее из-за уменьшенного альбедо?

У вас есть это задом наперед. Более высокое альбедо означает, что поглощается меньше солнечного света, что означает, что температура будет ниже. Это одна из причин, почему таяние тундр и ледяных шапок имеют большое значение.

Я сказал уменьшенное альбедо, а именно из-за того, что лед сначала был внизу, а не сверху.

Кроме того, и это супер ненаучный ответ, но именно так я бы объяснил это пятилетнему ребенку, мы знаем, что лед плавает, поэтому даже если вода на дне озера действительно замерзла, лед просто всплыл бы наверх ,

Обязательный «ELI5» буквально не рассчитан на 5 лет.

Ну это просто сбивает с толку

Да уж. Я бы сказал, что вы хотите стремиться к более 10-13-летнему ответу. Вы можете дать достойное объяснение, но объяснить громкие слова или избегать их.

ELI5: Почему бы тебе просто не назвать это ELI10-13?

Как упоминал Гэри, это шутка из «Офиса».

Майкл Скотт просит бухгалтера объяснить, что такое профицит бюджета. Первое объяснение слишком запутанно, поэтому он просит его объяснить, как будто ему десять лет. Все еще слишком запутанный, поэтому он спрашивает еще раз, но объясни, будто ему пять лет.

Я не могу найти клип, но я уверен, что это ссылка на Офис. r / dundermifflin, вероятно, может указать вам правильное направление.

«У ELI есть концентрация внимания пятилетнего, но у меня фактически есть степень бакалавра и работа в смежной области»

Также не совсем верно. Якорный лед — это лед, который образуется вокруг камней и других объектов на дне водоема. Иногда это обрывается, а иногда нет. Ток играет большую роль в предотвращении замерзания

Это буквально описание, которое я использую при обучении первокурсников старших классов.

Опасность в том, что вода на дне озера не замерзает, поэтому лед не поднимается наверх. Это имеет смысл, но на самом деле не объясняет, что происходит.

Договорились, и я специально говорю, что верх замерзает первым. Конечно, всегда есть ребенок, который спрашивает «но что, если . «

Преподавая науку первокурсника, я обнаружил, что мне нужно предвосхитить все словами: «то, чему я вас учу, часто является упрощением, и всегда есть более глубокое объяснение, но вам придется прийти вне классного времени, чтобы поговорить о это потому, что у меня нет времени, чтобы подробно осветить каждую тему, к которой мы обращаемся, плюс большая часть математики находится на уровне, которого вы еще не понимаете . «

Да, я думаю, что предисловие имеет решающее значение. Ложь детям — это настоящая вещь, и они в порядке . пока никто не воспринимает упрощенное объяснение как правду.

Я был бы очень раздражен, узнав позже, что мои учителя сбили меня с толку из-за воды, но зная, что есть еще что-то, что вы узнаете, это то, как вы вызываете более глубокий интерес.

также вода на дне океана часто более соленая из-за того, что рассол более плотный, чем обычная морская вода. Рассол замерзает при гораздо более низкой температуре, чем морская вода. поэтому холодная вода на дне должна быть намного холоднее, чтобы на самом деле замерзнуть. это в дополнение к тому факту (который объяснили другие), что вода не замерзает так легко в средах с высоким давлением, делает воду на дне не замерзшей, даже если она холоднее, чем наверху.

Кроме части ELI5.

Реальные ELI5 есть в комментариях

Вы получили шутку!

Холодный воздух делает верхний слой воды холодным.

Верхний слой воды становится все более плотным, потому что становится холоднее.

Плотная, холодная вода тонет, потому что вода под ней теплее и менее плотная.

В конце концов вся вода остывает и достигает 4 градусов по Цельсию, что соответствует максимальной плотности жидкой воды.

Молекулы воды идут медленнее, потому что вода стала холоднее.

С водой при 4 градусах Цельсия молекулы настолько медленны, что образуют водородные связи со своими ближайшими друзьями.

Водородные связи делают это таким образом, что молекулы находятся дальше друг от друга, чем когда они изменяли масштаб с большей энергией (то есть, при более высокой температуре).

Теперь, когда верхний слой холоднее 4 градусов C и образуются водородные связи, он становится менее плотным, потому что водородные связи выталкивают молекулы дальше друг от друга, чем раньше.

Вода ниже все еще на 4 градуса C, потому что холодная вода выше менее плотна. Так как он менее плотный, он не тонет, как раньше, и дополнительно охлаждает остальную часть воды.

Верхний слой находится между холодным воздухом сверху и более плотной водой внизу. Это становится все холоднее и в конечном итоге замерзает.

Вода при 4 ° С более грязная, поэтому верхняя вода остывает и тонет, а нижняя вода поднимается на свое место, а также остывает. Когда вся вода холодная, наверху образуется лед, но лед плавает, поэтому это ставит все на паузу.

Вода в 4С более сырая и не замерзает.

Холодная вода тонет Замороженная вода плавает

Это тот, который я понял ..

Это самый лучший

Мистер Колледж, что за 4C в американском подсчете?

Привет из Европы

У них гугл в европе тоже есть?

это единственный ответ ELI5. Поблагодарить

Вода идет всплеск. Лед холодный.

А если серьезно, то этот тоже заставил меня почесать голову .

что 2-летний знает, что такое водородная связь

Ewww затем вы скажете нам, что вы не знали, как построить микроволновую печь с нуля в 4 года .

Просто сделайте жужжание своим ртом, оно должно работать так же.

Это прекрасный ответ, и я мог бы прибегнуть к какой-то не связанной мысли: это не должно работать таким образом. Многие химические вещества не ведут себя таким образом, и если озера замерзли со дна или лед образовался на поверхности и упал на дно, задушив дно, сложная жизнь, вероятно, не могла возникнуть. Поэтому, когда люди говорят о том, что вода важна для жизни, одна из многих причин заключается в том, что вода ведет себя очень необычным образом, который очень важен для существования сложной жизни.

Это также означало бы, что, когда кубики льда тают, мой напиток может переполниться, одинаково эффектно.

Можете ли вы ответить или дать ссылку, почему вода такая особенная?

Я знаю, это потому, что меня так учили, но я никогда не знал, почему. Почему вода — единственное вещество (о котором я знаю), которое имеет «пик» плотности выше точки замерзания / плавления?

Уф. Я знаю, дай мне посмотреть, смогу ли я объяснить.

Вода является полярной, что означает, что каждая молекула имеет слегка положительно заряженную сторону и слегка отрицательно заряженную сторону. Когда вода становится холоднее, молекулы становятся ближе друг к другу, следовательно, увеличивается плотность. Из-за своей формы молекулы могут ДЕЙСТВИТЕЛЬНО сблизиться друг с другом до 4 градусов Цельсия, после чего тепловой энергии достаточно мало, чтобы образовались водородные связи. Эти связи помещают каждую молекулу на фиксированное расстояние друг от друга в кристаллической решетке, это расстояние больше, чем когда они были слишком энергичны для образования водородных связей. Поскольку молекулы вытесняются водородной связью дальше друг от друга, плотность уменьшается от 4 до 0 градусов Цельсия.

Имеет ли это смысл?

Хорошо, это имеет смысл, но, как и вся наука, теперь у меня есть еще вопросы 🙂

Во-первых, я уверен, что вода — не единственная полярная молекула, не так ли? Мол, я не уверен, что перекись водорода есть, но это H2O2, верно? Разве это не будет вести себя так же? Распространяя это на всех остальных, я предполагаю, что мой вопрос: почему только вода? Почему никакая другая жидкость, о которой мы знаем, не обладает этим свойством?

Во-вторых, и это может быть глупо, но если вы раздвинете молекулы водорода в их решетке, разве это не добавит энергии системе? (Я думаю, как потенциальная энергия) потому что они действительно хотят быть связаны, нет? И потом, разве эта энергия не должна выходить в виде тепла и создавать какую-то границу, где она пытается остыть, но не может, потому что при соприкосновении ее ближе друг к другу возникает желание снова согреться?

Последний, вероятно, глуп, но я попытался сформулировать это правильно.

Изменить: еще один вопрос, но то, как вы описали это также заставляет это звучать как кристаллы формы в 4C? Почему тогда это не определение точки замерзания и плавления? Я думал, что вы не можете иметь кристаллические связи и все равно считаться жидкостью. Я мог бы сформулировать вопрос так: почему вода все еще может двигаться и заполнять контейнер любой формы, если он имеет кристаллические связи?

Дальнейшее редактирование: в случае, если вы не можете сказать, моим худшим предметом STEM всегда была химия.

Ну, мой любимый предмет STEM — химия, так что я могу помочь вам! 😉

Я начну с двух простых определений: 1) Ковалентные связи: общая пара электронов, которые (электростатически) притягиваются к ядрам, если атомы связаны (например, молекула H2, где -ve электронная пара между ядрами водорода + ve привлечены друг к другу.

2) электроотрицательность: измерение степени притяжения атома связывающих электронных пар в ковалентной связи. Как правило, чем больше электронов имеет атом, тем выше его электроотрицательность. Пример: водород имеет 1 электрон, хлор — 17. Таким образом, Cl является более электроотрицательным, поэтому в связи H-Cl электронная пара, которая образует эту ковалентную связь, притягивается больше Cl, чем H. Таким образом, электронная пара ближе к Cl, чем к H. Простой, верно?

Хорошо, когда у нас есть ковалентная связь, где электронная пара распределяется неравномерно (из-за различной электроотрицательности связывающих частиц), связь называется полярной связью .

Поскольку электроны находятся ближе к одному концу связи, чем к другому, у нас есть области с относительно более высокой и более низкой электронной плотностью. Таким образом, полярные связи имеют относительные заряды, называемые диполями , поэтому положительный конец называется «дельта +», а отрицательный — «дельта -».

Итак, здесь вы можете задаться вопросом, почему нам нужны 4 слоя химического определения, чтобы понять, почему лед плывет по воде, но подождите, пожалуйста! Стоит разобраться с этими понятиями, потому что они выводят вас на более высокий уровень понимания, казалось бы, простых вещей!

Итак, что такое водородная связь? Это определяется следующим образом: Сильное электростатическое притяжение между: — отсутствующим электроном атомом водорода в одной молекуле; — одинокой парой электронов в очень электроотрицательном атоме в другой молекуле.

(Электростатическое притяжение означает только притяжение между + be и -ve зарядами. Даже сложные по звучанию вещи могут быть простыми, если вы знаете, что они означают!) (Кроме того, это называется водородной связью, потому что водород всегда является одной из вещей, притягиваемых к другой. )

Итак, обратите внимание, как определение определяет, что вещество, связывающееся с водородом, должно быть сильно электроотрицательным ? Ну, атом кислорода это просто так. Как атом, он имеет 6 электронов в своей внешней оболочке, или 3 одиноких пары. В молекуле воды (H2O) есть 2 ковалентные связи, которые образует кислород, по одной с каждым водородом рядом с ним. Помните, как ковалентные связи являются общими парами электронов ? Это означает, что каждый атом, образующий ковалентную связь, дает один электрон для создания пары связывания.

Итак, в H2O есть 2 ковалентные связи, выходящие из атома кислорода, и кислород отдает один электрон на связь. Это означает, что у кислорода осталось 4 электрона вокруг его атома, или 2 неподеленные пары электронов .

Теперь, посмотрите в определении водородной связи, как это говорит о том, что она образуется между водородом и неподеленной парой очень электроотрицательных частиц? В этом и заключается ответ на ваш первый вопрос. Атомы, такие как азот или кислород, МОГУТ образовывать водородные связи, потому что они сильно электроотрицательны и имеют неподеленные пары электронов .

Я не слишком знаком с H2O2 как молекулой, но я бы поспорил, что он действительно может образовывать водородные связи между его молекулами, так как он имеет атомы водорода и атомы кислорода (что, как я объяснил, образует водородные связи).

На ваш другой вопрос о других жидкостях с водородными связями, подумайте о NH3, АКА аммиак, в его жидком состоянии. Он имеет азот в качестве центрального атома, а 3 атома водорода связаны с помощью ковалентных связей. Азот имеет 5 электронов в своей внешней оболочке, где 3 используются для образования трех ковалентных связей NH. Таким образом, два электрона остаются , оставляя только достаточно для одной неподеленной пары электронов .

Кажется, мы находимся на пути к получению еще одной жидкости с водородными связями по своей структуре, верно? Неправильно!

Поскольку каждая молекула NH3 имеет только 1 неподеленную пару электронов, но 3 атома водорода с низким содержанием электронов, только ОДНА водородная связь может образоваться между 2 молекулами NH3. это выглядит так

Теоретически это может привести к образованию длинной цепочки молекул NH3, связанных водородными связями.

Но что уникально в воде, так это то, что водородные связи, которые она имеет в форме льда, образуют всю структуру льда. увидеть? Молекулы воды удерживаются в этой решетке водородными связями, когда вода находится в форме льда. Так водородные связи определяют закономерности кристаллизации воды при замерзании в лед.

Другой вопрос, который у вас возник, похож на физический подход к проблеме химии, который обычно поднимает концептуальный уровень выше, но мне может потребоваться исправить некоторые сделанные вами предположения:

Итак, вы сказали, что в этой решетке, которую вода образует, когда она является льдом, атомы водорода на молекулах H20 раздвигаются, образуя водородные связи, верно? Вы предполагали, что эти атомы водорода притягиваются друг к другу, поэтому раздвигая их, нужно работать против силы.

На это я должен сказать, что я не очень уверен, что происходит на более глубоком уровне, потому что я не изучал химию на достаточно продвинутом уровне. Но я могу работать на основе определений и сказать, что, когда образуются связи, это экзотермический процесс, означающий, что энергия теряется из системы (в данном случае молекулы H2O) и попадает в окружающую среду .

Так что я бы предположил, что когда вода остывает, энергия фактически высвобождается. Но, по сравнению с тем, как быстро температура падает до того, насколько эти образования водородных связей повышают температуру, температура будет снижаться в целом. Таким образом, в морозильной камере окружающая среда охлаждается так быстро, что образования водородных связей недостаточно для создания значительных / заметных количеств тепла.

Все еще теоретизирую здесь, но вы думали, что какая-то граница или градиент могут образоваться там, где больше тепла и меньше тепла, а более горячая часть останавливает замерзание, верно? Когда вы смотрите на вещи, возникающие при кристаллизации воды, я думаю, вы действительно видите, как отдельные «мини-айсберги» начинают формироваться по всей воде и увеличиваться в размерах с течением времени. Но, как мне грустно ранее, тепло, выделяемое образованием водородных связей, недостаточно велико, чтобы уравновесить, не говоря уже об обратном охлаждении воды в целом.

На ваш последний вопрос (почему водородные связи начинают формироваться при температуре ниже 4 градусов по Цельсию?):

Может быть, в диапазоне от 4 до 0 по Цельсию, образование водородной связи недостаточно быстро, чтобы мы могли заметить в человеческом масштабе? Пример: скажем, если мы увидели лужу воды, где начальная температура составляет 5 градусов Цельсия, а заканчивается -5 градусов Цельсия. С 5 до 4 по Цельсию все равно будет вода. От 4 до 0 по Цельсию водородные связи будут постепенно образовываться все быстрее и быстрее (это связано с тем, что экзотермические процессы, такие как образование связей, увеличивают скорость при понижении температуры). От 0 до -5 по Цельсию водородные связи будут образовываться еще быстрее чем раньше .

Может быть, когда мы обычно имеем дело с водой, она начинает замерзать со значительной скоростью, когда температура составляет 0 градусов Цельсия? Я на самом деле не знаю, просто интересно.

Если вы добавляете определенные химические вещества (соль) в воду, вы меняете температуру замерзания / плавления.

Возможно, 100% воды ( все молекулы H2O, без изотопов какого-либо элемента, без примесей) при абсолютно однородной температуре образуют водородные связи при 4 градусах Цельсия, но в реальной жизни это крайне редко встречаемое условие, поэтому мы устанавливаем общую воду точка замерзания в 0? Может быть, магнитное поле Земли оказывает влияние или гравитацией, или фотонами, или космическими лучами?

Кто знает? Это интересный вопрос, как и все остальные. Теперь мне тоже любопытно .

Я сейчас вспоминаю эндотермические, экзотермические и электроотрицательные, спасибо.

Очень ценю, что вы нашли время.

У меня был один вопрос о том, что вы сказали, хотя я, кажется, помню, как меня учили, что все химические реакции имели положительную скорость реакции по отношению к температуре. Вы говорите, что это относится только к экзотермическим (или эндотермическим) реакциям? Любая причина, почему это так?

Я помню, как меня учили, что, поскольку температура — это всего лишь мера случайного движения молекул в веществе, повышение ее температуры заставляет молекулы больше подпрыгивать друг к другу и больше взаимодействовать друг с другом, а это, в свою очередь, повышает вероятность химических реакций в поворот увеличения скорости реакции.

Не проблема для меня, чтобы занять время, я рад, что вы прочитали этот длинный комментарий! Кроме того, я тоже пересматриваю химию, обдумывая все это снова.

Меня учили, что повышение температуры в целом также увеличивает скорость реакции, потому что вы увеличиваете частоту успешных столкновений между реагентами. Успешное столкновение — это такое, когда энергия сталкивающихся молекул больше, чем требуется для активации. Если столкновение не будет успешным, реагенты не будут слипаться, образуя молекулы продукта. Так что это общее влияние температуры на скорость или реакцию.

Но есть также концепция равновесия . Я объясню, что происходит с эндотермической реакцией при изменении температуры.

Итак, представьте, что 2 типа молекул, A и B, реагируют, образуя молекулы другого типа, C. Сбалансированное химическое уравнение будет следующим: A + B -> C Достаточно просто, да? Хорошо, учтите, что реакция является эндотермической , поэтому, когда реагенты превращаются в продукты, система получает энергию из окружающей среды . Система здесь — это молекулы, участвующие в химической реакции, а среда — это место вокруг реакции. Это может быть жидкий раствор (вода) или даже газообразный (воздух).

Здесь мы можем рассматривать энтальпию (способ сказать тепло, энергию или температуру) в качестве реагента , потому что А и В нуждаются в том, чтобы она превратилась в С. Поэтому для эндотермических реакций мы можем написать другое «уравнение» (хотя это не совсем химическое уравнение, оно помогает нам понять, что происходит в реакции:

A + B + энтальпия (тепло) —> C

Это говорит нам о том, что для эндотермических реакций увеличение энтальпии, доступной реагентам (путем нагревания окружающей среды), сместит равновесие с левой стороны уравнения в правую сторону. Это связано с тем, что равновесия сдвигаются, чтобы обратить вспять изменение условий их реакций. Таким образом, причина того, что эндотермические реакции будут производить больше продуктов, когда больше энергии отдается (более высокая температура), заключается в том, что вы меняете систему, обеспечивая ее большей энтальпией. Таким образом, равновесие переместится во дворец, где это изменение может быть полностью изменено. Это место, где эта лишняя энергия отнимается. В случае приведенного выше уравнения i это место находится с левой стороны уравнения. Каждая пара молекул A и B также принимает некоторую энтальпию и превращает ее в C. Таким образом, способ для реакции, чтобы минимизировать / обратить вспять изменение условий, состоит в том, чтобы перейти в левую сторону .

Давайте рассмотрим это с точки зрения экзотермических реакций. Здесь молекулы X и Y реагируют с образованием Z, и когда это происходит, энергия выделяется из системы (молекул) в окружающую среду.

Для этой экзотермической реакции можно записать другое уравнение: X + Y —> Z Но если мы рассмотрим энергию как произведение, то это также можно записать: X + Y —> Z + энтальпия (тепло)

Таким образом, для экзотермической реакции (такой как образование водородных связей между молекулами воды), когда вы повышаете температуру, вы добавляете в систему больше энтальпии. Равновесие этой системы сместится, чтобы обратить это изменение вспять , поэтому обратная реакция, в которой Z и энтальпия превращаются в X и Y, будет происходить больше, потому что равновесие сместилось к правой стороне.

Для сценария с водородными связями это означает, что повышение температуры фактически приведет к тому, что продукты Z и энтальпия (в данном случае Z являются водородными связями) снова превращаются в реагенты. (Я применяю некоторые концепции в этой ситуации, так что просто знайте, что в этой конкретной ситуации не может быть только частиц X и Y, которые являются реагентами. Более того, повышение температуры приводит к разрыву водородных связей и прекращению их образования, поэтому они более несвязанные молекулы воды будут сформированы.)

Однако, когда вы уменьшите температуру воды, равновесие сместится в сторону, где это изменение будет обращено / минимизировано. Это сторона, где выделяется больше тепла, или правая сторона реакции:

X + Y —> Z + энергия,

Вы уменьшаете энергию, доступную для системы, так что равновесие будет двигаться так, что эта недостающая энергия будет заменена. Это происходит, когда прямая реакция (X и произведенная энергия) происходит больше.

Кроме того, если точка равновесия перемещается вправо, это означает, что, как только подобная реакция достигнет этой точки равновесия, выход вещей справа (в данном случае водородных связей) будет увеличен .

Таким образом, повышение температуры увеличивает количество успешных столкновений и, следовательно, скорость реакции, но помимо скорости реакции, температура также оказывает большое влияние на равновесие реакции.

Итак, при огромной температуре, скажем, 2000 градусов по Цельсию, да, скорость реакции будет очень высокой из-за высокой температуры, но количество образующихся водородных связей, вероятно, будет нулевым, как и их выход.

Это имеет смысл, потому что связи разрушают энергию из окружающей среды, а когда образуются, выделяют энергию в окружающую среду. Таким образом, если у нас такие высокие температуры, то даже если образуется одинарная водородная связь, тогда температура системы будет достаточно высокой, чтобы связь взяла энергию и немедленно разорвалась .

Итак, здесь простой способ понять систему состоит в том, что при высоких температурах любые образующиеся водородные связи будут разрываться из-за большого количества энергии, обеспечиваемой высокой температурой. Это имеет смысл.

Но более сложный способ понять это состоит в том, что водородные связи и температура являются частью равновесия . То есть, когда температура увеличивается, водородные связи разрушаются, чтобы обратить вспять это повышение температуры.

Извините за длинный комментарий еще раз, я надеюсь, что по крайней мере это было понятно. Если вы хотите узнать больше о таких вещах, я рекомендую Академию Хана или веб-сайт под названием chemguide, они прекрасно объясняют химические концепции!

Источник