Gelo

em Educação


Ice (do inglês antigo " é ", por sua vez, a partir do proto-germânico " * isaz ") é Água congelada em um sólido Estado. Dependendo da presença de impurezas tais como partículas de Solo ou bolhas de ar , que pode parecer transparente ou uma mais ou menos opaca de cor branca azulada.
 
No Sistema Solar , Gelo ocorre naturalmente a partir de tão perto do Sol como Mercury para tão longe como a nuvem de Oort . Além do sistema solar, ocorre como gelo interestelar . É abundante na Terra superfície 's - em especial nas regiões polares e acima da linha de neve [ 1 ]  - e, como uma forma comum de precipitação e deposição , desempenha um papel fundamental na Terra ciclo da água e do clima . Ele cai como flocos de neve e granizo ou ocorre como geada , pingentes ou picos de gelo .
 
Gelo moléculas exibem diferentes fases ( geometrias de Embalagem ) que dependem da Temperatura e da pressão. Praticamente todo o gelo na superfície da Terra e em sua atmosfera é de um hexagonal estrutura cristalina denotado como gelo I h (falado como "ice um h"). O mais comum de transição de fase de gelo I h ocorre quando a água líquida é arrefecida abaixo de 0 ° C ( 273,15 K , 32 ° F ) a pressão atmosférica normal . Ele também pode ser depositado directamente por vapor de água , como acontece na formação de geada. A transição de gelo para a água está derretendo e de gelo diretamente ao vapor de água é sublimação .
 
Ice é usado em uma variedade de maneiras, incluindo refrigeração, esportes de Inverno e Escultura de gelo .
 
Conteúdo  [ hide ] 
1 Características
1.1 slipperiness
2 formação Natural
2.1 Ice sobre os oceanos
2.2 Ice em terra e estruturas
2.3 Ice em rios e córregos
2.4 Ice em lagos
2.5 Ice no ar
2.5.1 Rime gelo
2.5.2 pelotas de gelo
2.5.3 Hail
2.5.4 Snowflakes
2.5.5 Pó de diamante
3 Produção
3.1 Ice colheita
3.2 A produção comercial
4 Usos
4.1 Sports
4.2 Outros usos
5 Ice e transporte
6 Fases
7 Outros ices
8 Veja também
9 Referências
10 Ligações externas
Características [ editar ]
 
A estrutura de Cristal de gelo hexagonal. Cinza linhas tracejadas indicam ligações de hidrogênio.
Como cristalino de ocorrência natural sólido inorgânico com uma estrutura ordenada, o gelo é considerado um Mineral . [ citação necessário ] Possui um regular cristalino estrutura com base na Molécula de água, o qual é constituído por um único oxigénio átomo covalentemente ligado a dois Átomos de hidrogénio , ou HOH. No entanto, muitas das propriedades físicas da água e do gelo são controlados pela formação de ligações de hidrogénio entre átomos de oxigénio e de hidrogénio adjacentes; ao mesmo Tempo que é uma ligação fraca, é no entanto crítico no controle da estrutura de água e gelo.
 
Uma propriedade invulgar de gelo congelado a pressão atmosférica é que o sólido é de aproximadamente 8,3% a menos denso do que a água no estado Líquido. A densidade de gelo é 0,9167 g / cm 3 a 0 ° C, [ 2 ] Considerando que a água tem uma densidade de 0,9998 g / cm, à mesma temperatura. Água líquida é mais denso, essencialmente, 1,00 g / cm, a 4 ° C e torna-se menos denso como as moléculas de água começar a formar os hexagonais cristais [ 3 ] de gelo como o ponto de congelação é atingido. Isto é devido à ligação de hidrogénio que domina as forças intermoleculares, o que resulta numa embalagem de moléculas menos compactas no sólido. Densidade de gelo aumenta ligeiramente com a diminuição da temperatura e tem um valor de 0,9340 g / cm a -180 ° C (93 K). [ 4 ]
 
Quando a água congela, ela aumenta de volume (cerca de 9% para a água doce). [ 5 ] O efeito da expansão durante o congelamento pode ser dramático, e expansão de gelo é uma causa básica de congelamento-descongelamento intemperismo de Rocha na Natureza e danos fundações do Edifício e estradas de geada arfante . Ele também é uma causa comum de inundação de Casas quando as tubulações de água estourou devido à pressão de expansão de água quando se congela.
 
O resultado deste processo é que o gelo (na sua forma mais comum) flutua sobre a água no estado líquido, o que é uma característica importante na Terra Biosfera . Tem sido argumentado que, sem essa propriedade corpos de água naturais iria congelar, em alguns casos, de forma permanente, de baixo para cima, [ 6 ] , resultando em uma perda de Vida Animal e vegetal dependentes de fundo em água doce e do Mar. Suficientemente finas camadas de gelo permitem a passagem de Luz ao mesmo tempo proteger a parte inferior de extremos climáticos de curto prazo, tais como vento frio . Isso cria um ambiente protegido para colónias de Bactérias e algas. Quando a água congela mar, o gelo é cheio de canais cheios de água salgada que sustentam organismos sympagic tais como bactérias, algas, copépodes e anelídeos, que por sua vez, servem de alimento para os Animais, como o krill e peixes especializado como o notothen Bald , alimentados em cima, por sua vez por animais maiores, como os pinguins Imperador e baleias Minke . [ 7 ]
 
Quando o gelo derrete, ele absorve o máximo de energia , uma vez que seria necessário para aquecer uma massa equivalente de água em 80 ° C. Durante o processo de fusão, a temperatura permanece constante, a 0 ° C. Enquanto derretendo, qualquer energia adicional rompe as ligações de hidrogênio entre gelo (água) moléculas. Energia fique disponível para aumentar a energia térmica (temperatura) apenas depois de ligações de hidrogénio são suficientes quebrado que o gelo pode ser considerada a água líquida. A quantidade de energia consumida pela quebra de ligações de hidrogénio na transição de gelo a água é conhecido como o calor de fusão .
 
Tal como acontece com a água, o gelo absorve a luz no fim do Vermelho do espectro, preferencialmente, como o resultado de um tom de uma mistura de oxigénio e hidrogénio (OH) stretch bond. Em comparação com a água, esta absorção está ligeiramente deslocada para energias mais baixas. Assim, o gelo aparece em Azul, com um tom um pouco mais Verde do que para a água líquida. Desde a absorção é cumulativo, o efeito de cor se intensifica com o aumento da espessura ou se reflexões internas com que a luz para tomar um caminho mais longo através do gelo. [ 8 ]
 
Outras cores podem aparecer na presença de impurezas de absorção de luz, onde a impureza é que ditam a cor, em vez de a si gelo. Por exemplo, icebergs que contêm impurezas (por exemplo, sedimentos, algas, bolhas de ar) pode aparecer marrom, cinza ou verde. [ 8 ]
 
Escorregadio [ editar ]
 
Cachoeira congelada no sudeste de Nova York
Gelo foi originalmente pensado para ser escorregadio devido à pressão de um objecto que entra em contacto com o gelo, o qual funde uma fina camada de gelo e permitindo que o objeto a deslizar ao longo da superfície. [ 9 ] Por exemplo, a lâmina de um patim de gelo , em cima exercendo uma pressão sobre o gelo, que derreter uma camada fina, proporcionando a lubrificação entre o gelo e a lâmina. Esta explicação, chamado de "fusão de pressão", teve origem no Século 19. Ele, porém, não conta para patinar no gelo temperaturas inferior a -4,0 ° C, que muitas vezes patinadores patinar em cima.
 
No século 20, uma explicação alternativa, chamada de "aquecimento de atrito", foi proposta, pela qual o material de atrito foi a causa da fusão da camada de gelo. No entanto, esta teoria também não conseguiu explicar patinação a baixa temperatura. Nem suficientemente explicado por que o gelo é escorregadio quando está parado, mesmo em temperaturas abaixo de zero. [ 9 ]
 
Acredita-se agora que o gelo é escorregadio porque as moléculas de gelo em contato com o ar não podem ligar-se corretamente com as moléculas da massa de gelo por baixo (e, portanto, está livre para mover-se como moléculas de água em estado líquido). Estas moléculas permanecem num estado semi-líquido, proporcionar lubrificação independentemente da pressão exercida contra o gelo por qualquer objecto. No entanto, o significado desta hipótese é contestada por experiências que mostram um alto coeficiente de atrito para o gelo usando microscopia de força atômica . [ 10 ]
 
Formação Natural [ editar ]
 
Pena gelo no planalto perto Alta, Noruega . Os cristais se formam a temperaturas inferiores a -30 ° C (isto é, -22 ° F).
O termo que descreve colectivamente todas as partes da superfície da Terra onde a água está na forma congelada é o cryosphere . O gelo é um componente importante do clima global, particularmente no que se refere ao ciclo da água. Geleiras e snowpacks são um mecanismo de armazenamento importante para água doce; ao longo do tempo, eles podem sublimar ou derreter. Snowmelt muitas vezes é uma importante fonte de água fresca da época. A Organização Meteorológica Mundial define vários tipos de gelo dependendo origem, tamanho, forma, influência e assim por diante. [ 11 ] hidratos Clathrate são formas de gelo que contêm moléculas de Gás presas dentro de sua rede cristalina.
 
Ice sobre os oceanos [ editar ]
Ver artigo principal: O gelo do mar
O gelo, que se encontra no mar pode ser na forma de gelo de vento que flutua na água, gelo rápido fixo a uma linha de Costa ou âncora gelo se ligado ao fundo do mar. O gelo que bezerros (quebra) de uma plataforma de gelo ou geleira pode se tornar um ice berg . O gelo do mar pode ser forçado entre si por correntes e dos ventos para formar cristas de pressão de até 12 metros (39 ft) de altura. A navegação através áreas de gelo do mar ocorre em aberturas chamadas polynyas ou leads ou requer o uso de um Navio especial chamado um quebra-gelo .
 
Ice em terra e estruturas [ editar ]
 
Ice on conífera após chuva congelante
Gelo na faixa de terra desde o maior tipo chamado um lençol de gelo para menores calotas de gelo e campos de gelo para as geleiras e correntes de gelo para os de linha de neve e campos de neve .
 
Aufeis é gelo em camadas que se forma no Ártico e vales com rios subárctica. Ice, congelado no leito, blocos de descarga normal das águas subterrâneas, e faz com que o lençol freático, a subir, resultando em descarga de água em cima da camada congelada. Esta água, em seguida, congela, fazendo com que o lençol freático para subir ainda mais e repetir o ciclo. O resultado é um depósito de gelo estratificada, frequentemente vários metros de espessura.
 
Congelamento chuva é um tipo de tempestade de inverno chamado de tempestade de gelo , onde a chuva cai e, em seguida, congela a produção de um esmalte de gelo. Ice também pode formar pingentes , semelhantes às estalactites na aparência, ou estalagmite -como formas como gotas de água e re-congelamento.
 
O termo barragem de gelo tem três significados (outros discutido abaixo). Em estruturas de uma barragem de gelo é o acúmulo de gelo em um inclinado telhado que pára água de fusão de drenagem adequada e pode causar danos de vazamentos de água em edifícios.
 
Gelo em rios e córregos [ editar ]
 
Um pequeno congelado riacho
O gelo que se forma na água em movimento tende a ser menos uniforme e estável do que o gelo que se forma sobre águas calmas. compotas de gelo (às vezes chamado de uma barragem de gelo), quando os pedaços quebrados de gelo se acumulam, são o maior perigo de gelo em rios. Compotas de gelo podem causar inundações, danos em estruturas ou perto do Rio, e os vasos de danos no rio. Compotas de gelo pode causar alguns hidrelétricas instalações industriais para desligar completamente. Uma barragem de gelo é uma barragem (bloqueio) a partir do movimento de uma geleira que pode produzir um Lago proglacial . Gelo pesada flui em rios também podem danificar os vasos e exigem o uso de um quebra-gelo para manter a possibilidade de navegação.
 
Discos de gelo são formações circulares de gelo cercada por água em um rio.
 
Panqueca de gelo é uma formação de gelo geralmente criado em áreas com condições menos calmos.
 
Gelo em lagos [ editar ]
Formas de gelo em águas calmas das margens, uma camada fina se espalhando por toda a superfície, em seguida, para baixo. Gelo em lagos é geralmente quatro tipos:. Primário, secundário, sobrepostas e aglomerados [ 12 ] [ 13 ] as formas de gelo primárias primeiros. Formas secundárias de gelo abaixo do gelo primário numa direcção paralela à direcção do fluxo de calor. As formas de gelo sobrepor sobre a superfície de gelo da chuva ou água que se infiltra através de fendas no gelo, que muitas vezes se instala quando carregado com neve.
 
Plataforma de gelo é quando pedaços flutuantes de gelo são movidos pelo vento acumulando na costa do barlavento.
 
Vela de gelo é uma forma de gelo podre que se desenvolve em colunas perpendiculares à superfície de um lago.
 
Gelo no ar [ editar ]
Gelo Rime [ editar ]
Rime é um tipo de gelo formado sobre objectos frios quando gotas de água sobre eles cristalizar. Isso pode ser observado no nevoeiro do tempo, quando a temperatura cai durante a Noite. Rime macio contém uma elevada proporção de ar preso, fazendo parecer branco, em vez de transparente, e dando-lhe uma densidade de cerca de um Quarto do que de puro gelo. Difícil rime é comparativamente mais denso.
 
Pelotas de gelo [ editar ]
Veja também: pelotas de gelo
 
Um acúmulo de pelotas de gelo
Pelotas de gelo são uma forma de precipitação, composta por pequenas translúcidas bolas de gelo. Esta forma de precipitação é também referido como granizo pela United States National Weather Service . [ 14 ] (Em Inglês Commonwealth "sleet" refere-se a uma mistura de chuva e neve ). Pelotas de gelo são geralmente (mas nem sempre) menor do que pedras de granizo. [ 15 ] Eles costumam saltar quando bateu no chão, e, geralmente, não congelar em uma massa sólida, a menos que misturado com chuva congelante . O METAR código para pelotas de gelo é PL . [ 16 ]
 
Pelotas de gelo se formam quando uma camada de ar acima de congelamento está localizada entre 1.500 e 3.000 metros (4.900 e 9.800 pés) acima do solo, com sub-congelamento do ar acima e abaixo dele. Isto faz com que a fusão parcial ou completa de quaisquer flocos que caem através da camada de ar quente. Como eles caem de volta para a camada de sub-congelamento mais perto da superfície, eles voltar a congelar em pelotas de gelo. No entanto, se a camada de sub-congelação abaixo da camada de ar quente é demasiado pequena, a precipitação não têm tempo para re-congelamento, congelamento e chuva irá ser o resultado na superfície. Um perfil de temperatura que mostra uma camada de ar quente acima do solo é mais provável de ser encontrado com antecedência de uma frente quente durante a estação fria, [ 17 ] , mas ocasionalmente pode ser encontrado atrás de uma passagem da frente fria .
 
Hail [ editar ]
Veja também: Hail
 
Uma grande Pedra de granizo, de cerca de 6 cm (2,4 in) de diâmetro
À semelhança de outros precipitação, formas de granizo na tempestade nuvens quando supercooled gotas de água congelam-se em contacto com núcleos de condensação , como poeira ou sujeira . A tempestade updraft sopra as pedras de granizo para a parte superior da nuvem. Os dissipa Updraft e as pedras de granizo cair, de volta para a corrente ascendente, e são levantadas para cima novamente. Ave tem um diâmetro de 5 milímetros (0,20 cm) ou mais. [ 18 ] Dentro METAR código, GR é usado para indicar maior granizo, de um diâmetro de pelo menos 6,4 milímetros (0,25 polegadas) e GS por menor. [ 16 ] Pedras apenas maior do que Bola de Golfe -sized são um dos tamanhos de granizo mais frequentemente relatados. [ 19 ] Hailstones pode crescer até 15 centímetros (6 polegadas) e pesar mais de 0,5 kg (1,1 lb). [ 20 ] Em grandes pedras de granizo, latente calor liberado por mais de congelamento pode derreter a camada externa do granizo. O granizo então pode sofrer "crescimento molhado ', onde a camada externa líquida recolhe outros granizo menores. [ 21 ] O granizo ganha uma camada de gelo e cresce cada vez maior com cada subida. Uma vez que a pedra de granizo torna-se pesado demais para ser suportado por corrente ascendente da tempestade, cai a partir da nuvem. [ 22 ]
 
Formas de granizo na forte trovoada nuvens, particularmente aqueles com updrafts intensos, elevado teor de água em estado líquido, grande extensão vertical, grandes gotas de água, e onde uma boa parte da camada de nuvem está abaixo de zero 0 ° C (32 ° F). [ 18 ] Hail produtoras de nuvens são muitas vezes identificadas pela coloração verde. [ 23 ] [ 24 ] A taxa de crescimento é maximizada a cerca de -13 ° C (9 ° F), e torna-se muito pequeno muito abaixo de -30 ° C (-22 ° F ) como gotas de água super-se rara. Por esta Razão, o granizo é mais comum dentro de interiores continentais de latitudes médias, como a formação de granizo é consideravelmente mais provável quando o nível de congelamento está abaixo da altitude de 11.000 pés (3.400 m). [ 25 ] arrastamento de ar seco em tempestades fortes sobre os continentes pode aumentar a freqüência de granizo, através da promoção de arrefecimento evaporational o que reduz o nível de congelamento das nuvens de tempestade de granizo que dão um volume maior de crescer em. Assim, o granizo é, na verdade, menos comum nos trópicos, apesar de uma muito maior frequência de tempestades do que em meados da década -latitudes porque a atmosfera ao longo dos trópicos tende a ser mais quente sobre uma profundidade muito maior. Hail nos trópicos ocorre, principalmente, em altitudes mais elevadas. [ 26 ]
 
Flocos de neve [ editar ]
Ver artigo principal: Snowflake
 
Snowflake visualizada em um microscópio óptico
Cristais de neve se formam quando minúsculos supercooled gotículas de nuvem (cerca de 10 mm de diâmetro) congelar . Estas gotículas são capazes de permanecer líquidos a temperaturas inferiores a -18 ° C (255 K; 0 ° C), porque a congelar, algumas moléculas na gotícula precisa ficar juntos por acaso, para formar uma disposição semelhante à que num banho de gelo estrutura; em seguida, a gotícula congela em torno desta "núcleo". As experiências mostram que este nucleação "homogénea" de gotículas de nuvem apenas ocorre a temperaturas inferiores a -35 ° C. (238 K; -31 ° C) [ 27 ] Em nuvens quentes de um aerossol de partículas ou "núcleo de gelo" deve estar Presente em ( ou em contacto com) a gota a actuar como um núcleo. Nossa compreensão do que partículas fazer núcleos de gelo eficientes é Pobre - o que nós sabemos é que eles são muito raros em comparação com que os núcleos de condensação de nuvens em que gotículas de líquido formam. Argilas, poeira do Deserto e partículas biológicas podem ser eficazes, [ 28 ] embora até que ponto não é clara. Núcleos artificiais são usados ​​em semeadura de nuvens . [ 29 ] A gota então cresce por condensação de vapor de água sobre as superfícies de gelo.
 
Pó de diamante [ editar ]
Veja também: pó de diamante
Os chamados "pó de diamante", também conhecido como agulhas de gelo ou de cristais de gelo, a temperaturas que se aproximam formas -40 ° C (-40 ° F), devido ao ar com uma ligeiramente mais elevada humidade no ar de mistura com ar frio, com base superfície. [ 30 ] O identificador de METAR para pó de diamante dentro de relatórios internacionais de tempo de hora em hora é IC. [ 16 ]
 
Produção [ editar ]
 
Colhendo gelo no Lago St. Clair , em Michigan , c. 1905
Arquivo: Filme amador colheita gelo Pocono Manor 1919.ogv
B & W filme de 1919 colheita de gelo em Pocono Manor nas Poconos
 
Uma Fábrica de gelo no Oriente Midnapore , Índia
O gelo é agora produzido mecanicamente em grande escala, mas antes de refrigeração foi desenvolvido gelo foi colhida a partir de fontes naturais para uso Humano.
 
Colheita Ice [ editar ]
Ver artigo principal: corte Ice
 
Ice-colheita exposição no Museu do Estado de Maine em Augusta , Maine
 
Uma vez colhida, o gelo foi transportado em vagões, como este, restaurado em 1965 e exibido no Museu do Transporte Terrestre Cole em Bangor , Maine
Gelo tem sido avaliado como um meio de arrefecimento. Em 400 aC o Irã , persas engenheiros já havia dominado a técnica de armazenar gelo no meio do Verão no deserto. O gelo foi trazido durante os invernos de montanhas próximas, em quantidades a granel, e armazenado em especialmente concebidos, naturalmente resfriado geladeiras , chamado yakhchal (significado de armazenamento de gelo ). Este foi um grande espaço subterrâneo (até 5000 m³), que tinha paredes espessas (pelo menos dois metros na base), feito de uma argamassa especial chamado sārooj , composto de areia, argila, claras de Ovos, limão, pêlo de Cabra e cinzas em proporções específicas, e que era conhecido por ser resistente à transferência de calor. Esta mistura foi pensado para ser completamente água impenetrável. O espaço, muitas vezes teve acesso a uma qanat , e muitas vezes continha um sistema de windcatchers que poderia facilmente trazer temperaturas dentro do espaço para níveis frígidas nos dias de verão. O gelo foi utilizado para refrigerar trata por direitos autorais.
 
Havia prósperas indústrias em 16 / Inglaterra do século 17 em que áreas baixas ao longo do estuário do Tamisa foram inundadas durante o inverno, e gelo colhido em carrinhos e armazenados inter-sazonalmente em casas de Madeira isolados como uma disposição para uma Geladeira muitas vezes localizados em grandes casas de Campo e amplamente utilizado para manter peixe fresco quando capturado em águas distantes. Este teria sido copiado por um inglês que tinha visto a mesma actividade na China. Ice foi importado para a Inglaterra da Noruega em uma escala considerável, já em 1823. [ 31 ]
 
Nos Estados Unidos, o primeiro carregamento de gelo foi enviada de Nova York para Charleston, Carolina do Sul , em 1799, [ 31 ] e pela primeira metade do século 19, a colheita de gelo havia se tornado um grande negócio. Frederic Tudor , que ficou conhecido como o "Ice King," trabalhou no desenvolvimento de melhores produtos de isolamento para a expedição de longa distância de gelo, especialmente para os trópicos; Isso ficou conhecido como o comércio de gelo .
 
Trieste enviou gelo para o Egito , Corfu , e Zante ; Suíça enviou-o para a França; e Alemanha, por vezes, foi fornecida a partir da Baviera lagos. [ 31 ] Até recentemente, [ quando? ] o Parlamento húngaro edifício utilizado gelo colhido no inverno de Lake Balaton para Ar Condicionado.
 
Casas do gelo foram usados ​​para armazenar gelo formado no inverno, para fazer gelo disponível durante todo o ano, e os primeiros frigoríficos eram conhecidos como refrigeradores , porque eles tinham um bloco de gelo neles. Em muitas cidades, não era incomum ter um gelo normal de entrega de serviço durante o verão. O advento da tecnologia de refrigeração artificial desde então tem feito a entrega de gelo obsoleto.
 
Ice ainda é colhido para eventos de gelo e neve escultura . Por exemplo, uma serra balanço é usado para conseguir gelo para o Ice and Snow Sculpture Festival Internacional de Harbin cada ano a partir da superfície congelada do rio Songhua . [ 32 ]
 
A produção comercial [ editar ]
Ice agora é produzido em escala industrial, para usos incluindo o armazenamento e processamento de Alimentos, fabricação de produtos químicos, de mistura de concreto e de cura, e do consumidor ou gelo embalado. [ 33 ] A maioria dos comerciais icemakers produzir três tipos básicos de gelo fragmentada: floco, tubulares e placa , usando uma variedade de técnicas. [ 33 ] grandes fabricantes de gelo em lotes pode produzir até 75 toneladas de gelo por Dia. [ 34 ]
 
Produção de gelo é um grande negócio; em 2002, havia 426 empresas comerciais de fazer gelo nos Estados Unidos, com um valor combinado de embarques de 595.487 mil dólares. [ 35 ]
 
Para a produção de gelo em pequena escala, muitos refrigeradores domésticos modernos também pode fazer gelo com um construído em máquina de gelo , o que normalmente fazem cubos de gelo ou gelo picado. Stand-alone unidades máquina de gelo que fazem os cubos de gelo são freqüentemente chamados de máquinas de gelo.
 
Usos [ editar ]
Sports [ editar ]
 
Vela Ice no Żnin pequeno lago
Ice também desempenha um papel central na recreação de inverno e em muitos esportes, como patinação no gelo , passeio de patinação , hóquei no gelo , Bandy , Pesca no gelo , Escalada no gelo , ondulação , Broomball e corridas de trenó no bobsled , luge e skeleton . Muitos dos diferentes esportes jogado no gelo chamar a atenção internacional a cada quatro anos, durante os Jogos Olímpicos de Inverno .
 
Uma espécie de veleiro em lâminas dá origem a iatismo gelo . A busca humana de excitação levou inclusive a corrida de gelo , onde os motoristas devem acelerar no lago de gelo, ao mesmo tempo, controlar a derrapagem do seu veículo (similar em alguns aspectos para pistas de terra ). O Esporte foi mesmo modificados para pistas de gelo .
 
Outros usos [ editar ]
Os cubos de gelo ou gelo esmagado pode ser utilizado para arrefecer Bebidas. À medida que o gelo derrete, ele absorve calor e mantém a bebida perto de 0 ° C (32 ° F).
O gelo pode ser utilizado para reduzir o inchaço (por redução do fluxo de sangue) e dor, pressionando-o de encontro a uma área do corpo. [ 36 ]
 
Pier Ice durante 1983 as operações de carga. Estação McMurdo , a Antártica
Os engenheiros usaram a força formidável de bloco de gelo quando construíram primeiro flutuante da Antártida pier gelo em 1973. [ 37 ] Tais piers de gelo são usados ​​durante as operações de carga para carregar e descarregar navios. Frota pessoal de operações tornar o cais flutuante durante o inverno. Eles construir em cima de ocorrência natural de água do mar congelada no Estreito de McMurdo até o cais atinge uma profundidade de cerca de 22 pés (6,7 m). Piers de gelo tem uma vida útil de três a cinco anos.
Estruturas e esculturas de gelo são construídas a partir de grandes pedaços de gelo. As estruturas são em sua maioria ornamental (como é o caso com castelos de gelo ), e não é prático para a habitação de longo prazo. hotéis de gelo existem em uma base sazonal em algumas áreas frias. Os iglus são outro exemplo de uma estrutura temporária, feitas principalmente de neve .
Durante a Segunda Guerra Mundial, Projeto Habbakuk era um programa britânico que investigou o uso de pykrete (fibras de madeira misturado com gelo) como um possível material para navios de guerra, porta-aviões, especialmente devido à facilidade com que um grande deck pode ser construído, mas a idéia foi abandonada quando não havia fundos suficientes para a Construção de um protótipo.
Gelo pode ser usado para iniciar um incêndio por esculpir-lo em uma lente que se concentrará a luz solar em gravetos. Um incêndio acabará por começar. [ 38 ]
Ice foi usado até mesmo como o material para uma variedade de instrumentos musicais, por exemplo, o percussionista Terje Isungset . [ 39 ]
Ice já foi usado para resfriar frigoríficos no século 19, que se reflete no nome "iceboxes."
O gelo pode ser utilizado como parte de um sistema de ar condicionado .
Ice e transporte [ editar ]
 
Guarda costeira dos quebra-gelos próximos Estação McMurdo , Fevereiro 2002
Ice também pode ser um obstáculo; para portos perto dos pólos , sendo livre de gelo é uma vantagem importante; idealmente, durante todo o ano. Exemplos são Murmansk (Rússia), Petsamo (Rússia, anteriormente Finlândia) e Vardø (Noruega). Portos que não são são abertas usando livre de gelo quebra-gelos .
 
Sinal de aviso sobre a formação de gelo nas estradas Québec
Formação de gelo em estradas é um perigo inverno perigoso. Black ice é muito difícil de ver, porque ela não tem a superfície gelada esperado. Sempre que há chuva gelada ou neve, que ocorre a uma temperatura perto do ponto de fusão, é comum para que o gelo se acumular nas janelas dos veículos. Dirigir com segurança requer a remoção do acúmulo de gelo. raspadores de gelo são ferramentas projetadas para quebrar o gelo livre e limpar as janelas, embora a remoção do gelo pode ser um processo longo e trabalhoso.
 
Suficientemente abaixo do ponto de congelação, uma camada fina de cristais de gelo que se formam sobre a superfície interior das janelas. Isso geralmente acontece quando um veículo foi deixado sozinho depois de ser impulsionado por um tempo, mas pode acontecer durante a condução, se a temperatura exterior é baixa o suficiente. Umidade do hálito do motorista é a fonte de água para os cristais. É problemático para remover esta forma de gelo, de modo que as Pessoas costumam abrir suas janelas ligeiramente quando o veículo está estacionado, a fim de deixar a dissipar a umidade, e agora é comum para que os Carros têm de janela traseira degeladores para resolver o problema. Um problema semelhante pode acontecer em casas, o que é uma razão pela qual muitas regiões mais frias exigem janelas de folhas duplas para o isolamento.
 
Quando a temperatura exterior fica abaixo de zero por um período prolongado, camadas muito espessas de gelo podem se formar em lagos e outros corpos de água, embora lugares com água corrente requerem temperaturas muito mais frias. O gelo pode se tornar espessa o suficiente para conduzir para com os automóveis e caminhões . Fazer isso com segurança requer uma espessura de pelo menos 30 cm (um pé).
 
Para os navios, gelo apresenta dois riscos distintos. Spray e chuva congelante pode produzir uma acumulação de gelo sobre a superestrutura de um navio suficiente para torná-lo instável, e obrigá-la a ser cortado fora ou derretido com mangueiras de vapor. E icebergs - grandes massas de gelo que flutua na água (geralmente criado quando geleiras chegar ao mar) - pode ser perigoso se atingido por um navio, quando em andamento. Icebergs ter sido responsável pelo afundamento de muitos navios, o mais famoso, provavelmente, sendo o Titanic .
 
 
Formação de gelo na janela de vidro de voar alta altitude do avião
Para as aeronaves, o gelo pode causar uma série de perigos. Como uma aeronave sobe, passa através de camadas de ar de temperatura e de humidade diferentes, alguns dos quais podem ser conducente à formação de gelo. Se as formas de gelo nas asas ou superfícies de controle, isso pode afetar negativamente as qualidades de vôo da aeronave. Durante o primeiro vôo non-stop outro lado do Atlântico , os aviadores britânicos Capitão John Alcock e Tenente Arthur Whitten Brown encontrou tais condições de gelo - Brown deixou o cockpit e subiu na asa várias vezes para remover o gelo que cobria as entradas de ar do Motor do Vickers Vimy aeronaves estavam voando.
 
A vulnerabilidade de confeiteiro particular associado com motores de combustão interna a pistão é o carburador . Como o ar é sugado através do carburador para o motor, a pressão de ar local é reduzido, o que faz com que adiabático arrefecimento. Assim, em condições de quase-congelamento úmidos, o carburador vai ser mais frio, e tendem a congelar-se. Isto irá bloquear o fornecimento de ar para o motor e fazer com que falhe. Por esta razão, os motores de movimento alternado, com carburadores aeronave são fornecidos com aquecedores de admissão de ar do carburador . O crescente uso de injeção de combustível -que não requer carburadores-fez "icing carb" menos de um problema para motores alternativos.
 
Os motores a jato não experimentam carb Cereja, mas evidências recentes indicam que pode ser retardado, parados ou danificados por formação de gelo interno em certos tipos de condições atmosféricas muito mais facilmente do que se acreditava anteriormente. Na maioria dos casos, os motores podem ser rapidamente reiniciado e os vôos não estão em perigo, mas a investigação continua para determinar as condições exatas que produzem este tipo de congelamento, e encontrar os melhores métodos para prevenir, ou revertê-la, em vôo.
 
Fases [ editar ]
"Ice IV" redireciona aqui. Para o trem de alta velocidade, consulte ICE 4 .
"Ice X" redireciona aqui. Para outros usos, veja Icex (disambiguation) .
 
Dependência de pressão de fusão do gelo.
Gelo pode ser qualquer um dos 17 fases cristalinas sólidas conhecidas de água , ou num estado sólido amorfo, com diversas densidades.
 
A maioria dos líquidos sob pressão aumentada no congelamento mais elevadas temperaturas porque a pressão ajuda a manter as moléculas em conjunto. Contudo, as fortes ligações de hidrogénio em água tornam diferentes: Para algumas pressões superiores a 1 atm (0,10 MPa), a água congela a uma temperatura abaixo de 0 ° C, como se mostra no diagrama de fases abaixo. O derretimento do gelo sob altas pressões é pensado para contribuir para o movimento das geleiras. [ 40 ]
 
Ice, água e vapor de água pode coexistir no ponto triplo , que é exatamente 0,01 ° C (273,16 K) a uma pressão de 611,73  Pa (o Kelvin é de fato definido como 1 / 273,16 da diferença entre este ponto triplo e absoluta de zero ). [ 41 ] Ao contrário da maioria dos outros sólidos, o gelo é difícil de superaquecimento . Numa experiência, gelo a -3 ° C foi sobreaquecido a cerca de 17 ° C durante cerca de 250 picosegundos. [ 42 ]
 
Submetidos a altas pressões e temperaturas variadas, o gelo pode se formar em dezesseis fases conhecidas separados. Com o cuidado todas essas fases, exceto gelo X pode ser recuperado à pressão ambiente e baixa temperatura. [ esclarecimentos necessários ] Os tipos são diferenciados por sua estrutura cristalina, ordenação e densidade. Há também dois metastáveis ​​fases de gelo sob pressão, tanto totalmente hidrogênio desordenado; estes são IV e XII . Ice XII foi descoberto em 1996. Em 2006, XIII e XIV foram descobertos. [ 43 ] Ices XI , XIII, XIV e são formas ordenou a hidrogênio do CIEM I h , V e XII, respectivamente. Em 2009, o gelo XV foi encontrada a altíssimas pressões e -143 ° C. [ 44 ] Em pressões ainda maiores, o gelo está previsto para se tornar um de metal ; este foi por diversas vezes estimada para ocorrer em 1,55 TPA [ 45 ] ou 5,62 toneladas por ano. [ 46 ]
 
Bem como formas cristalinas, água sólido podem existir em estados amorfos como gelo amorfo (ASW) de densidades diferentes. A água no meio interestelar é dominada por gelo amorfo, tornando-o susceptível a forma mais comum de água no Universo. Baixa densidade ASW (LDA), também conhecida como água hyperquenched vítreo, pode ser responsável por nuvens noctilucentes na terra e é geralmente formada por deposição de vapor de água em condições de frio ou de vácuo. ASW alta densidade (HDA) é formado por compressão de gelo comum eu h LDA ou a pressões de GPa. Very-high ASW densidade (VHDA) é HDA ligeiramente aquecido a 160K sob 1-2 pressões GPA.
 
No espaço exterior, gelo cristalino hexagonal (a forma predominante encontrado na Terra) é extremamente raro. gelo amorfo é mais comum; no entanto, o gelo cristalino hexagonal pode ser formado através de ação vulcânica. [ 47 ]
 
 
Log-lin pressão-temperatura diagrama de fases da água. Os algarismos romanos correspondem a algumas fases de gelo listados abaixo.
Fase Características
Gelo amorfo Amorfo gelo é uma estrutura de cristal de gelo falta. Gelo amorfo existe em três formas: de baixa densidade (LDA) formado à pressão atmosférica, ou abaixo, de alta densidade (HDA) e de densidade muito elevada de gelo amorfo (VHDA), formando a pressões mais elevadas. LDA formas de resfriamento extremamente rápida de água líquida ("hyperquenched água vítrea", HGW), mediante depósito de vapor de água em substratos muito frio ("água sólido amorfo", ASW) ou por aquecimento formas de alta densidade de gelo à pressão ambiente ("LDA ").
Ice I h Normal gelo cristalino hexagonal. Virtualmente todo o gelo na biosfera é Um gelo h , com a excepção de apenas uma pequena quantidade de gelo que c .
Ice I c Um metaestável cúbico variante cristalina de gelo. Os átomos de oxigénio são arranjados numa estrutura diamante. É produzido a temperaturas entre 130 e 220 ​​K, e podem existir até 240 K, [ 48 ] [ 49 ] , quando se transforma em gelo I h . Por vezes, pode estar presente na atmosfera superior. [ 50 ]
Gelo II A rhombohedral forma cristalina com estrutura altamente ordenada. Formado a partir de gelo I h , comprimindo-o à temperatura de 190-210 K. Quando aquecido, ele passa por uma transformação em gelo III.
Ice III A tetragonal gelo cristalino, formada por água de resfriamento até 250 K a 300 MPa. Menos densa das fases de alta pressão. Mais denso do que a água.
Ice IV Uma fase romboédrica metaestável. Ele pode ser formado por aquecimento de alta densidade gelo amorfo lentamente a uma pressão de 810 MPa. Não se formam facilmente sem utilizar um agente de nucleação. [ 51 ]
Ice V Um monoclínica fase cristalina. Formado por água de refrigeração para 253 K a 500 MPa. Mais estrutura complicada de todas as fases. [ 52 ]
Ice VI A fase cristalina tetragonal. Formado por água de arrefecimento a 270 K em 1,1 GPa. Exposições Debye relaxamento . [ 53 ]
Ice VII A fase cúbica. As posições dos átomos de hidrogênio são desordenada. Exposições debye relaxamento. As ligações de hidrogênio formar duas treliças interpenetram.
Ice VIII Uma versão mais ordenada de gelo VII, onde os átomos de hidrogénio assumir posições fixas. É formada a partir de gelo VII, por arrefecimento que abaixo de 5 ° C (278 K).
Ice IX A fase tetragonal. Formou-se gradualmente a partir de gelo III pelo seu arrefecimento de 208 K a 165 K, estável abaixo de 140 K e pressões entre 200 MPa e 400 MPa. Ele tem a densidade de 1,16 g / cm 3 , ligeiramente mais elevado do que o gelo comum.
Ice X Proton-ordenada gelo simétrica. Formas em cerca de 70 GPa. [ 54 ]
Ice XI Um orthorhombic forma, a baixa temperatura de equilíbrio de gelo hexagonal. É ferroelétrico . Gelo XI é considerada a configuração mais estável de gelo I h . O processo de transformação natural é muito lento e gelo XI foi encontrado em gelo antárctica 100 a 10.000 anos de idade. Esse estudo indicaram que a temperatura abaixo da qual as formas de gelo XI é -36 ° C (240 K). [ 55 ]
Ice XII A, metaestável, fase cristalina densa tetragonal. Observa-se, no espaço de fase de gelo V e VI gelo. Ele pode ser preparado por aquecimento de alta densidade gelo amorfo a partir de 77 K a 183 K em cerca de 810 MPa. Tem uma densidade de 1,3 g cm -3 a 127 K (ou seja, cerca de 1,3 vezes mais denso do que a água).
Ice XIII A fase cristalina monoclínica. Formado por água de refrigeração para abaixo de 130 K a 500 MPa. A forma ordenada-próton de gelo V. [ 56 ]
Ice XIV Uma fase cristalina ortorrômbica. Formou-se abaixo 118 K a 1,2 GPa. A forma ordenada-próton do XII gelo. [ 56 ]
Ice XV A forma ordenada-próton de gelo VI formada por água de arrefecimento para cerca de 80-108 K em 1,1 GPa.
Ice XVI A forma menos densa cristalina de água, topologicamente equivalente à estrutura vazia de SII hidratos Clathrate .
Outros ices [ editar ]
Ver artigo principal: Os voláteis
As fases sólida de várias outras substâncias voláteis são também referidos como gelados ; geralmente uma volátil é classificado como um gelo, se seu ponto de fusão encontra-se acima em torno de 100 K. O exemplo mais conhecido é gelo seco, a forma sólida do dióxido de carbono .
 
Um "análogo magnético" de gelo também é realizado em alguns materiais magnéticos de isolamento em que os momentos magnéticos imitam a posição de protões em água gelada e obedecem restrições energéticas semelhantes aos Bernal-Fowler regras de gelo resultantes da frustração geométrica da configuração de próton em gelo de água. Estes materiais são chamados de gelo de spin .



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