Ľad je tuhá forma, ktorú má tekutá voda, keď je ochladená na 0 stupňov Celzia (32 stupňov Fahrenheita). Ľad sa topí v dôsledku chemických vlastností vody. Medzi molekulami ľadu je viac vodíkových väzieb ako vo vode. Ľad sa začína topiť, keď jeho teplota presiahne 0 stupňov Celzia a vodíkové väzby medzi molekulami vody sa pretrhnú.
Chemická štruktúra ľadu
Molekula ľadu alebo vody pozostáva z dvoch atómov vodíka kovalentne naviazaných na jeden atóm kyslíka. Atómy zdieľajú elektróny, čo spôsobuje, že atóm kyslíka nesie mierne negatívny elektrický náboj, zatiaľ čo atómy vodíka sú mierne pozitívne, čo vedie k vzniku polárnej molekuly. Kvôli tejto polarite sú molekuly vody navzájom priťahované a vytvárajú medzi molekulami vodíkové väzby.
Rozdiel medzi vodou a ľadom
Vodíkové väzby medzi atómami vodíka a kyslíka sú slabšie ako kovalentné väzby a riadia fyzikálne vlastnosti vody a ľadu. Molekuly vody sú navzájom vodíkovo viazané v ľade viac ako v tekutej vode, hoci v ľade sú molekuly oddelenejšie, čo spôsobuje, že ľad je menej hustý ako voda.
Topenie
Ľad sa topí, keď tepelná energia spôsobí rýchlejší pohyb molekúl, čím sa rozbijú vodíkové väzby medzi molekulami a vytvorí sa kvapalná voda. Pri procese tavenia molekuly vody skutočne absorbujú energiu. Preto sa kocka ľadu zvonka rýchlejšie topí a v strede si dlhšie zachováva chlad a pevnosť: tavenie je chladiaci proces. Keď sa zavedie viac tepla, ľad sa bude aj naďalej topiť, a ak teplota prekročí teplotu varu, asi 100 ° C stupňov Celzia (212 stupňov Fahrenheita), viac vodíkových väzieb medzi molekulami vody sa úplne pretrhne a vytvorí sa voda pary.
Ďalšie faktory
Prídavok cudzích látok, ako je soľ alebo chemické častice, topí ľad rýchlejšie, pretože narúša rovnováhu procesov tavenia a zmrazovania. Čím viac cudzích častíc na jeho povrchu, tým menej molekúl vody môže ľad zachytiť, čo spomaľuje proces zmrazovania. Soľ sa používa na topenie ľadu na chodníkoch a cestách, pretože je lacná a prístupná, nie preto, že je účinnejšia ako iné látky.