Лід - це тверда форма, яку приймає рідка вода, коли вона охолоджується нижче 0 градусів Цельсія (32 градуси за Фаренгейтом). Лід тане завдяки хімічним властивостям води. Водневих зв’язків між молекулами льоду більше, ніж у воді. Лід починає танути, коли його температура перевищує 0 градусів Цельсія, а водневі зв’язки між молекулами води розриваються.
Хімічна структура льоду
Молекула льоду або води складається з двох атомів водню, ковалентно пов'язаних з одним атомом кисню. Атоми діляться між собою електронами, в результаті чого атом кисню несе дещо негативний електричний заряд, тоді як атоми водню трохи позитивні, що призводить до полярної молекули. Через цю полярність молекули води притягуються одна до одної і утворюють водневі зв’язки між молекулами.
Різниця між водою та льодом
Водневі зв’язки між атомами водню та кисню слабкіші за ковалентні зв’язки, і вони контролюють фізичні властивості води та льоду. Молекули води воднево зв’язані між собою в льоду сильніше, ніж у рідкій воді, хоча в льоду молекули розділяються ширше, внаслідок чого лід стає менш щільним, ніж вода.
Танення
Лід тане, коли теплова енергія змушує молекули рухатися швидше, порушуючи водневі зв’язки між молекулами, утворюючи рідку воду. У процесі плавлення молекули води насправді поглинають енергію. Ось чому кубик льоду швидше плавиться зовні і довше зберігає холод і твердість у центрі: плавлення - це процес охолодження. У міру збільшення кількості тепла лід буде продовжувати танути, і якщо температура перевищить температуру кипіння, приблизно 100 градусів Цельсія (212 градусів за Фаренгейтом), більше водневих зв’язків між молекулами води повністю розірветься, створюючи воду пара.
Інші фактори
Додавання сторонніх речовин, таких як сіль або частинки хімічних речовин, швидше тане лід, оскільки вони порушують рівновагу процесів плавлення та заморожування. Чим більше сторонніх частинок на його поверхні, тим менше молекул води може захопити лід, уповільнюючи процес замерзання. Сіль використовується для розтоплення льоду на тротуарах та дорогах, оскільки вона дешева і доступна, а не тому, що вона ефективніша за інші речовини.