Yang paling umum transisi fase menjadi es saya h terjadi ketika cairan air didinginkan di bawah 0 ° C (273,15 K , 32 ° F ) pada tekanan atmosfer standar . Hal ini juga dapat deposito dari uap tanpa fasa cair intervensi, seperti dalam pembentukan es .
Es muncul di alam dalam bentuk kepingan salju , hujan es , es , gletser , bongkahan es , dan seluruh kutub es . Ini merupakan komponen penting dari iklim global , dan memainkan peran penting dalam siklus air . Selanjutnya, es memiliki aplikasi budaya banyak, dari pendingin es minuman untuk olahraga musim dingin dan seni memahat es .
Kata ini berasal dari bahasa Inggris Kuno adalah, yang pada gilirannya berasal dari Proto-Jermanik * isaz .
Karakteristik
Sebuah properti yang tidak biasa dari es beku pada tekanan atmosfer adalah bahwa padat sekitar 9% lebih kecil daripada air cair. Para kerapatan es adalah 0,9167 g / cm ³ pada 0 ° C, sedangkan air memiliki densitas 0,9998 g / cm ³ pada suhu yang sama. Air cair yang terpadat, dasarnya 1,00 g / cm ³, pada 4 ° C dan menjadi kurang padat sebagai molekul air mulai membentuk heksagonal kristal [2] dari es sebagai titik beku tercapai. Hal ini disebabkan ikatan hidrogen mendominasi gaya antarmolekul, yang menghasilkan kemasan molekul kurang kompak dalam padat. Kepadatan es sedikit meningkat dengan menurunnya suhu dan memiliki nilai 0,9340 g / cm ³ pada -180 ° C (93 K). [3]
Efek ekspansi selama pembekuan dapat dramatis, dan merupakan penyebab dasar dari pembekuan-pencairan pelapukan batuan di alam. Ini juga merupakan penyebab umum dari banjir rumah ketika pipa air meledak karena tekanan air memperluas ketika membeku, maka air bocor setelah pencairan.
Hasil dari proses ini adalah bahwa es (dalam bentuk yang paling umum) mengapung di atas air cair, yang merupakan fitur penting dalam bumi biosfer . Telah berpendapat bahwa tanpa properti ini badan air alamiah akan membeku, dalam beberapa kasus permanen, dari bawah ke atas, [4] yang mengakibatkan hilangnya bottom-tergantung hewan dan tanaman hidup di air tawar dan laut. Lapisan es tipis Cukup memungkinkan cahaya untuk melewati sekaligus melindungi bagian bawah dari jangka pendek cuaca ekstrim seperti angin dingin . Ini menciptakan lingkungan yang terlindung untuk koloni bakteri dan alga. Ketika laut air membeku, es yang penuh dengan air garam penuh saluran yang mempertahankan organisme sympagic seperti bakteri, ganggang, copepoda dan Annelida, yang pada gilirannya menyediakan makanan bagi binatang seperti krill dan ikan khusus seperti notothen Botak , makan pada pada gilirannya oleh hewan besar seperti penguin Kaisar dan paus Minke . [5]
Ketika es meleleh, menyerap sebanyak energi yang dibutuhkan untuk memanaskan massa air yang setara dengan 80 ° C. Selama proses peleburan, suhu tetap konstan pada 0 ° C. Sementara mencair, energi apapun ditambah istirahat ikatan hidrogen antara es (air) molekul. Energi menjadi tersedia untuk meningkatkan energi panas (suhu) hanya setelah ikatan hidrogen yang cukup yang rusak bahwa es dapat dianggap air cair. Jumlah energi yang dikonsumsi dalam memecahkan ikatan hidrogen dalam transisi dari es ke air dikenal sebagai panas fusi .
Seperti dengan air, es menyerap cahaya di ujung merah spektrum istimewa sebagai hasil dari nada dari hidrogen oksigen-(OH) peregangan obligasi. Dibandingkan dengan air, penyerapan ini bergeser ke arah energi sedikit lebih rendah. Jadi, es tampak biru, dengan warna yang sedikit lebih hijau daripada air cair. Karena penyerapan kumulatif, mengintensifkan efek warna dengan peningkatan ketebalan atau jika pantulan internal menyebabkan cahaya untuk mengambil jalan lagi melalui es. [6]
Warna lain dapat muncul di hadapan kotoran menyerap cahaya, dimana pengotor mendikte warna daripada es itu sendiri. Misalnya, gunung es mengandung kotoran (misalnya, sedimen, ganggang, gelembung udara) dapat muncul coklat, abu-abu atau hijau. [6]
licin
Penjelasan ini tidak lagi diterima. Masih ada perdebatan tentang mengapa es licin. Penjelasan mendapatkan penerimaan adalah bahwa es molekul dalam kontak dengan udara tidak dapat benar ikatan dengan molekul massa es di bawah (dan dengan demikian bebas untuk bergerak seperti molekul air cair). Molekul-molekul tetap dalam keadaan semiliquid, memberikan pelumasan terlepas dari tekanan terhadap es yang diberikan oleh objek apapun. [7]
Pembentukan
Rime adalah jenis es terbentuk pada objek dingin ketika tetes air mengkristal pada mereka. Hal ini dapat diamati dalam berkabut cuaca, saat suhu turun pada malam hari. rime lembut mengandung proporsi yang tinggi udara yang terjebak, sehingga tampak putih, bukan transparan, dan memberikan sebuah kepadatan sekitar seperempat dari yang es murni. rime Keras relatif padat.
Aufeis adalah es berlapis yang terbentuk di Kutub Utara dan lembah sungai subarctic. Es, beku di tempat tidur sungai, debit air tanah blok yang normal, dan menyebabkan permukaan air lokal naik, sehingga debit air di atas lapisan beku. Air ini kemudian membeku, menyebabkan permukaan air naik lagi dan ulangi siklus. Hasilnya adalah deposit es bertingkat, sering beberapa meter tebal.
Es juga dapat membentuk es , mirip dengan stalaktit dalam penampilan, atau stalagmit -seperti bentuk sebagai air menetes dan kembali membeku.
Hidrat klatrat adalah bentuk es yang mengandung molekul gas yang terperangkap di dalam kisi kristal.
Es pancake adalah pembentukan es umumnya dibuat di daerah dengan kondisi yang kurang tenang.
Es Lilin adalah bentuk Es Rotten yang berkembang di kolom tegak lurus ke permukaan danau.
Cakram es formasi lingkaran es dikelilingi oleh air di sungai.
Es pelet
Lihat juga: pelet Es
Pelet es terbentuk ketika lapisan udara di atas titik beku terletak antara 1.500 meter (4.900 kaki) dan 3.000 meter (9.800 kaki) di atas tanah, dengan sub-beku udara baik di atas dan di bawahnya. Hal ini menyebabkan pencairan sebagian atau lengkap dari setiap kepingan salju jatuh melalui lapisan hangat. Ketika mereka jatuh kembali ke dalam lapisan sub-beku lebih dekat ke permukaan, mereka kembali membeku menjadi es pelet. Namun, jika lapisan sub-beku di bawah lapisan hangat terlalu kecil, curah hujan tidak akan punya waktu untuk kembali beku, dan hujan yang dingin membeku akan menjadi hasil di permukaan. Sebuah profil temperatur menunjukkan lapisan hangat di atas tanah adalah yang paling mungkin ditemukan di muka dari depan yang hangat selama musim dingin, [11] tapi kadang-kadang dapat ditemukan di belakang yang lewat depan dingin .
Hail
Salam dalam bentuk yang kuat badai awan, terutama mereka dengan intens Gerakan udara vertikal , kandungan air yang tinggi cair, luas vertikal besar, tetesan air yang besar, dan di mana sebagian yang baik dari lapisan awan di bawah titik beku 0 ° C (32 ° F). [12] Salam penghasil awan sering diidentifikasi dengan warna hijau mereka. [17] [18] Tingkat pertumbuhan dimaksimalkan pada sekitar -13 ° C (9 ° F), dan menjadi makin kecil jauh di bawah -30 C (° -22 ° F ) sebagai tetesan air dingin menjadi langka. Untuk alasan ini, hujan es yang paling umum dalam interior benua dari pertengahan garis lintang, sebagai pembentukan butiran es adalah jauh lebih mungkin ketika tingkat pembekuan di bawah ketinggian 11.000 kaki (3.400 m). [19] Entrainment udara kering menjadi badai kuat lebih dari benua dapat meningkatkan frekuensi hujan dengan mempromosikan pendinginan evaporational yang menurunkan tingkat pembekuan awan badai hujan es memberikan volume yang lebih besar untuk tumbuh masuk demikian, hujan es sebenarnya kurang umum di daerah tropis meskipun frekuensi yang lebih tinggi dari badai dibandingkan pada pertengahan -lintang karena suasana di daerah tropis cenderung lebih hangat selama lebih mendalam. Hujan es di daerah tropis terjadi terutama pada ketinggian yang lebih tinggi. [20]
Snowflakes
Artikel utama: Snowflake
Setelah tetesan telah beku, tumbuh di udara jenuh air, ketika suhu tetap di bawah titik beku. Tetesan kemudian tumbuh oleh kondensasi uap air ke permukaan es. Udara jenuh dengan air dipertahankan oleh penguapan simultan terus menerus dari tetesan air. Dengan demikian kristal es tumbuh dengan mengorbankan tetesan air dalam proses yang disebut proses Wegner-Bergeron-Findeison . Kristal-kristal besar merupakan sumber efisien curah hujan, karena mereka jatuh melalui atmosfer karena berat badan mereka, dan mungkin bertabrakan dan agregat dalam cluster. Agregat tersebut kepingan salju, dan biasanya jenis partikel es yang jatuh ke tanah. [24] Guinness World Records daftar kepingan salju terbesar di dunia sebagai orang-orang dari Januari 1887 di Fort Keogh, Montana; diduga salah satu diukur 38 cm (15 inci) luas. [25]
Rincian tepat dari mekanisme menempel tetap kontroversial. Kemungkinan termasuk mekanik saling, sintering , tarik elektrostatik serta adanya lapisan "lengket" cairan seperti pada permukaan kristal. Kristal es individu sering memiliki simetri heksagonal . Meskipun es jelas, hamburan cahaya oleh aspek kristal dan cekungan / ketidaksempurnaan berarti bahwa kristal sering muncul berwarna putih karena refleksi menyebar dari seluruh spektrum dari cahaya oleh partikel es kecil. [26] Bentuk kepingan salju ditentukan secara luas oleh suhu dan kelembaban di mana ia terbentuk. [24] Jarang, pada suhu sekitar -2 ° C (28 ° F), kepingan salju dapat terbentuk dalam tiga simetri -. kepingan salju segitiga [27] yang paling umum partikel salju yang tampak teratur, meskipun hampir sempurna salju mungkin lebih umum di gambar karena mereka lebih menarik secara visual. Hal ini tidak mungkin bahwa setiap dua kepingan salju yang sama persis karena diperkirakan 10.000.000.000.000.000.000 molekul air yang membentuk kepingan salju yang khas, [28] yang tumbuh pada tingkat yang berbeda dan dengan pola yang berbeda tergantung pada suhu dan kelembaban yang berubah dalam suasana bahwa kepingan salju jatuh melalui dalam perjalanan ke tanah. [29] Kode METAR untuk salju adalah SN, sementara hujan salju dikodekan SHSN. [10]
Berlian debu
Lihat juga: debu Berlian
Berlian debu, juga dikenal sebagai jarum es atau kristal es, bentuk pada suhu mendekati -40 ° F (-40 ° C) karena udara dengan kelembaban sedikit lebih tinggi dari tinggi-tinggi pencampuran dengan dingin, udara permukaan berbasis. [30] pengidentifikasi METAR untuk debu berlian dalam internasional laporan cuaca per jam IC. [10] Produksi
pemanenan Es
Es telah lama dinilai sebagai alat pendingin. Sampai saat ini, Parlemen Hungaria bangunan yang digunakan es dipanen pada musim dingin dari Danau Balaton untuk pengkondisian udara. Icehouses digunakan untuk menyimpan es terbentuk di musim dingin, untuk membuat es tersedia sepanjang tahun, dan awal kulkas dikenal sebagai lemari es , karena mereka telah balok es di dalamnya. Di banyak kota, tidak biasa untuk memiliki layanan pengiriman reguler es selama musim panas. Untuk paruh pertama abad ke-19, panen es telah menjadi bisnis besar di Amerika. Frederic Tudor , yang menjadi dikenal sebagai "Raja Es," bekerja pada pengembangan produk insulasi yang lebih baik untuk pengiriman jarak jauh dari es, terutama untuk daerah tropis. Munculnya buatan pendingin teknologi telah sejak membuat pengiriman es usang.Pada 400 SM Iran , Persia insinyur sudah menguasai teknik menyimpan es di tengah musim panas di padang pasir. Es dibawa selama musim dingin dari pegunungan di dekatnya dalam jumlah massal, dan disimpan dalam yang dirancang khusus, kulkas didinginkan secara alami, yang disebut yakhchal (berarti penyimpanan es). Ini adalah ruang bawah tanah yang besar (hingga 5000 m³) yang memiliki dinding tebal (setidaknya dua meter di dasar) terbuat dari mortar khusus yang disebut sārooj, terdiri dari pasir, tanah liat, putih telur, jeruk nipis, bulu kambing, dan abu dalam proporsi tertentu, dan yang diketahui resisten terhadap perpindahan panas. Campuran ini dianggap benar-benar air bisa ditembus. Ruang sering akses ke Qanat , dan sering mengandung sistem windcatchers yang dengan mudah bisa membawa suhu di dalam ruang bawah untuk tingkat dingin pada hari-hari musim panas. Es itu kemudian digunakan untuk mendinginkan memperlakukan untuk royalti pada kesempatan tersebut.
Ada industri yang berkembang di abad 16/17th di Inggris dimana daerah dataran rendah sepanjang muara Sungai Thames tergenang selama musim dingin, dan es dipanen di keranjang dan disimpan antar-musiman di rumah-rumah kayu terisolasi sebagai bekal tambahan Icehouse sering berada di rumah-rumah negara yang besar, dan banyak digunakan untuk menyimpan ikan segar ketika tertangkap di perairan jauh. Ini disalin dari Cina yang telah melakukannya selama ribuan tahun. Hal ini dilaporkan disalin oleh seorang Inggris yang telah melihat aktivitas yang sama di China. [31]
Produksi komersial
Es sekarang diproduksi pada skala industri, untuk keperluan termasuk penyimpanan dan pengolahan makanan, manufaktur kimia, pencampuran beton dan menyembuhkan, dan konsumen atau es dikemas. [32] Kebanyakan komersial pembuat es memproduksi tiga jenis dasar es fragmentaris: serpihan, tubular dan piring, menggunakan berbagai teknik. [32] pembuat bets besar es dapat menghasilkan sampai 75 ton es per hari. [33]Produksi es adalah bisnis besar, pada tahun 2002, ada 426 pembuat es komersial perusahaan-perusahaan di Amerika Serikat ., dengan nilai gabungan pengiriman $ 595.487.000 [34]
Untuk produksi skala kecil es, lemari es rumah modern banyak juga bisa membuat es dengan built in pembuat es , yang biasanya akan membuat es batu atau es yang dihancurkan. Unit pembuat es yang berdiri sendiri yang membuat es batu sering disebut mesin es.
Penggunaan
Olahraga
Semacam perahu layar pada pisau menimbulkan belayar es . Pencarian manusia untuk kegembiraan bahkan telah menyebabkan balap es , di mana pembalap harus kecepatan di danau es, sementara juga mengontrol selip kendaraan mereka (mirip dalam beberapa cara untuk balap dirt track ). Olahraga bahkan telah dimodifikasi untuk rinks es .
Kegunaan lain
- Es batu atau es yang dihancurkan dapat digunakan untuk minuman dingin. Sebagai es mencair, menyerap panas dan membuat minuman mendekati 0 ° C (32 ° F).
- Es dapat digunakan untuk mengurangi pembengkakan (dengan mengurangi aliran darah) dan nyeri dengan menekan itu terhadap area tubuh. [35]
- Insinyur menggunakan kekuatan hebat bongkahan es ketika mereka terapung pertama dibangun Antartika dermaga es pada tahun 1973. [36] dermaga es tersebut digunakan selama operasi kargo untuk memuat dan kapal offload. Armada operasi personel membuat dermaga apung selama musim dingin. Mereka membangun di atas terjadi secara alamiah air laut beku di McMurdo Sound sampai dermaga mencapai kedalaman sekitar 22 kaki (6,7 m). Dermaga es memiliki umur tiga sampai lima tahun.
- Struktur dan patung-patung es yang dibangun dari bongkahan besar es. Struktur kebanyakan hias (seperti dalam kasus dengan istana es ), dan tidak praktis untuk jangka panjang huni. hotel Es ada pada dasar musiman di beberapa tempat yang dingin. igloo adalah contoh lain dari struktur sementara, dibuat terutama dari salju .
- Selama Perang Dunia II, Proyek Habbakuk merupakan program Inggris yang menyelidiki penggunaan pykrete (kayu serat dicampur dengan es) sebagai bahan mungkin untuk kapal perang, terutama kapal induk, karena kemudahan yang setumpuk besar bisa dibangun, tetapi Ide diberikan ketika tidak ada cukup dana untuk pembangunan prototipe.
- Es dapat digunakan untuk memulai api dengan ukiran menjadi lensa yang akan memfokuskan sinar matahari ke ranting. Api akhirnya akan mulai. [37]
- Es bahkan telah digunakan sebagai bahan untuk berbagai alat musik, misalnya dengan perkusi Terje Isungset . [38]
Es dan transportasi
Es terbentuk di jalan adalah bahaya musim dingin yang berbahaya. es Hitam sangat sulit untuk melihat, karena tidak memiliki permukaan dingin diharapkan. Setiap kali ada hujan yang dingin membeku atau salju yang terjadi pada suhu dekat titik leleh, adalah umum untuk es untuk membangun pada jendela kendaraan. Mengemudi dengan aman memerlukan penghapusan es membangun-up. pencakar Es adalah alat yang dirancang untuk memecahkan es bebas dan jelas jendela, meskipun menghilangkan es dapat menjadi proses yang panjang dan melelahkan.
Cukup jauh di bawah titik beku, lapisan tipis kristal es dapat terbentuk pada permukaan dalam jendela. Hal ini biasanya terjadi ketika kendaraan telah ditinggalkan sendirian setelah diusir untuk sementara, tetapi dapat terjadi saat mengemudi, jika suhu di luar cukup rendah. Kelembaban dari nafas pengemudi adalah sumber air untuk kristal. Hal ini sulit untuk menghapus bentuk es, sehingga orang sering membuka jendela mereka sedikit ketika kendaraan diparkir dalam rangka untuk membiarkan kelembaban menghilang, dan sekarang umum untuk mobil untuk memiliki jendela belakang defrosters untuk memecahkan masalah. Masalah serupa dapat terjadi di rumah, yang merupakan salah satu alasan mengapa daerah dingin banyak membutuhkan ganda-panel jendela untuk isolasi.
Ketika suhu di luar ruangan tetap di bawah titik beku untuk waktu yang lama, lapisan yang sangat tebal es dapat terbentuk di danau dan badan air lainnya, meskipun tempat dengan air yang mengalir memerlukan suhu jauh lebih dingin. Es bisa menjadi cukup tebal untuk drive ke dengan mobil dan truk . Melakukan hal ini dengan aman memerlukan ketebalan minimal 30 cm (satu kaki).
Untuk kapal, es menyajikan dua bahaya yang berbeda. Spray dan hujan yang dingin membeku dapat menghasilkan es membangun-up pada suprastruktur kapal cukup untuk membuat tidak stabil, dan menyarankan untuk dipotong atau dilebur dengan selang uap. Dan gunung es - massa besar es mengambang dalam air (biasanya dibuat ketika gletser mencapai laut) - dapat berbahaya jika dipukul oleh sebuah kapal ketika berlangsung. Gunung es telah bertanggung jawab atas tenggelamnya banyak kapal, yang paling terkenal mungkin sebagai Titanic .
Sebuah kerentanan icing tertentu yang terkait dengan pembakaran internal mesin reciprocating adalah karburator . Seperti udara tersedot melalui karburator ke mesin, tekanan udara setempat diturunkan, yang menyebabkan adiabatik pendinginan. Jadi, dalam lingkungan yang lembab dekat-beku kondisi, karburator akan lebih dingin, dan cenderung es. Ini akan memblokir pasokan udara ke mesin, dan menyebabkan itu gagal. Untuk alasan ini, pesawat dengan mesin reciprocating carburettors disediakan dengan pemanas asupan udara karburator . Meningkatnya penggunaan injeksi bahan bakar -yang tidak memerlukan carburettors-telah membuat "karbohidrat icing" kurang dari sebuah isu untuk mesin reciprocating.
Mesin jet tidak mengalami icing karbohidrat, tetapi bukti terbaru menunjukkan bahwa mereka dapat diperlambat, dihentikan, atau rusak oleh icing internal dalam jenis tertentu kondisi atmosfer jauh lebih mudah daripada yang diyakini sebelumnya. Dalam kebanyakan kasus, mesin dapat dengan cepat restart dan penerbangan tidak terancam, tetapi penelitian terus untuk menentukan kondisi yang tepat yang menghasilkan jenis icing, dan menemukan metode terbaik untuk mencegah, atau sebaliknya, dalam penerbangan.
Fase
Es mungkin salah satu dari 15 kristal dikenal fase dari air .Kebanyakan cairan membeku pada suhu yang lebih tinggi di bawah tekanan, karena tekanan membantu untuk memegang molekul bersama. Namun, kuat ikatan hidrogen dalam air membuatnya berbeda: air membeku pada suhu di bawah 0 ° C di bawah tekanan yang lebih tinggi dari 1 atm (0,10 MPa). Akibatnya, air juga tetap beku pada suhu diatas 0 ° C di bawah tekanan yang lebih rendah dari 1 atm. Mencairnya es di bawah tekanan tinggi diperkirakan untuk berkontribusi pada gerakan gletser.
Es, air, dan uap air dapat hidup berdampingan pada titik tripel , yang persis 0,01 ° C atau 273,16 K (dengan definisi) pada tekanan 611,73 Pa .
Sasaran tekanan tinggi dan temperatur yang bervariasi, es dapat terbentuk dalam lima belas tahap yang dikenal terpisah. Dengan perawatan semua fase kecuali es X dapat dipulihkan pada tekanan ambient dan suhu rendah. Jenis dibedakan oleh struktur kristal mereka, pemesanan dan kepadatan. Ada juga dua metastabil fase dari es di bawah tekanan, baik sepenuhnya hidrogen-gangguan, ini adalah IV dan XII . Es XII ditemukan pada tahun 1996. Pada tahun 2006, XIII dan XIV ditemukan. [39] Es XI, XIII, XIV adalah hidrogen dan memerintahkan-bentuk es saya h, V, dan XII masing-masing. Pada tahun 2009, es XV ditemukan pada tekanan sangat tinggi dan -143 ° C. [40] Pada tekanan yang lebih tinggi, es diperkirakan menjadi logam. Dalam Ref. [41] ini diperkirakan terjadi pada 1,55 TPA sementara di Ref. [42] ia berpendapat bahwa hal ini terjadi pada 5,62 TPA.
Serta bentuk-bentuk kristal, air padat bisa eksis di negara-negara amorf sebagai air padat amorf (ASW), low-density amorf es (LDA), high-density amorf es (HDA), yang sangat tinggi-density amorf es (VHDA) dan hyperquenched kaca air (HGW).
Di luar angkasa, es kristal heksagonal (bentuk utama yang ditemukan di Bumi) adalah sangat jarang. es Amorf lebih umum, namun, es kristal heksagonal dapat terbentuk melalui aksi vulkanik. [43]
| Fase | Karakteristik |
|---|---|
| Amorf es | Amorf es es kurang struktur kristal. Es Amorf ada dalam tiga bentuk: low density (LDA) terbentuk pada tekanan atmosfer, atau di bawah, kepadatan tinggi (HDA) dan kepadatan es amorf sangat tinggi (VHDA), membentuk pada tekanan yang lebih tinggi. LDA bentuk dengan pendinginan yang sangat cepat air cair ("air kaca hyperquenched", HGW), dengan mendepositokan uap air pada substrat yang sangat dingin ("air padat amorf", ASW) atau dengan memanaskan bentuk kepadatan tinggi es pada tekanan ambien ("LDA "). |
| Es Aku h | Kristal es heksagonal yang normal. Hampir semua es di biosfer adalah es Saya jam, dengan pengecualian hanya sejumlah kecil es saya c. |
| Es Aku c | Sebuah metastabil kubik varian kristal es. Atom oksigen yang diatur dalam struktur berlian. Hal ini dihasilkan pada suhu antara 130 dan 220 K , dan bisa ada hingga 240 K, [44] [45] ketika berubah menjadi es saya h. Hal ini terkadang dapat hadir di bagian atas atmosfer. [46] |
| Es II | Sebuah rombohedral bentuk kristal dengan struktur yang sangat teratur. Terbentuk dari es saya h dengan mengompresi pada suhu 190-210 K. Ketika dipanaskan, itu mengalami transformasi menjadi es III. |
| Es III | Sebuah tetragonal kristal es, yang dibentuk oleh air pendingin ke 250 K pada 300 MPa. Least padat dari tekanan tinggi fase. Lebih padat dari air. |
| Es IV | Sebuah fase rombohedral metastabil. Hal ini dapat dibentuk dengan pemanasan high-density amorf es perlahan-lahan pada tekanan 810 MPa. Ini tidak bentuk yang mudah tanpa agen nukleasi. [47] |
| Es V | Sebuah monoklinik fase kristalin. Dibentuk dengan pendinginan air untuk 253 K pada 500 MPa. Paling rumit struktur dari semua fase. [48] |
| Es VI | Sebuah fase kristal bersegi empat. Dibentuk dengan pendinginan air untuk 270 K sebesar 1,1 GPa. Pameran relaksasi Debye . [49] |
| Es VII | Sebuah fase kubik. Posisi atom hidrogen 'yang teratur. Pameran relaksasi Debye . Ikatan hidrogen membentuk dua kisi yang saling. |
| Es VIII | Sebuah versi lebih teratur es VII, di mana atom hidrogen mengambil posisi tetap. Terbentuk dari es VII, dengan pendinginan itu di bawah 5 ° C (278 K). |
| Es IX | Sebuah fase tetragonal. Terbentuk secara bertahap dari es III dengan pendinginan dari 208 K ke 165 K, 140 K stabil di bawah dan tekanan antara 200 MPa dan 400 MPa. Ini memiliki densitas 1,16 g / cm 3, sedikit lebih tinggi dari es biasa. |
| Es X | Proton-memerintahkan es simetris. Bentuk sekitar 70 GPa. [50] |
| Es XI | Sebuah ortorombik , suhu rendah ekuilibrium bentuk es heksagonal. It is ferroelectric . Ice XI is considered the most stable configuration of ice I h . The natural transformation process is very slow and ice XI has been found in Antarctic ice 100 to 10,000 years old. That study indicated that the temperature below which ice XI forms is −36 °C (240 K) . [ 51 ] |
| Ice XII | A tetragonal, metastable, dense crystalline phase. It is observed in the phase space of ice V and ice VI. It can be prepared by heating high-density amorphous ice from 77 K to about 183 K at 810 MPa. It has a density of 1.3 g cm −3 at 127 K (ie, approximately 1.3 times more dense than water). |
| Ice XIII | A monoclinic crystalline phase. Formed by cooling water to below 130 K at 500 MPa. The proton-ordered form of ice V. [ 52 ] |
| Ice XIV | An orthorhombic crystalline phase. Formed below 118 K at 1.2 GPa. The proton-ordered form of ice XII. [ 52 ] |
| Ice XV | The proton-ordered form of ice VI formed by cooling water to around 80–108 K at 1.1 GPa. |
Other ices
Main article: Volatiles
The solid phases of several other volatile substances are also referred to as ices ; generally a volatile is classed as an ice if its melting point lies above ~100 K. The best known example is dry ice , the solid form of carbon dioxide . A "magnetic analogue" of ice is also realized in some insulating magnetic materials in which the magnetic moments mimic the position of protons in water ice and obey energetic constraints similar to the Bernal-Fowler ice rules arising from the geometrical frustration of the proton configuration in water ice. These materials are called spin ice .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar