El hielo es el nombre dado de las 14 fases sólidas sabidas del agua . En contextos no-científicos, describe generalmente el hielo I_h, que es el más abundante de estas fases. Es un sólido cristalino, que puede aparecer transparente o un color azulado-blanco opaco dependiendo de la presencia de las impurezas tal como aire . La adición de otros materiales tales como suelo puede alterar más lejos aspecto.

La transición de fase más común al hielo I_h ocurre cuando el agua líquida se refresca debajo de 0  °C (273.15  K, 32  °F ) en la presión atmosférica estándar . Puede también el depósito de un vapor sin fase líquida de intervención, por ejemplo en la formación de la helada .

El hielo aparece en naturaleza en formas variadas tales como granizo y los glaciares desempeña un papel importante con muchos fenómenos meteorológicos. Los casquetes glaciares de las regiones polares están de significación para el clima global y particularmente el ciclo del agua.

Características

Como sólido cristalino natural, el hielo se considera un mineral que consiste en el óxido del hidrógeno.

Una característica inusual del hielo congelada en una presión de una atmósfera es que el sólido es algún 8% menos denso que el agua líquida. El agua es la única sustancia na-metálico sabida a ampliarse cuando congela. El hielo tiene una densidad de 0.9167 g/cm ³ en 0 °C, mientras que el agua tiene una densidad de 0.9998 g/cm ³ en la misma temperatura. El agua líquida es la más densa, esencialmente 1.00 g/cm ³, en el °C 4 y llega a ser menos densa pues las moléculas de agua comienzan a formar los cristales hexagonales del hielo como las gotas de la temperatura a 0 °C. (de hecho, el " de la palabra; crystal" deriva de la palabra griega para la helada .) Esto es debido a los enlaces de hidrógeno que forman entre las moléculas de agua, que se alinean las moléculas menos eficientemente (en términos de volumen) cuando se congela el agua. El resultado de esto es que el hielo flota en el agua líquida, un factor importante en el clima de la tierra. La densidad del hielo disminuye levemente con la temperatura decreasing (densidad del hielo en el °C −180 (93 K) es 0.

Cuando el hielo derrite, absorbe tanta energía térmica (el calor de la fusión ) como tomaría para calentar una masa equivalente del agua por 80  °C, mientras que su temperatura sigue siendo un 0  constante; °C.

Es también teóricamente posible sobrecalentar el hielo más allá de su punto de fusión del equilibrio. Las simulaciones del laser ultrarrápido pulsan actuando en demostraciones de hielo que puede ser calentado hasta la temperatura ambiente por un período extremadamente corto (250 picosegundo ) sin la fusión de ella. Es posible que el interior de un cristal de hielo tiene un punto de fusión sobre 0 °C y que el normal que derrite en 0 °C es apenas un efecto superficial.

Calidad de resbaladizo

Otra consecuencia de una densidad más baja del hielo que el agua es que la presión disminuye su punto de fusión, potencialmente forzando el hielo nuevamente dentro de un estado líquido. Hasta hace poco tiempo fue creído extensamente que el hielo era deslizadizo porque la presión de un objeto en contacto con ella hizo una capa delgada derretir. Por ejemplo, la lámina de un patín de hielo, ejerciendo la presión sobre el hielo, derritió una capa delgada, proporcionando la lubricación entre el hielo y la lámina.

Esta explicación se acepta no más extensamente. Todavía hay discusión sobre porqué el hielo es deslizadizo. La explicación que gana la aceptación es que las moléculas del hielo en contacto con el aire no pueden enlazar correctamente con las moléculas de la masa del hielo debajo (y estar así libre de moverse como las moléculas del agua líquida). Estas moléculas permanecen en un estado semilíquido, proporcionando la lubricación sin importar cualquier objeto que ejerce la presión contra el hielo.

Este fenómeno no parece ser verdad en todas las temperaturas. Las condiciones extremas encontraron en el poste del sur se han observado para hacer el hielo y para nevar no deslizadizo.

Esto se puede también observar cuando, ocasionalmente, un bloque de hielo, por ejemplo se encuentra comúnmente en congeladores puede pegarse a la piel o a otras superficies. Esto sucede solamente cuando el bloque de hielo está otra vez, frío bastante permitir que la capa externa endurezca completamente en el hielo, y no es así un fenómeno común.

Tipos de hielo

La nieve diaria del hielo y tiene una estructura cristalina (hielo I_h hexagonal). Sujetado a presiones más altas y a temperaturas diversas, forma de la poder de hielo en áspero diversas fases una docena. Solamente el establo (metaestable) que I_h es un poco menos la estructura cúbica ( I_c ).

Con el enfriamiento y ejercer presión sobre más tipos existen, las condiciones de la formación para cada uno que es representada en el diagrama de fase del hielo. Éstos son el II, el III, el V, el VI, el VII, el VIII, el IX, y el X . Con cuidado todos estos tipos se pueden recuperar en la presión ambiente. Los tipos son distinguidos por su estructura, ordenar y densidad cristalinas. Hay también dos fases metaestables de hielo bajo presión, ambas completamente hidrógeno desordenado, éstos son el IV y el XII . El hielo XII fue descubierto en 1996. En 2006, el XIII y el XIV fueron descubiertos. Hiela XI, XIII, y XIV es formas hidrógeno-pedidas de hiela I_h, V, y XII respectivamente.

Así como formas cristalinas, el agua sólida puede existir en estados amorfos como el agua sólida amorfa (ASW), el hielo amorfo (LDA) de la baja densidad, el hielo amorfo de alta densidad (TENÍA), el hielo amorfo muy de alta densidad (VHDA) y agua vidriosa (HGW) de Hyperquenched.

La escarcha es un tipo de hielo formado en objetos fríos cuando las gotas del agua crystalize en ellos. Esto se puede observar en tiempo brumoso, cuando la temperatura cae durante noche. La escarcha suave contiene una parte elevada de aire atrapado, haciéndola aparecer blanco algo que transparente, y dándole una densidad cerca de un cuarto de el del hielo puro. La escarcha dura es comparativamente más densa.

El Aufeis es el hielo acodado que forma en valles árticos y subárticos de la corriente. Helar congelado en la descarga y las causas normales del agua subterránea de los bloques de la cama de la corriente la tabla de agua local para levantarse, dando por resultado descarga del agua encima de la capa congelada. Esta agua entonces congela, haciendo la tabla de agua levantarse más lejos y repetir el ciclo. El resultado es un depósito estratificado del hielo, a menudo varios metros gruesos.

La poder de hielo también forma los carámbanos, similares a las estalactitas en aspecto, como goteos del agua y los recongela.

Los hidratos del clatrato son las formas de hielo que contienen las moléculas del gas atrapadas dentro de su enrejado cristalino. El hielo de la crepe es una formación de hielo creada generalmente en áreas con condiciones menos tranquilas.

Algunas otras sustancias (particularmente formas sólidas de ésas encontradas generalmente como líquidos) también se llaman " ice": El hielo seco, por ejemplo, es un término popular para el dióxido de carbono sólido .

En hielo cristalino hexagonal del espacio exterior, la forma predominante en la tierra, es extremadamente rara. El hielo amorfo es más común; sin embargo, el hielo cristalino hexagonal se puede formar vía la acción volcánica.

Aplicaciones del hielo

Cosecha del hielo

El hielo se ha valorado de largo como medio para el enfriamiento. Hasta hace poco tiempo, el edificio húngaro del parlamento utilizó el hielo cosechado en el invierno del lago Balaton para el aire acondicionado. Los depósitos de hielo fueron utilizados para almacenar el hielo formado en el invierno para hacer hielo a lo largo de todo el año disponible, y los refrigeradores tempranos eran conocidos como neveras porque tenían un bloque de hielo en ellas. En muchas ciudades no era inusual tener un servicio de entrega regular del hielo durante el verano. Para la primera mitad del siglo XIX, la cosecha del hielo tenía gran negocio convertido en América. El nuevo Federico Tudor del inglés, que se sabía mientras que el “rey del hielo,” trabajó en los mejores productos del aislamiento que se convertían para el envío interurbano del hielo, especialmente a las zonas tropicales. El advenimiento de la tecnología artificial de la refrigeración desde entonces ha hecho la entrega del hielo obsoleta. el Irán, ingenieros persas había dominado ya la técnica de almacenar el hielo en el medio de verano en el desierto. El hielo fue traído adentro durante los inviernos de las montañas próximas en cantidades a granel, y almacenado en los refrigeradores especialmente diseñados, naturalmente refrescados del, llamados Yakhchal (almacenaje del hielo del del significado ). Éste era un espacio subterráneo grande (hasta 5000 m ³) que tenían paredes gruesas (por lo menos dos metros en la base) hechas fuera de un mortero especial llamado el sārooj del, integrado por la arena, la arcilla, claras de huevo, cal, pelo de la cabra, y la ceniza en proporciones específicas, y que era resistente al traspaso térmico. Esta mezcla era probablemente totalmente agua impenetrable. El espacio tenía a menudo acceso a un Qanat, y contuvo a menudo un sistema de Windcatchers que podría derribar fácilmente temperaturas dentro del espacio a los niveles frígidos en días de verano. El hielo entonces fue utilizado para enfriar los convites para los derechos durante días de verano calientes.

Deportes en el hielo

El hielo también desempeña un papel en la reconstrucción del invierno, en muchos deportes tales como patinaje de hielo, viaje patinador, hockey sobre hielo, pesca del hielo, hielo que sube, que encrespa y el trineo que compiten con en el Bobsled, Luge y esqueleto . Una clase de barco de vela en las láminas da lugar a iceboating.

La búsqueda humana para el entusiasmo incluso ha llevado al hielo que competía con, donde los conductores deben apresurar en el hielo del lago mientras que también controlan la resbalón de su vehículo (similar en cierto modo a la pista de suciedad que compite con). El deporte incluso se ha modificado para las pistas de hielo

Recorrido del hielo

La poder de hielo también sea un obstáculo; para los puertos cerca de los postes el ser sin hielo es una ventaja importante, ideal redondo anual. Los ejemplos son Murmansk (Rusia), Petsamo (Rusia, antes Finlandia) y Vardø (Noruega). Los puertos que no son sin hielo se abren usar los rompehielos

El hielo que forma en los caminos es un peligro peligroso del invierno. El hielo negro es muy difícil de ver porque carece la superficie brillante prevista. Siempre que haya la lluvia sobrefundida o la nieve que ocurren en una temperatura cerca del punto de fusión, es común para el hielo a la acumulación en el Windows de vehículos. La conducción con seguridad requiere el retiro de la acumulación de hielo. Los raspadores del hielo son herramientas diseñadas para romper el el sin hielo y claro las ventanas, aunque la eliminación del hielo puede ser un proceso largo y necesitando mucho trabajo.

Suficientemente lejos debajo del punto de congelación, una capa delgada de los cristales de hielo puede formar en la superficie interior de ventanas. Esto sucede generalmente cuando un vehículo se ha dejado solo después de ser conducida durante algún tiempo, pero puede suceder mientras que conduce si es la temperatura exterior bajo bastante. La humedad de la respiración del conductor es la fuente de agua para los cristales. Es molesta quitar esta forma de hielo, así que la gente abre a menudo sus ventanas levemente cuando el vehículo se parquea para dejar la humedad disiparse, y ahora es campo común para que los coches tengan descongelador de la posterior-ventana para combatir el problema. Un problema similar puede suceder en hogares, que es una razón por la que muchas regiones más frías requieren las ventanas del doble-cristal para el aislamiento.

Cuando la temperatura al aire libre permanece bajo cero por períodos extendidos, las capas muy gruesas de poder de hielo forman en los lagos y otras aguas de superficie (aunque los lugares con la agua corriente requieren temperaturas mucho más frías). La poder de hielo se convierte densamente bastante para conducir sobre con los automóviles y los carros que hacen esto requieren con seguridad un grueso por lo menos de 30 centímetros (un pie).

Para las naves, el hielo presenta dos peligros distintos. La lluvia sobrefundida del aerosol y puede producir una acumulación de hielo en la superestructura de un recipiente suficiente hacerlo inestable y requerirlo ser cortado apagado o ser derretido con las mangueras del vapor. Y las masas grandes del hielo que flotan en el agua (creada típicamente cuando alcance de los glaciares el mar) pueden ser peligrosas si son pegadas por una nave cuando son en curso. Estas masas se llaman los icebergs y han sido responsables del hundimiento de muchas naves - un ejemplo notable que es el titánico.

Para los aviones, causa de la poder de hielo un número de peligros. Mientras que un avión sube, pasa con capas del aire de diversas temperatura y humedad, algo cuyo puede ser conducente a la formación de hielo. Si el hielo forma en las alas o las superficies de control, éste puede afectar al contrario a las calidades de vuelo de los aviones. Durante el primer vuelo directo del Atlántico, los aviadores británicos Captain el Juan Alcock y el Arturo Whitten Brown del teniente encontró tales condiciones de formación de hielo - heroico, Brown dejó la carlinga y subió sobre el ala varias veces de quitar el hielo que cubría las tomas de aire de motor de los aviones de Vickers Vimy que volaban.

Una vulnerabilidad particular de la formación de hielo asociada a intercambiar los motores de combustión interna es el carburador . Mientras que el aire se aspira a través del carburador en el motor se baja la presión de aire local, que causa a el enfriamiento adibático de . Así pues, en condiciones de cerrar-a-congelación húmedas, el carburador será más frío y tenderá a congelar. Esto bloqueará la fuente de aire al motor, y la hace fallar. Los motores de intercambio modernos de los aviones se proporcionan los calentadores de la toma de aire del carburador por esta razón. Los motores de jet no experimentan el problema.

Otras aplicaciones del hielo

Dirige fuerza formidable apalancada de del hielo de paquete cuando construyeron el primer embarcadero flotante del hielo de Ant3artida en 1973. Tales embarcaderos del hielo se utilizan durante operaciones del cargo para cargar y para sacar datos las naves. Los personales de operaciones de la flota hacen el embarcadero de flotación durante el invierno. Construyen sobre el agua de mar congelada natural en el McMurdo sano hasta que el muelle alcance una profundidad de cerca de 22 pies. Los embarcaderos del hielo tienen una vida útil de tres a cinco años.
La fabricación y el uso de los cubos de hielo o del hielo machacado es comunes para las bebidas.
El Pagophagia, un tipo de desorden de consumición de la pica, es la consumición obligatoria del hielo.
Las estructuras y las esculturas de hielo se construyen fuera de pedazos grandes del hielo. Las estructuras son sobre todo ornamental (como en el caso con hielo se escuda y no práctico para habitación de largo plazo. Los hoteles del hielo existen sobre una base estacional en algunas áreas frías. Los iglúes son otro ejemplo de una estructura temporal, hecho sobre todo de nieve.
Durante la Segunda Guerra Mundial, el proyecto Habbakuk era un programa británico que investigó el uso Pykrete (fibras de madera mezcladas con hielo) como material posible para los buques de guerra, especialmente portaaviones debido a la facilidad con la cual una cubierta grande podría ser construida, pero la idea fue dada encima de cuando no había bastantes fondos para la construcción de un prototipo.
El hielo se puede utilizar para comenzar un fuego tallándolo en una lente que enfoque luz del sol sobre la inflamación. Cuando uno espera bastante tiempo, un fuego comenzará.
En el calentamiento del planeta, el hielo juega a partes importantes porque refleja el 90% rayos de s de Sun del los '.
En el invierno de 1658, los estrechos entre las islas Dinamarca, correa la gran y el poca correa, congeló encima, permitiendo a un ejército sueco al marcha a través de las correas y derrota a ejército danés. El tratado resultante de Roskilde cedió áreas extensas de Dinamarca al Suecia .

Hielo en diversas presiones

La mayoría del helada de los líquidos en una temperatura más alta bajo presión porque la presión ayuda a sostener las moléculas juntas. Sin embargo, los enlaces de hidrógeno fuertes en agua la hacen diferente: el agua congela en una temperatura debajo de 0 °C bajo presión más alto de 1 atmósfera. Por lo tanto el agua también sigue siendo congelada en una temperatura sobre 0 °C bajo presión más bajo de 1 atmósfera. La fusión del hielo bajo altas presiones se piensa para contribuir a porqué movimiento de los glaciares . El hielo formado en la alta presión tiene una diversas estructura cristalina y densidad que el hielo ordinario. El hielo, el agua, y el vapor de agua pueden coexistir en el punto triple, que es 273.16  K en una presión de 611.

Fases de hielo

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Zenithic

Markham Vineyards

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