03. Свойства воды в твёрдом состоянии

На этом уроке мы поговорим о воде в твёрдом состоянии. Вы узнаете о свойствах льда и снега.

В Антарктиде, покрытой четырёхкилометровым слоем льда, находятся основные запасы этого вещества на Земле.

Лёд встречает под землёй, покрывает поверхности водоёмов (рис. 2–3).

Айсберги — плавающие в море глыбы льда.

Снежи́нки состоят из мелких кристалликов льда (рис. 5).

Узо́ры на стекле́ в зимнее время — это кристаллы льда, образованные замёрзшим водяным паром (рис. 6).

В современном мире получение льда — процесс, доступный даже ребёнку. Достаточно взять какую-нибудь ёмкость, наполнить её водой, поставить на время в морозильную камеру, и получится лёд (рис. 7).

Иней в холодильнике — это замёрзший водяной пар. И́ней и лёд — это вода в твёрдом состоянии.

Подумаем, что будет происходить со льдом в тёплой комнате. Он начнёт таять. Если дотронуться до льда, то можно ощутить холод и влагу. Лёд имеет свойство таять в тёплом помещении (выше 0 °С), превращаясь в воду.

Лёд холодный и скользкий на ощупь (рис. 8).

Люди знали о том, что лёд скользкий, и защищали крепости на возвышениях рвами с водой. В холодное время года защитники поливали стены водой, и по скользкой ледяной стене захватчики не могли забраться внутрь.

При температуре ниже 0 °С вода на поверхности почвы замерзает, превращаясь в гололёд — опасное явление природы (в спешке можно поскользнуться, упасть и получить травму). Чтобы избежать травм, нужно не торопиться, выходить из дому заранее, при ходьбе наступать на всю подошву. Особенно осторожно нужно переходить дорогу — на скользком пути водителю сложнее быстро затормозить (рис. 9).

Лёд хру́пкий. Если стукнуть по кубику льда молоточком, лёд расколется на множество льдинок (рис. 10).

Лёд сохраня́ет свою́ фо́рму. Если переложить льдинку из блюдечка в стакан, её форма не изменится, потому что лёд — твёрдое вещество и не меняет свою форму (рис. 11).

Для занятий спортом и развлечений заливают катки — большие ровные пространства льда.

Во время катания на коньках лёд, соприкасающийся с лезвиями, тает, превращаясь в воду. Если бы не было этого тонкого слоя воды, кататься по льду было бы так же трудно, как по полу. Вода, как масло в машине, уменьшает трение между льдом и коньком и облегчает скольжение (рис. 13).

По той же причине происходит движение ледников с гор. Под давлением огромной массы льда его нижние слои начинают таять, и ледяная река скользит по горному склону вниз, как коньки по поверхности катка (рис. 14).

Лёд не то́нет в воде́. Если бросить кусочек льда в ёмкость с водой, он не утонет, а будет плавать на поверхности (рис. 15).

Обычно твёрдые вещества тяжелее, чем те же вещества в жидком состоянии. Например, кусочек железа тонет в расплавленном железе, а свинцовый кубик тонет в расплавленном свинце. При замерзании вода занимает больший объём, чем прежде, она расширяется, поэтому лёд легче воды. Уже одного этого свойства достаточно, чтобы выделить лёд из ряда твёрдых веществ как исключение.

Если бы лёд тонул, на поверхности водоёмов в течение холодного времени года образовывались бы новые и новые слои льда на месте затонувших, и водоём промерзал бы до самого дна. В результате водные животные и растения оказались бы скованы льдом, им грозила бы неминуемая гибель. К счастью, в природе этого не происходит, потому что лёд не тонет в воде (рис. 16).

Лёд пло́хо прово́дит тепло́. В водоёме он защищает воду под ним от дальнейшего охлаждения. Вода тоже плохо передаёт тепло. Это доказывает такой опыт: на дно пробирки с водой опускают кубик льда с тяжёлым грузом (поскольку лёд не тонет в воде, в него заранее вмораживают грузик), край пробирки нагревают, верхний слой воды кипит, а лёд не плавится. Из опыта можно сделать вывод, что не только лёд, но и вода плохо проводит тепло. Верхние слои воды нагреваются, в то время как нижние остаются холодными. Это объясняет, почему испарения происходят только с поверхности водоёмов (рис. 17).

Рассмотрите изображение. Сквозь лёд мы видим небо и облака.

Лёд, как и стекло, бесцве́тен и прозра́чен (рис. 18-19).

Снег — одно из твёрдых состояний воды, состоит из множества снежинок. Он белый, рыхлый, непрозрачный, тает в тепле и не тонет в воде (рис. 20).

Снег и лёд — это вода в твёрдом состоянии. Они легче воды, не имеют запаха и вкуса, сохраняют свою форму, плохо проводят тепло и тают при температуре выше 0 °С.

Лёд прозрачный, бесцветный, твёрдый, скользкий.

Снег непрозрачный, белый, рыхлый.

Полезные ссылки

1. Список рекомендованных учебников.

2. Российская электронная школа. Окружающий мир, 3-й класс. Урок 7. Вода и её охрана.

Проверь себя

1. Составьте короткий тест (4 вопроса с тремя вариантами ответа) на тему «Вода в твёрдом состоянии».

2. Проведите небольшой опыт: в пластиковую ёмкость налейте холодной воды, поставьте в морозильную камеру на 4–5 часов. Опишите, что будет происходить, объясните почему.

3. С помощью взрослых опытным путём докажите такие свойства льда, как прозрачность и бесцветность. Например, сделайте кубики льда с вмороженными в них небольшими листочками, цветами или ломтиками ярких фруктов. Опишите, что будет происходить, объясните почему.

Список источников:

Рис. 1-8, 10-16, 18-20. Изображения используются согласно лицензии Shutterstock / FOTODOM

Рис. 9, 17. Иллюстрации / Иллюстратор Андреева А. С.