تفاوت بین آب و یخ

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

تفاوت اصلی بین آب و یخ این است که آب آرایش منظمی از مولکول ها ندارد در حالی که یخ ساختار بلوری خاصی دارد.

از مراحل اولیه تکامل زمین، آب بخش عمده ای از زمین بوده است. در حال حاضر، آب بیش از 70 درصد سطح زمین را پوشانده است. از این رو، بخش بزرگتری از آب در اقیانوس ها و دریاها است. که حدود 97 درصد است. رودخانه ها، دریاچه ها و برکه ها 0.6 درصد آب دارند و حدود 2 درصد آن در یخ های قطبی و یخچال های طبیعی وجود دارد. مقداری آب در زیرزمین و مقدار کمی از آن به صورت گاز به صورت بخار و در ابرها وجود دارد. در این میان کمتر از 1 درصد آب برای استفاده مستقیم انسان باقی مانده است.این آب خالص نیز روز به روز آلوده می شود و باید برنامه ریزی مناسبی برای صرفه جویی در مصرف آب وجود داشته باشد.

آب چیست؟

آب یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی H₂O است. آب چیزی است که ما نمی توانیم بدون آن زندگی کنیم. دو هیدروژن به صورت کووالانسی با یک اتم اکسیژن پیوند می خورند و یک مولکول آب تشکیل می دهند. علاوه بر این، مولکول شکلی خمیده به دست می‌آورد تا دافعه‌ی پیوند زوج الکترون تنها را به حداقل برساند و زاویه H-O-H 104^o است آب مایعی شفاف، بی رنگ، بی مزه و بی بو است. علاوه بر این، می تواند به اشکال مختلف مانند غبار، شبنم، برف، یخ، بخار و غیره باشد. هنگامی که در فشار معمولی اتمسفر بالای 100 ^{oC گرم می شود به فاز گاز می رود.}

آب واقعاً یک مولکول شگفت انگیز است. فراوان ترین ترکیب معدنی موجود در ماده زنده است. بیش از 75 درصد بدن ما از آب تشکیل شده است. در آنجا، جزء سلول ها است، به عنوان یک حلال و واکنش دهنده عمل می کند. با این حال، در دمای اتاق مایع است، اگرچه دارای وزن مولکولی کم 18 گرم در مول ^{-1 است.}

شکل 01: آب در فاز مایع است

توانایی آب برای تشکیل پیوندهای هیدروژنی ویژگی منحصر به فردی است که آن دارد. در آنجا، یک مولکول آب می تواند چهار پیوند هیدروژنی تشکیل دهد. اکسیژن بیشتر از هیدروژن الکترونگاتیو است و باعث قطبی شدن پیوندهای O-H در مولکول آب می شود. به دلیل قطبیت و توانایی تشکیل پیوندهای هیدروژنی، آب یک حلال قوی است. علاوه بر این، به دلیل توانایی آن در حل کردن تعداد زیادی از مواد، آن را یک حلال جهانی می نامیم. علاوه بر این، آب دارای کشش سطحی بالا، چسبندگی بالا و نیروهای چسبنده است. این می تواند تغییرات دما را بدون رفتن به حالت گاز یا جامد تحمل کند. ما از آن به عنوان داشتن ظرفیت گرمایی بالا نام می بریم که به نوبه خود برای بقای موجودات زنده مهم است.

یخ چیست؟

یخ شکل جامد آب است.وقتی آب را زیر 0^{oC می گوییم شروع به یخ زدن می کند و یخ تشکیل می دهد. یخ یا شفاف است یا کمی مات. با این حال، گاهی اوقات بسته به ناخالصی هایی که دارد، رنگی نیز دارد. علاوه بر این، این ترکیب دارای ساختار کریستالی منظمی است.}

شکل 02: یخ شناور روی آب

پیوندهای هیدروژنی برای ساختن این ساختار جامد منظم در یخ مهم هستند. پیوندهای هیدروژنی مولکول های H₂O را با فاصله معینی از یکدیگر نگه می دارند و ساختار کریستالی را تشکیل می دهند. در طی این فرآیند، حجم همان جرم H_{2O منبسط می شود (به این معنی که جرم آب در هنگام انجماد حجم نسبتاً زیادی پیدا می کند تا یخ تشکیل شود). از آنجایی که حجم آب هنگام یخ زدن منبسط می شود، چگالی یخ کمتر از آب است. بنابراین، می تواند روی آب شناور شود.این امر از یخ زدن آب کف بدنه های آبی در فصل زمستان جلوگیری می کند و در نتیجه از آبزیان محافظت می کند.}

تفاوت بین آب و یخ چیست؟

یخ شکل جامد آب است و ساختار کریستالی خاصی دارد، اما آب چنین آرایش منظمی از مولکول‌ها ندارد. بنابراین، این تفاوت اصلی بین آب و یخ است. در اینجا، این تفاوت به دلیل وجود پیوندهای هیدروژنی بین مولکول های آب ایجاد می شود. در طول فرآیند انجماد، پیوندهای هیدروژنی مولکول های H_{2O را در فاصله معینی از یکدیگر نگه می دارند و ساختار کریستالی به یخ می دهند. همچنین این فرآیند باعث افزایش صدا نیز می شود. بنابراین به عنوان یکی دیگر از تفاوت های مهم آب و یخ می توان گفت که یخ در مقایسه با آب چگالی کمی دارد. بنابراین می تواند روی آب شناور شود.}

همچنین، ما می توانیم تفاوت بین آب و یخ را بر اساس حجم و چگالی آنها نیز تشخیص دهیم. به این معنا که؛ برای همان جرم، حجم آب نسبتاً کمتر از یخ است.زیرا چگالی آب بیشتر از چگالی یخ است. اینفوگرافیک زیر در مورد تفاوت بین آب و یخ تفاوت های بیشتری را بین هر دو نشان می دهد.

خلاصه - آب در مقابل یخ

یخ شکل جامد آب است. با این حال، به دلیل وجود پیوندهای هیدروژنی بین مولکول‌های آب، وقتی زیر 0_o سرد می‌شویم، یخ با آرایش منظم مولکول‌های H^{2O تشکیل می‌شود. سی. بنابراین، تفاوت اصلی بین آب و یخ این است که آب آرایش منظمی از مولکول‌ها ندارد در حالی که یخ ساختار بلوری خاصی دارد.}