Лід II

Лід II — це ромбоедрична кристалічна форма льоду з високоупорядкованою структурою. Він утворюється шляхом стиснення льоду Ih при температурі 198 К (−75 °C) під тиском 300 МПа або шляхом декомпресії льоду V. При нагріванні він перетворюється на лід III.[1] Звичайний водний лід відомий як лід Ih (згідно з номенклатурою Бріджмена). Різні типи льоду, від льоду II до льоду XVIII, були отримані в лабораторних умовах за різних температур і тисків. Вважається, що надра крижаних супутників, таких як супутник Юпітера Ганімед, можуть складатися з льоду II.

Історія

Властивості льоду II вперше описав і задокументував Густав Тамман у 1900 році під час своїх експериментів із льодом за умов високого тиску та низьких температур. Отримавши лід III, Тамман спробував стиснути лід при температурі між 203 К (−70 °C) та 193 К (−80 °C) під тиском 200 МПа (2000 атм). Тамман зауважив, що в цьому стані лід II мав більшу густину, ніж лід III. Він також виявив, що обидва типи льоду можуть зберігатися за нормального атмосферного тиску в стабільному стані за умови, що температура підтримується на рівні температури рідкого повітря, яке уповільнює структурне перетворення на лід Ih.[2]

У подальших експериментах Бріджмена у 1912 році показано, що різниця в об'ємі між льодом II та льодом III становить близько 0,0001 м³/кг. Тамман не помітив цієї різниці через її мале значення, а також тому, що не зміг точно визначити криву рівноваги між цими двома фазами. Крива продемонструвала, що структурний перехід від льоду III до льоду II імовірніше відбувався тоді, коли середовище раніше вже перебувало у структурній формі льоду II. Проте, якщо зразок льоду III ніколи раніше не перебував у стані льоду II, його можна було переохолодити нижче 203,15 К (−70,00 °C) без перетворення на лід II. З іншого боку, перегрів льоду II із збереженням тієї самої форми виявився неможливим. Бріджмен виявив, що крива рівноваги між льодом II і льодом IV була дуже схожою на криву льоду III, маючи такі самі властивості стабільності та незначну зміну об'єму. Натомість крива між льодом II і льодом V кардинально відрізнялася: вона була практично прямолінійною, а різниця в об'ємі майже завжди становила 0,0000545 м³/кг.[2]

Примітки

  1. ↑ Chaplin, Martin (18 жовтня 2014). Ice-two structure. Water Structure and Science. London South Bank University. Процитовано 21 грудня 2025.
  2. ↑ а б Hobbs, Peter V. (6 травня 2010). Ice Physics. Oxford University Press. с. 61—70. ISBN 9780199587711. Процитовано 21 грудня 2025.
This article is issued from Вікіпедія. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.