LED je obvykle pevná látka, která se tvoří, když voda zmrzne. Každý ví, že když teplota klesne na 0 stupňů Celsia, voda se změní na led. Ale jak je možné, že led může být v kapalném stavu?
Led v kapalném stavu je ve skutečnosti jev známý jako průhledný LED nebo LED VI. Vzniká, když je led vystaven tlaku nad 2000 atmosfér. Při tak vysokém tlaku nemohou molekuly vody tvořit pravidelnou mřížku krystalové struktury, která je typická pro běžný LED.
Na rozdíl od běžného ledu má čirý LED řadu jedinečných vlastností. Má například větší hustotu a průhlednost. To je způsobeno skutečností, že molekuly v průhledném ledu jsou uspořádány těsněji a symetričtěji, což umožňuje světlu procházet bez odrazů a lomu.
Průhledný LED není v přírodě tak častý, protože jeho tvorba vyžaduje extrémní podmínky. Výzkum tohoto jevu však pomáhá prohloubit naše chápání vlastností vody a její struktury.
Historický přehled
Téma existence tekutého ledu zajímá vědce už dlouho. Zpočátku se věřilo, že led může být pouze v pevném stavu při nízkých teplotách. S rozvojem vědeckého výzkumu a technologií však byly učiněny objevy, které naznačovaly možnost existence kapalného ledu.
První pozorování kapalného ledu byla provedena v roce 1996 ještě před vývojem moderních technologií. Vědci zjistili, že při velmi nízké teplotě může plyn z ledu existovat v kapalném stavu. Tento jev se nazývá "supravodivost ledového typu".
Další studie ukázaly, že pod vlivem vysokého tlaku a určitých podmínek může led udržet kapalný stav i při pokojové teplotě. Tato vlastnost se nazývá "amorfní led", protože jeho molekuly jsou uspořádány v chaotičtějším pořadí než běžný LED.
Otázka existence tekutého ledu je však mezi vědci stále kontroverzní. Někteří vědci se domnívají, že kapalný LED nemá přísně definované vlastnosti a je přechodným stavem mezi pevným a kapalným.
V tomto ohledu zůstává přítomnost a budoucnost výzkumu tekutého ledu pro vědce otevřeným polem a další objevy a experimenty pomohou tomuto jedinečnému fyzikálnímu procesu komplexněji porozumět.
Fázové přechody a struktura ledu
LED může existovat v různých strukturálních formách, z nichž nejznámější je šestihranná mřížka. Ale za určitých podmínek může led procházet fázovými přechody a jeho struktura se může měnit.
Jednou z nejznámějších forem ledu je amorfní LED. Vzniká zpomaleným rychlým ochlazováním a bez jakýchkoli nečistot. Amorfní LED nemá specifickou krystalickou strukturu a může být v kapalném stavu i při nízkých teplotách.
Studium fázových přechodů a struktury ledu má velký význam pro fyziku a chemii, protože umožňuje lepší pochopení vlastností této látky v různých podmínkách. Také, tato znalost může být užitečná při vývoji nových materiálů nebo při řešení problémů souvisejících se změnami klimatu nebo skladování potravin.
Tlak a teplota: podmínky tekutého ledu
Každý ví, že led je obvykle v pevném stavu při pokojové teplotě a normálním atmosférickém tlaku. Za určitých podmínek však může led přejít do kapalného stavu.
Aby byl LED tekutý, je nutné změnit tlak a/nebo teplotu. Snížení tlaku na led může způsobit jeho tání i při nízké teplotě. Tento efekt se nazývá "tlakové tání". Pokud například vezmete kus ledu a vystavíte ho vysokému tlaku, jako je stlačení do svěráku, LED se začne tavit i při teplotách pod 0°C.
Také, pokud zvýšíte teplotu ledu, může také přejít do kapalného stavu. Jak víme, bod tání vody při normálním atmosférickém tlaku je 0°C.Pokud však zvýšíte tlak na vodu nebo přidáte roztok, bod tání se posune dolů. Tento jev se nazývá 'eutektikalli' a umožňuje vodě zůstat v kapalném stavu i při teplotách pod 0°C.
Co se ale stane, když se teplota ledu a tlak na něj současně změní? Při určitých hodnotách teploty a tlaku může led existovat v kapalném stavu. Tento stav se nazývá "tekutý led" a projevuje se v exotických podmínkách, například v laboratoři nebo při velmi vysokých tlacích uvnitř ledu.