Холодильные установки

Вода является структурно-сложным соединением водорода (11,9%) и кислорода (88,1%) с важными для льдотехники свойствами, во многом обусловливаемыми водородными молекулярными связями. Кроме обычной воды и ее модификаций при высоких давлениях известны так называемая «тяжелая вода» (вода из изотопов водорода и кислорода, содержащаяся в обычной воде в малых количествах) и особо плотная полйвода (предположительно полимер обычной воды).
Исследования на основе рентгеновского и нейтронного анализов позволили выяснить примерную атомно-молекулярную структуру воды и льда. В современных моделях молекула воды (НгО) представляется как бы изогнутой, при этом водород и кислород образуют условный треугольник Н — О — Н с двумя ядрами (протонами) атомов водорода в основании и кислородом в вершине его. Известны, в частности, двухи многоструктурные, ассоциатные и льдоподобные модели воды. По Самойлову, например, льдоподобный каркас воды заполнен свободными молекулами.
В молекуле водяного пара расстояние О — Н равно 0,096 нм, а угол при вершине 104,5°, в молекуле льда соответствующее расстояние составляет 1,015 нм, а угол 109,5°.
Каждая молекула во льду окружена четырьмя соседними молекулами. Тетраэдрическая форма кристаллов льда отражает его атомно-молекулярную структуру. Несимметричное расположение атомов водорода делает молекулу воды электрическим диполем, момент которого у льда в 1,4 раза больше такового для воды.
Чистая вода слабодиссоциирована, концентрация водородных ионов в ней равна 7. Большие амплитуды колебаний атомов молекул воды обусловливают повышенную деформируемость последних.
Лед по основным свойствам можно считать молекулярным кристаллом с еще меньшими ионными связями, чем у воды.
При превращении воды в лед, являющийся полупроводником протонного типа, электропроводимость и диэлектрическая проницаемость резко падают, что может быть использовано в льдотехнике для контроля процесса льдообразования. Оригинал статьи на refrigirat.ru Подвижность протонов в кристаллической решетке льда больше, чем в воде, имеющей тормозящую их, хаотичную в целом структуру, что обусловливает некоторые каталитические свойства льда.