为什么在湖边的冰顶形态

温水通常变得更加密集的,因为它会更冷, 因此汇. 这一事实可能会导致您认为应该冰形成于湖底的第一. 但有趣的事情发生在水中,因为它会更冷. 更冷超过4摄氏度 (39华氏度), 水开始扩大,随着它逐渐变冷,密度较小. 结果是, 接近冰点, 较冷的水浮在顶部和温暖的海水下沉至底部. 作为温度的函数的水的密度可以在右侧的曲线图中可以看出. 终于, 最冷的水, 已经漂浮在寒冷条件下的湖水顶部, 冻结形成一层冰. 权当水冻结成冰, 冰变得大于水显著密度更小,并继续浮动湖的表面上.

冰比水的密度小,因为它的方式形成六方晶体结构. 每个水分子由键合到氧原子上最下面的两个氢原子中的. 当冰形成, 的一个水分子形式的弱氢键与其它两个水分子的氧原子的顶部上的氢原子. 在这种模式排队中的水分子不是让它们随机混在一起占用更多的空间 (如在液体水的情况下). 而且由于分子相同质量的占用更多的空间,在冷冻时, 冰比水液体密度小. 出于相同的原因, 低于4摄氏度的水变得因为它得到更冷日益密集少. 接近冰点的温度, 在液态水分子开始排队到所述空间填充六边形结构.
冷冻水浮到湖面的顶部
冬季里, 温度在湖中得到足够接近冰点的温度较低的水的密度较小,并浮在顶部. 公共领域图像, 资源: Christopher S制作. 贝尔德.

教科书河和湖冰工程由乔治·d. 阿什顿州, “作为湖从上面4℃冷却, 地表水损失热量, 变得更加密集和汇. 这个过程继续,直到在湖中所有的水是在4℃下, 当水的密度是在它的最大. 随着进一步冷却 (和无机械混合) 稳定, 在表面的水形成打火机层. 由于这层冷却到其凝固点, 冰开始形成湖的表面上。”

在深的湖泊, 水压也可以起到一定的作用. 所有的水高引力重量高达湖压在水深处湖. 压力使附近的湖底水变冷而不扩大和上升. 因为该压力, 在深的湖泊底部的水,而不冻结成冰变得冷漠.

信用:HTTPS://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/12/05/why-does-ice-form-on-the-top-of-a-lake/

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