Ledus ir vispārpieņemts saldēta ūdens nosaukums. Arī citus šķidrumus, piemēram, amonjaku, metānu vai pienu, sasalstot var saukt par ledu, bet tos sauc par "piena ledu", nevis vienkārši par "ledu". Šķidrs ūdens kļūst par cietu ledu, kad tas ir ļoti auksts. Sasalšanas punkts ir 0° pēc Celsija (32° pēc Fārenheita jeb 273 kelvīni).

Ledu parasti gatavo mājas ledusskapī vai saldētavā. Ja ūdeni ieliek saldētavā un atstāj uz kādu laiku, ūdens kļūst ļoti auksts un sasalst, veidojot ledu. Lai ūdens ātrāk sasaltu ledū, to var ievietot vara (vai cita metāla) traukā. Metāli ir labi siltuma vadītāji, tāpēc ūdens var sasalt ātrāk nekā plastmasas ledus traukā.

Fizikālās īpašības un struktūra

Lielākā daļa dabiski veidotā ledus pie normāla spiediena ir kristāliska viela, ko sauc par ledus Ih — hexagonālu (sešstūra) režģi. Šī atvērta struktūra padara ledu mazliet mazāk blīvu nekā šķidrs ūdens, tāpēc tas peld uz ūdens virsmas. Ledus blīvums pie 0 °C ir aptuveni 0,9167 g/cm3.

Ledus parādās gan kā caurspīdīgs, gan pienains. Caurspīdīgs ledus veidojas, ja ūdens sasalst lēni un bez daudz gaisa burbuļu, savukārt pienains vai mākonains ledus satur iesprostotus gaisa burbuļus un minerālu daļiņas. Ledus sasalšanas procesā tiek izdalīta latentā siltuma (kušanas siltums), kas ūdenim jāatdod, lai notiktu fāzes maiņa — šī enerģija ir apmēram 334 kJ uz kilogramu ūdens.

Sasalšanas punkts un faktori, kas to ietekmē

Standarta sasalšanas punkts ūdenim ir 0° C, taču šī temperatūra var mainīties atkarībā no apstākļiem:

  • Sāļums — sāļu klātbūtne pazemina sasalšanas punktu (piemēram, jūras ūdenim sasalšanas punkts ir zemāks par 0 °C).
  • Spiediens — spiediena palielināšanās var nedaudz pazemināt vai pacelt ledus kušanas/sasalšanas temperatūru atkarībā no apstākļiem.
  • Superatdzesēšana — tīrs ūdens dažkārt var palikt šķidrs zem 0 °C, ja trūkst kodolu, uz kuriem veidoties ledus kristāliem.

Kā ledus veidojas un dažādas ledus formas

Ledus var veidoties kondensācijas un sasalšanas ceļā, piemēram, uz saliem objektiem vai kā migla un rasas pārveidošanās. Dabā ledus veidojas dažādos veidos: sniegs, ledus lāstekas, sarma, ledāji un jūras ledus. Ir arī vairākas starpkristāliskās ledus formas (polimorfi), kas rodas ekstremālos spiediena un temperatūras apstākļos (ledus II, III, V u.c.), taču ikdienā sastopamā forma ir ledus Ih.

Praktiskā izmantošana

Ledum ir daudzi praktiski pielietojumi:

  • Atdzesēšana un pārtikas konservēšana (ledusskapji, ledus kravas pārvadājumiem).
  • Medicīnā — aukstuma terapija, ledus kompreses.
  • Sportā un atpūtā — slidotavas, slēpošana, hokejs, ledus skulptūras un izklaide.
  • Industriāli — dzesēšanas procesi, noteiktas ķīmiskās pārstrādes un laboratorijas eksperimenti.
  • Infrastruktūra — uz jūras ledus var veidot ledus ceļus vai platformas, bet jūras ledus ir svarīgs klimatam un ekosistēmai.

Ledus dabā un drošības norādījumi

Ledāji, sniegs un jūras ledus ietekmē klimatu, hidrologiju un dzīvotnes. Ledus kušana paātrina jūras līmeņa celšanos, savukārt sezonāla apledojuma maiņa ietekmē infrastruktūru un satiksmi.

Drošības ziņā jāņem vērā, ka ledus biezums un nestspēja var ļoti atšķirties atkarībā no temperatūras, ūdens straumēm un sāļuma. Pirms doties uz ledus, jāņem vērā vietējie drošības ieteikumi un jāpārbauda ledus biezums — īpaši uz saldūdens ezeriem un upēm. Uz ledus nekad jāuzvedas pārlieku vieglprātīgi, un jālieto piemēroti drošības līdzekļi (pavadītāji, drošības virves, ledus naglas utt.).

Interesanti fakti

  • Ledus ir labs siltuma izolators, ja tam piemīt poraina vai vaļīga struktūra (piemēram, sniegs), tāpēc sniega sega aizsargā augsni un augus no lielākas aukstuma iedarbības.
  • Daudzi dzīvnieki un cilvēki izmanto ledus un sniegu kā resursus — no piekļuves saldētiem ūdens krājumiem līdz ziemas izklaidēm.