Що таке нерегулярне розширення води?

The Нерегулярне розширення води це фізична властивість, яка примушує воду проходити процес розширення, коли він замерзає.

Вона вважається нерегулярною властивістю, оскільки більшість елементів розширюється теплом і стикається з холодом. Однак у воді процес розширення відбувається в будь-якому з двох змін температури.

Як правило, вода вважається найпоширенішою рідиною через її достатку на Землі. Але насправді це навпаки: його аномальні властивості роблять його найбільш атиповою рідиною.

Однак саме їх нерегулярні властивості дозволили розвивати життя на Землі.

Теплове розширення і щільність тіл

Термічне розширення або розширення є явищем, яке виникає, коли розмір об'єкта збільшується внаслідок зміни його температури.

Коли температура тіла збільшується, це змушує молекули рухатися з більшою швидкістю. Цей рух викликає більший простір між цими молекулами, і цей новий простір призводить до збільшення розміру об'єкта.

Важливо мати на увазі, що не всі тіла поширюються однаково. Наприклад, такі метали, як алюміній і сталь, є елементами, які при нагріванні досягають більшого розширення, ніж скло.

Коли тіло піддається термічному розширенню, воно не тільки змінює свій розмір, але і його щільність.

Щільність - це кількість речовини, що міститься в одиниці об'єму. Іншими словами, це загальна кількість молекул, які елемент має в даному просторі.

Наприклад, сталь має більш високу щільність, ніж пір'я. Тому кілограм сталі займає менше місця, ніж кілограм пір'я.

Коли тіло розширюється, воно зберігає таку ж масу, але збільшує простір, який вона займає. Тому, коли температура зростає, розмір також збільшується, але щільність зменшується.

Нерегулярне розширення води

Теплове розширення у воді надає особливі характеристики, які є фундаментальними для збереження життя.

З одного боку, коли вода нагрівається, вона проходить той же процес дилатації, що й більшість органів. Його молекули відокремлюються і розширюються, перетворюючись на водяну пару.

Однак, коли він охолоджує, відбувається унікальний процес: при зниженні його температури ця рідина починає стискатися.

Але коли вона досягає 4 ° C, вона розширюється. Нарешті, коли вона досягає 0 ° C, температура, необхідна для заморожування, її обсяг збільшується до 9%.

Це пояснюється тим, що заморожені молекули води групуються в різні структури з інших матеріалів, які залишають великі проміжки між ними. Тому займають більший об'єм, ніж вода в рідкому стані.

Повсякденним прикладом, в якому можна спостерігати це явище, є підготовка льоду у відра льоду. Коли ковші заповнені водою в рідкому стані, неможливо заповнити їх через край, тому що це, очевидно, розлилося б.

Однак при видаленні льоду можна спостерігати, як він виступає з відра льоду. Демонстрація того, що обсяг цього збільшився під час процесу заморожування.

Очевидно, що коли молекули води перетворюються на лід, їх щільність також зменшується. Тому заморожена вода менш щільна, ніж рідка вода, що дає льоду властивість плавати.

Це можна побачити в дуже простих прикладах, наприклад, коли лід, який був поміщений на напої, плаває у склі.

Але це також можна спостерігати у великих природних явищах, таких як шари льоду, що утворюються на зимовій воді, і навіть за наявності айсбергів.

Важливість нерегулярного розширення води

Нерегулярне розширення води - це не лише наукове цікавість. Це також явище, яке відіграло фундаментальну роль у розвитку життя на Землі, як всередині, так і за межами води.

У водному житті

У водоймах, таких як озера, можна спостерігати, що коли зима приходить, верхній шар води замерзає. Однак вода нижче знаходиться в рідкому стані.

Якби лід був щільніший за воду, то цей льодовиковий покрив затонув би. Це призведе до того, що новий шар рідини буде підданий впливу холоду в атмосфері і заморозиться, поки він не розпадеться. Таким чином, вся вода в озерах замерзає, що підірве підводне життя.

Однак, завдяки нерегулярним властивостям води, відбувається інше явище. Коли поверхневий шар замерзає, вода, що знаходиться нижче, зберігається при температурі 4 ° C.

Це відбувається тому, що вода досягає своєї найвищої щільності при 4 ° C, тобто нижня вода завжди буде максимальною при цій температурі.

Якщо це зрештою збільшиться, щільність підштовхне її до поверхні, де крижаний щит знову заморозить.

Завдяки цьому явищу температура водних об'єктів залишається стабільною і захищена від холоду атмосфери. Це гарантує виживання тварин і рослин, які живуть у воді.

Ці 4 градуси - це те, що робить різницю для всіх істот, які живуть у водах полюсів, як косатки і тюлені.

У житті за межами води

Життя людини і взагалі всі форми життя, що існують на Землі, також виграють від аномальних якостей води.

З одного боку, необхідно враховувати, що більша частина кисню походить від різних видів, що складають фітопланктон. Цей спосіб життя не вижив би, якби океани могли замерзнути, і це перешкодило б розвитку людського і тваринного життя.

З іншого боку, нерегулярне розширення води також впливає на океанські течії. Тому він також впливає на кліматичні умови планети.

Список літератури

1. Chaplin, M. (S.F.). Пояснення аномалій щільності води. Отримано з: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017). Чому льоду плавають? Отримано з: thoughtco.com
3. Діти та наука. (S.F.). Аномалія води. Отримано з: vias.org
4. Мейер, М. (2016). Лід Отримано з: britannica.com
5. Study.com. (S.F.). Термічне розширення: визначення, рівняння і приклади. Отримано з: study.com.