Поделиться:
Что такое нерегулярное расширение воды?
Нерегулярное расширение воды это физическое свойство, которое заставляет воду подвергаться процессу расширения при замерзании.
Это считается нерегулярным свойством, потому что большинство элементов расширяется при нагревании и сжимается при холоде. Однако в воде процесс расширения происходит при любом из двух изменений температуры..
Обычно вода считается самой распространенной жидкостью из-за ее обилия на Земле. Но в действительности все наоборот: его аномальные свойства делают его наиболее нетипичной жидкостью.
Однако именно их нерегулярные свойства позволили развитию жизни на Земле.
Тепловое расширение и плотность тел
Термическое расширение или расширение - это явление, которое возникает, когда размер объекта увеличивается из-за изменения его температуры..
Когда температура тела увеличивается, это заставляет его молекулы двигаться с большей скоростью. Это движение вызывает большее пространство между этими молекулами, и это новое пространство вызывает увеличение размера объекта.
Важно помнить, что не все тела расширяются одинаково. Например, металлы, такие как алюминий и сталь, являются элементами, которые при нагревании достигают большего расширения, чем стекло.
Когда тело подвергается тепловому расширению, оно меняет не только свои размеры, но и плотность..
Плотность - это количество вещества, содержащегося в единице объема. Другими словами, это сумма молекул, которые элемент имеет в данном пространстве..
Например, сталь имеет более высокую плотность, чем перья. Вот почему килограмм стали занимает меньше места, чем килограмм перьев..
Когда тело расширяется, оно сохраняет ту же массу, но увеличивает занимаемое им пространство. Следовательно, когда температура увеличивается, размер также увеличивается, а плотность уменьшается..
Неправильная дилатация воды
Тепловое расширение в воде представляет особые характеристики, которые являются фундаментальными для сохранения жизни.
С одной стороны, когда вода нагревается, она проходит тот же процесс расширения, что и большинство тел. Его молекулы отделяются и расширяются, превращаясь в водяной пар.
Однако, когда он охлаждается, происходит уникальный процесс: когда его температура падает, эта жидкость начинает сжиматься.
Но когда он достигает 4 ° C, он расширяется. Наконец, когда она достигает 0 ° С, температура, необходимая для замораживания, ее объем увеличивается до 9%.
Это потому, что замороженные молекулы воды сгруппированы в различные структуры из других материалов, которые оставляют большие пространства между ними. Поэтому занимают больший объем, чем вода в жидком состоянии.
Ежедневным примером, в котором можно наблюдать это явление, является приготовление льда в ведрах со льдом. Когда ведра заполнены водой в жидком состоянии, их невозможно заполнить через край, так как это, очевидно, приведет к разливу.
Однако при удалении льда можно наблюдать, как он выступает из ведер со льдом. Демонстрируя, что объем этого увеличился во время процесса замораживания.
Очевидно, что когда молекулы воды, превращенные в лед, расширяются, их плотность также уменьшается. Следовательно, замерзшая вода менее плотная, чем жидкая вода, что придает льду свойство плавать..
Это можно увидеть на очень простых примерах, например, когда лед, помещенный в напиток, плавает в стакане..
Но это также может наблюдаться в крупных природных явлениях, таких как ледяной слой, который образуется в зимней воде и даже в существовании айсбергов.
Важность нерегулярного расширения воды
Нерегулярное расширение воды - это не только научное любопытство. Это также явление, которое сыграло фундаментальную роль в развитии жизни на Земле как внутри, так и вне воды..
В водной жизни
В водоемах, таких как озера, можно наблюдать, что когда наступает зима, верхний слой воды замерзает. Тем не менее, вода ниже хранится в жидком состоянии.
Если бы лед был плотнее воды, этот ледяной покров опустился бы. Это может привести к тому, что новый слой жидкости подвергнется воздействию холодной атмосферы и замерзнет, пока не разрушится. Таким образом, вся вода в озерах замерзнет, подвергая опасности подводную жизнь.
Однако благодаря нерегулярным свойствам воды происходит другое явление. Когда поверхностный слой замерзает, вода под ним поддерживается при температуре 4 ° C..
Это происходит потому, что вода достигает своей максимальной плотности при 4 ° C, а это означает, что при этой температуре нижняя вода всегда будет максимальной.
Если это в конечном счете увеличится, плотность подтолкнет его к поверхности, где ледяной щит снова замерзнет.
Благодаря этому явлению температура водоемов остается стабильной и защищенной от холода атмосферы. Это гарантирует выживание видов животных и растений, обитающих в воде.
Эти 4 градуса - вот что имеет значение для всех существ, которые живут в водах полюсов, как косатки и тюлени-крабоеды..
В жизни вне воды
Человеческая жизнь и вообще все формы жизни, которые существуют на Земле, также извлекают выгоду из аномальных качеств воды.
С одной стороны, необходимо учитывать, что большая часть кислорода поступает из разных видов, которые составляют фитопланктон. Этот образ жизни не выжил бы, если бы океаны могли замерзнуть, и это помешало бы развитию человеческой и животной жизни..
С другой стороны, нерегулярное расширение воды также влияет на океанские течения. Следовательно, это также оказывает влияние на климатические условия планеты.
ссылки
- Чаплин М. (С.Ф.). Объяснение аномалий плотности воды. Получено с: lsbu.ac.uk
- Helmenstine, A. (2017). Почему лед плавает? Получено с: мысли
- Дети и наука. (S.F.). Аномалия Воды. Получено с: vias.org
- Майер М. (2016). Лед. Получено с: britannica.com
- Study.com. (S.F.). Тепловое расширение: определение, уравнение и примеры. Получено с: study.com.