Co je nepravidelná vodní dilatace?

Nepravidelná dilatace vody je to fyzikální vlastnost, která způsobuje, že voda podléhá procesu expanze, když zamrzne.

To je považováno za nepravidelný majetek, protože většina elementů expanduje s teplem a kontrakt s chladem. Ve vodě však dochází k expanzi v jakémkoliv ze dvou teplotních změn.

Voda je obvykle považována za nejběžnější kapalinu, protože je hojná na Zemi. Ale ve skutečnosti je to právě naopak: jeho neobvyklé vlastnosti z něj činí nejtypičtější kapalinu.

Je to však právě jejich nepravidelné vlastnosti, které umožnily rozvoj života na Zemi.

Tepelná roztažnost a hustota těles

Tepelná expanze nebo expanze je fenomén, který nastává, když se velikost objektu zvětší v důsledku změny jeho teploty.

Když se teplota těla zvýší, způsobí to, že se jeho molekuly pohybují větší rychlostí. Tento pohyb způsobuje větší prostor mezi těmito molekulami a tento nový prostor způsobuje zvětšení velikosti objektu.

Je důležité mít na paměti, že ne všechny orgány se rozšiřují stejně. Například kovy jako hliník a ocel jsou prvky, které při zahřátí dosahují větší expanze než sklo.

Když tělo podléhá tepelné roztažnosti, mění nejen jeho velikost, ale také hustotu.

Hustota je množství hmoty obsažené v jednotce objemu. Jinými slovy, to je součet molekul, které prvek má v daném prostoru.

Například ocel má vyšší hustotu než peří. To je důvod, proč kilo oceli zabírá méně místa než kilo peří.

Když se tělo rozpíná, zachovává si stejnou hmotnost, ale zvětšuje prostor, který zabírá. Když se tedy teplota zvyšuje, velikost se také zvyšuje, ale hustota se snižuje.

Nepravidelná dilatace vody

Tepelná expanze ve vodě představuje zvláštní vlastnosti, které jsou zásadní pro zachování života.

Na jedné straně, když je voda ohřívána, podléhá stejnému dilatačnímu procesu, jak to dělá většina těles. Jeho molekuly se oddělují a expandují do vodní páry.

Když však dojde k ochlazení, dochází k unikátnímu procesu: jak jeho teplota klesá, tato kapalina začne stlačovat.

Když však dosáhne 4 ° C, expanduje. Konečně, když dosáhne teploty 0 ° C, teplota potřebná pro zmrazení se zvýší na 9%..

Je to proto, že molekuly zmrazené vody jsou seskupeny do různých struktur z jiných materiálů, které mezi nimi zanechávají velké prostory. Proto zabírají větší objem než voda v kapalném stavu.

Každodenním příkladem, ve kterém lze tento jev pozorovat, je příprava ledu v nádobách na led. Když jsou kbelíky naplněny vodou v tekutém stavu, není možné je naplnit přes okraj, protože by to zjevně uniklo.

Při vyjímání ledu je však možné pozorovat, jak vyčnívá z ledových kbelíků. Prokázalo se, že se objem během procesu zmrazování zvýšil.

Je zřejmé, že když molekuly vody převedené na led expandují, jejich hustota také klesá. Zmrazená voda je proto méně hustá než tekutá voda, což dává ledu vlastnost plovoucí.

To lze vidět ve velmi jednoduchých příkladech, jako když se led, který byl umístěn na nápoj, vznáší ve skle.

Lze to však pozorovat i ve velkých přírodních jevech, jako je ledová vrstva, která se tvoří na zimní vodě a dokonce i v existenci ledovců..

Význam nepravidelné dilatace vody

Nepravidelná dilatace vody není jen vědeckou zvědavostí. Je to také fenomén, který hraje zásadní roli ve vývoji života na Zemi, a to jak uvnitř, tak vně vody.

Ve vodním životě

Ve vodních útvarech, jako jsou jezera, je možné pozorovat, že když zima dorazí, horní vrstva vody zamrzne. Voda je však udržována v kapalném stavu.

Kdyby byl led hustší než voda, tento ledový plášť by klesl. To by způsobilo, že by nová kapalná vrstva byla vystavena chladu atmosféry a zamrzla, až se zhroutí. Tímto způsobem by veškerá voda v jezerech zamrzla, což by ohrozilo život pod vodou.

Avšak díky nepravidelným vlastnostem vody dochází k jinému jevu. Když zamrzne povrchová vrstva, voda pod ní je udržována na teplotě 4 ° C.

To se děje proto, že voda dosahuje nejvyšší hustoty při 4 ° C, což znamená, že spodní voda bude při této teplotě vždy maximální.

Pokud by se nakonec zvýšila, hustota by ho tlačila směrem k povrchu, kde by jej ledová plocha znovu zmrazila.

Díky tomuto jevu zůstává teplota vodních útvarů stabilní a chráněna před chladem atmosféry. To zaručuje přežití živočišných a rostlinných druhů, které žijí ve vodě.

Ty 4 stupně jsou to, co dělají rozdíl pro všechna stvoření, která žijí ve vodách sloupů jako kosatky velryby a crabeater pečeti.

V životě mimo vodu

Lidský život a obecně všechny formy života, které existují na Zemi, také těží z anomálních vlastností vody.

Na jedné straně je třeba uvážit, že většina kyslíku pochází z různých druhů, které tvoří fytoplankton. Tento způsob života by nepřežil, kdyby mohly oceány zamrznout, což by bránilo rozvoji života lidí a zvířat.

Na druhé straně nepravidelná dilatace vody ovlivňuje také oceánské proudy. Má také vliv na klimatické podmínky planety.

Odkazy

1. Chaplin, M. (S.F.). Vysvětlení anomálií hustoty vody. Zdroj: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017). Proč plovoucí led? Citováno z: thoughtco.com
3. Děti a věda. (S.F.). Anomálie vody. Citováno z: vias.org
4. Meier, M. (2016). Led Zdroj: britannica.com
5. Study.com. (S.F.). Tepelná expanze: Definice, rovnice a příklady. Zdroj: study.com.