- Toplotna ekspanzija in gostota teles
- Nepravilna dilatacija vode
- Pomen nepravilnega širjenja vode
- V vodnem življenju
- V življenju iz vode
- Reference
Nepravilna širitev vode je fizikalna lastnost, ki povzroča voda podvržen širitev saj zamrzne. Šteje se za nepravilno lastnost, saj se večina elementov v toploti širi in strdi v mrazu. Vendar se v vodi proces ekspanzije zgodi pri kateri koli od dveh temperaturnih sprememb.
Voda običajno velja za najpogostejšo tekočino zaradi njene številčnosti na Zemlji. V resnici pa je ravno nasprotno: zaradi njegovih nepravilnih lastnosti je najbolj nenavadna tekočina.
Vir slik: Wikimedia.org.
Vendar pa so ravno njegove nepravilne lastnosti omogočile razvoj življenja na Zemlji.
Toplotna ekspanzija in gostota teles
Toplotna ekspanzija ali dilatacija je pojav, ki se pojavi, ko se velikost predmeta poveča zaradi spremembe njegove temperature.
Ko se temperatura telesa poveča, to povzroči, da se njegove molekule hitreje premikajo. Ta gib ustvari večji prostor med temi molekulami in ta novi prostor povzroči, da se velikost predmeta poveča.
Pomembno je opozoriti, da se vsa telesa ne razširijo enako. Na primer, kovine, kot sta aluminij in jeklo, so elementi, ki pri segrevanju dosežejo večjo ekspanzijo kot steklo.
Ko se telo podvrže toplotni ekspanziji, se ne spremeni samo njegova velikost, temveč tudi njegova gostota.
Gostota je količina snovi, ki jo vsebuje enota prostornine. To z drugimi besedami pomeni skupno število molekul, ki jih ima element v določenem prostoru.
Na primer, jeklo ima večjo gostoto kot perje. Zato kilogram jekla zavzame manj prostora kot kilogram perja.
Ko se telo razširi, ohrani enako maso, vendar poveča prostor, ki ga zaseda. Zato se pri povečanju temperature poveča tudi velikost, vendar se gostota zmanjša.
Nepravilna dilatacija vode
Toplotna ekspanzija v vodi ima posebne lastnosti, ki so bistvene za ohranjanje življenja.
Po eni strani se voda, ko se segreje, podvrže enakemu postopku širjenja kot večina teles. Njegove molekule se ločijo in širijo, preoblikujejo se v vodno paro.
Ko pa se ohladi, pride do edinstvenega procesa: ko se njegova temperatura spusti, se ta tekočina začne stisniti.
Ko pa doseže 4 ° C, se razširi. Nazadnje, ko doseže 0 ° C, temperatura, ki je potrebna za njegovo zmrzovanje, se njegova količina poveča do 9%.
To je zato, ker se molekule zamrznjene vode združijo v drugačne strukture kot drugi materiali, ki puščajo velike prostore med njimi. Zato zavzemajo večjo prostornino kot voda v tekočem stanju.
Vsakdanji primer, v katerem lahko opazimo ta pojav, je priprava ledu v vedrih z ledom. Ko so vedra za led napolnjena z vodo v tekočem stanju, jih je nad obodom nemogoče napolniti, ker bi se očitno razlila.
Pri odstranjevanju ledu je mogoče opazovati, kako štrli iz vedrov ledu. Tako dokazuje, da se je njegova količina med postopkom zamrzovanja povečala.
Ko se molekule vode, pretvorjene v led, očitno širijo, se tudi njihova gostota zmanjšuje. Zato je zamrznjena voda manj gosta od tekoče vode, ki ledu daje lastnost plavanja.
To je razvidno iz zelo preprostih primerov, na primer, ko led, ki je dodan pijači, plava v kozarcu.
Lahko pa ga opazimo tudi pri velikih naravnih pojavih, kot je ledena ploskev, ki se tvori na vodi pozimi in celo v obstoju ledenih dež.
Pomen nepravilnega širjenja vode
Nepravilen dilatacija vode ni le znanstvena radovednost. Je tudi pojav, ki je igral temeljno vlogo pri razvoju življenja na Zemlji, tako znotraj kot zunaj vode.
V vodnem življenju
V vodnih telesih, kot so jezera, je mogoče opaziti, da ob zimi zgornja plast vode zmrzne. Vendar voda spodaj ostaja v tekočem stanju.
Če bi bil led gostejši od vode, bi ta zamrznjena plast potonila. S tem bi novo tekočinsko plast izpostavili mrazu ozračja in zamrznili, da se potopi. Na ta način bi vsa voda v jezerih zamrznila, kar bi ogrozilo podvodno življenje.
Vendar se zahvaljujoč nepravilnim lastnostim vode pojavlja drugačen pojav. Ko površinska plast zamrzne, se voda pod njo zadržuje pri temperaturi 4 ° C.
To se zgodi zahvaljujoč dejstvu, da voda doseže najvišjo gostoto pri 4 ° C, torej da bo spodnja voda pri tej temperaturi vedno na najvišji ravni.
Če bi se sčasoma povečala, bi ga gostota potisnila na površino, kjer bi se ledena plošča spet zamrznila.
Zahvaljujoč temu pojavu temperatura vodnih teles ostane stabilna in zaščitena pred mrazom atmosfere. To zagotavlja preživetje živalskih in rastlinskih vrst, ki živijo v vodi.
Te 4 stopinje so pomembne za vsa bitja, ki živijo v vodah drogov, kot so orke in tjulnji.
V življenju iz vode
Človeško življenje in na splošno vse oblike življenja, ki obstajajo na Zemlji, imajo tudi koristi od nenormalnih lastnosti vode.
Po eni strani je treba upoštevati, da večina kisika prihaja iz različnih vrst, ki sestavljajo fitoplankton. Ta oblika življenja ne bi preživela, če bi oceani lahko zamrznili in bi to oviralo razvoj življenja ljudi in živali.
Po drugi strani pa nepravilno dilatacija vode vpliva tudi na oceanske tokove. Zato vpliva tudi na podnebne razmere planeta.
Reference
- Chaplin, M. (SF). Pojasnilo gostote vode gostote. Pridobljeno: lsbu.ac.uk
- Helmenstine, A. (2017). Zakaj led lebdi? Pridobljeno: misel.com
- Kids & Science. (SF). Anomalnost vode. Pridobljeno: vias.org
- Meier, M. (2016). Led. Pridobljeno: britannica.com
- Study.com. (SF). Toplotna ekspanzija: definicija, enačba in primeri. Pridobljeno: study.com.