Zdieľam:
Čo je nepravidelná dilatácia vody?
Nepravidelná dilatácia vody je to fyzikálna vlastnosť, ktorá spôsobuje, že voda podlieha procesu expanzie, keď zamrzne.
Považuje sa za nepravidelnú vlastnosť, pretože väčšina prvkov expanduje teplom a zmluvou s chladom. Avšak vo vode dochádza k expanzii v ktoromkoľvek z dvoch teplotných zmien.
Zvyčajne je voda považovaná za najbežnejšiu kvapalinu kvôli jej hojnosti na Zemi. Ale v skutočnosti je to práve naopak: jeho anomálne vlastnosti z neho robia najviac atypickú kvapalinu.
Avšak práve ich nepravidelné vlastnosti umožnili rozvoj života na Zemi.
Tepelná rozťažnosť a hustota telies
Tepelná expanzia alebo expanzia je jav, ktorý sa vyskytuje, keď sa veľkosť objektu zvyšuje v dôsledku zmeny jeho teploty.
Keď sa teplota tela zvyšuje, jeho molekuly sa pohybujú s väčšou rýchlosťou. Tento pohyb spôsobuje väčší priestor medzi týmito molekulami a tento nový priestor spôsobuje zväčšenie veľkosti objektu.
Je dôležité mať na pamäti, že nie všetky orgány sa rozširujú rovnako. Napríklad kovy ako hliník a oceľ sú prvky, ktoré pri zahrievaní dosahujú väčšiu expanziu ako sklo.
Keď telo podlieha tepelnej rozťažnosti, mení nielen jeho veľkosť, ale aj jeho hustotu.
Hustota je množstvo hmoty obsiahnuté v jednotke objemu. Inými slovami, to je súčet molekúl, ktoré má prvok v danom priestore.
Napríklad oceľ má vyššiu hustotu ako perie. To je dôvod, prečo kilo ocele zaberá menej miesta ako kilo peria.
Keď sa teleso rozťahuje, zachováva si rovnakú hmotnosť, ale zväčšuje priestor, ktorý zaberá. Preto, keď sa teplota zvýši, veľkosť sa tiež zvyšuje, ale hustota sa znižuje.
Nepravidelná dilatácia vody
Tepelná expanzia vo vode má osobitné vlastnosti, ktoré sú nevyhnutné pre zachovanie života.
Na jednej strane, keď sa voda zohrieva, prechádza rovnakým dilatačným procesom, ako to robí väčšina telies. Jej molekuly sa separujú a rozširujú transformáciou na vodné pary.
Keď sa však ochladzuje, dochádza k jedinečnému procesu: keď jeho teplota klesá, táto kvapalina sa začína stláčať.
Keď však dosiahne 4 ° C, expanduje. Nakoniec, keď dosiahne teplotu 0 ° C, teplota potrebná na zmrazenie sa zvýši až na 9%..
Je to preto, že molekuly mrazenej vody sú zoskupené do rôznych štruktúr z iných materiálov, ktoré medzi nimi zanechávajú veľké priestory. Preto zaberajú väčší objem ako voda v kvapalnom stave.
Každodenným príkladom, v ktorom možno tento jav pozorovať, je príprava ľadu v ľadových vedrách. Keď sú vedrá naplnené vodou v tekutom stave, nie je možné ich naplniť cez hranu, pretože by to zjavne vytečie.
Pri odstraňovaní ľadu je však možné pozorovať, ako vyčnieva z ľadových vedier. Preukazujúc, že objem sa počas zmrazovania zvýšil.
Je zrejmé, že keď molekuly vody konvertované na ľad expandujú, ich hustota tiež klesá. Zmrazená voda je preto menej hustá ako tekutá voda, ktorá dáva ľadu plávajúcu schopnosť.
To je možné vidieť vo veľmi jednoduchých príkladoch, napríklad keď sa ľad, ktorý bol umiestnený na nápoj, vznáša v pohári.
Môže sa však pozorovať aj vo veľkých prírodných javoch, ako je napríklad ľadová vrstva, ktorá sa tvorí na zimnej vode a dokonca aj v existencii ľadovcov..
Význam nepravidelnej dilatácie vody
Nepravidelná dilatácia vody nie je len vedeckou zvedavosťou. Je to tiež fenomén, ktorý zohral zásadnú úlohu vo vývoji života na Zemi, a to vo vnútri aj mimo vody.
Vo vodnom živote
Vo vodách, ako sú jazerá, je možné pozorovať, že keď zima príde, horná vrstva vody zamrzne. Voda je však udržiavaná v kvapalnom stave.
Ak by bol ľad hustejší ako voda, tento ľadový plášť by klesol. To by spôsobilo, že nová kvapalná vrstva bude vystavená chladu atmosféry a zmrazí sa, kým sa nezrúti. Týmto spôsobom by všetka voda v jazerách zamrzla a ohrozila by podmorský život.
Avšak vďaka nepravidelným vlastnostiam vody dochádza k inému javu. Keď zamrzne povrchová vrstva, voda pod ňou sa udržiava na teplote 4 ° C.
To sa deje preto, že voda dosahuje svoju najvyššiu hustotu pri 4 ° C, čo znamená, že spodná voda bude pri tejto teplote vždy maximálna.
Ak by sa nakoniec zvýšila, hustota by ho zatlačila k povrchu, kde by ho ľadový plát znova zmrazil.
Vďaka tomuto javu zostáva teplota vodných útvarov stabilná a chránená pred chladom atmosféry. To zaručuje prežitie živočíšnych a rastlinných druhov, ktoré žijú vo vode.
Tí 4 stupne sú to, čo robí rozdiel pre všetky tvory, ktoré žijú vo vodách pólov ako kosatky veľryby a crabeater tesnenia.
V živote mimo vody
Ľudský život a všeobecne všetky formy života, ktoré existujú na Zemi, tiež profitujú z anomálnych vlastností vody.
Na jednej strane je potrebné zvážiť, že väčšina kyslíka pochádza z rôznych druhov, ktoré tvoria fytoplanktón. Tento spôsob života by neprežil, ak by mohli oceány zamrznúť, čo by bránilo rozvoju života ľudí a zvierat.
Na druhej strane nepravidelná dilatácia vody ovplyvňuje aj oceánske prúdy. Preto má vplyv aj na klimatické podmienky planéty.
referencie
- Chaplin, M. (S.F.). Vysvetlenie anomálií hustoty vody. Zdroj: lsbu.ac.uk
- Helmenstine, A. (2017). Prečo sa plavák ľadu? Zdroj: thinkco.com
- Deti a veda. (S.F.). Anomália vody. Zdroj: vias.org
- Meier, M. (2016). Ľad. Zdroj: britannica.com
- Study.com. (S.F.). Tepelná expanzia: Definícia, rovnica a príklady. Zdroj: study.com.