- A testek hőtágulása és sűrűsége
- A víz szabálytalan tágulása
- A szabálytalan víznövekedés fontossága
- A vízi élővilágban
- Az életben a vízből
- Irodalom
A víz szabálytalan tágulása olyan fizikai tulajdonság, amely miatt a víz tágulást hajt végre, amikor lefagy. Ezt szabálytalan tulajdonságnak tekintik, mivel a legtöbb elem hővel terjed és hidegben összehúzódik. A vízben azonban a tágulási folyamat a két hőmérsékleti változás egyikén zajlik.
A vizet általában a leggyakoribb folyadéknak tekintik, mivel a földön rengeteg. De a valóságban ez az ellenkezője: rendellenes tulajdonságai miatt ez a legszokatlanabb folyadék.
Képforrás: Wikimedia.org.
Pontosan szabálytalan tulajdonságai tették lehetővé a Földön az élet fejlődését.
A testek hőtágulása és sűrűsége
A hőtágulás vagy tágulás olyan jelenség, amely akkor fordul elő, amikor egy tárgy mérete növekszik annak hőmérséklete megváltozása miatt.
Ha egy test hőmérséklete megemelkedik, ez molekuláinak gyorsabb mozgását okozza. Ez a mozgás nagyobb teret teremt a molekulák között, és ez az új tér növeli a tárgy méretét.
Fontos megjegyezni, hogy nem minden test terjed egyformán. Például a fémek, például az alumínium és az acél olyan elemek, amelyek hevítéskor nagyobb tágulást érnek el, mint az üveg.
Amikor egy test hőtáguláson megy keresztül, nem csak a mérete változik, hanem a sűrűsége is.
Sűrűség az anyagmennyiség, amelyet a térfogati egység tartalmaz. Más szavakkal, a molekulák teljes száma, amely egy elemnek van egy adott térben.
Például az acél sűrűsége nagyobb, mint a tollaké. Ezért egy kiló acél kevesebb helyet foglal el, mint egy kilogramm toll.
Amikor egy test kibővül, megtartja ugyanazt a tömeget, de növeli a foglalt helyet. Ezért, amikor a hőmérséklet emelkedik, a méret is növekszik, de a sűrűség csökken.
A víz szabálytalan tágulása
A víz hőtágulása különleges tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek nélkülözhetetlenek az élet megőrzéséhez.
Egyrészt, amikor a vizet melegítik, ugyanazon a tágulási folyamaton megy keresztül, mint a legtöbb testnél. Molekulái szétválnak és kiterjednek, vízgőzzé alakulva.
Amikor lehűl, egyedülálló folyamat következik be: a hőmérséklet csökkenésével ez a folyadék összenyomódni kezd.
De amikor eléri a 4 ° C-ot, megnő. Végül, amikor eléri a 0 ° C-ot, a fagyasztáshoz szükséges hőmérsékletet, térfogata 9% -ra növekszik.
Ennek oka az, hogy a fagyasztott víz molekulái különböző szerkezetekben összerakódnak, mint más anyagok, amelyek nagy tereket hagynak közöttük. Ezért nagyobb térfogatot foglalnak el, mint folyékony víz.
A mindennapi példa, amelyben ez a jelenség megfigyelhető, a jég készítése jég vödrökben. Amikor a jégvödrök folyékony vízzel vannak feltöltve, lehetetlen feltölteni őket a felni felett, mert nyilvánvalóan kiömlne.
A jég eltávolításakor azonban megfigyelhető, hogy kinyúlik-e a jég vödrökből. Így bizonyíthatjuk, hogy térfogata nőtt a fagyasztási folyamat során.
Nyilvánvaló, hogy amikor a vízmolekulák jéggé válnak, sűrűségük is csökken. Ezért a fagyasztott víz kevésbé sűrű, mint a folyékony víz, ami a jégnek az úszó tulajdonságát adja.
Ez nagyon egyszerű példákban látható, például amikor egy italhoz hozzáadott jég az üvegen lebeg.
De megfigyelhető olyan nagy természeti jelenségekben is, mint például a jégtakaró, amely télen a vízen alakul ki, vagy akár a jéghegyek létezésekor is.
A szabálytalan víznövekedés fontossága
A víz szabálytalan tágulása nemcsak tudományos érdeklődés. Ez is egy olyan jelenség, amely alapvető szerepet játszott a Föld életének fejlődésében, mind a vízben, mind a külső területeken.
A vízi élővilágban
A víztestekben, például a tavakban megfigyelhető, hogy amikor a tél jön, a víz felső rétege fagyos. Az alatta lévő víz azonban folyékony állapotban marad.
Ha a jég sűrűbb lenne, mint a víz, ez a fagyott réteg elsüllyed. Ez egy új folyadékréteget kihatna a légkör hidegjére és megfagy, hogy süllyedjen. Ilyen módon a tavakban lévő víz lefagyna, veszélyeztetve a víz alatti életet.
A víz szabálytalan tulajdonságainak köszönhetően azonban más jelenség is előfordul. Amikor a felületi réteg lefagy, alatta levő vizet 4 ° C hőmérsékleten tartják.
Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a víz 4 ° C-on eléri a legnagyobb sűrűséget, vagyis az alsó víz ezen a hőmérsékleten mindig a maximális lesz.
Ha ez végül növekszik, akkor a sűrűség a felszínre tolja azt, ahol a jégtakaró ismét megfagy.
Ennek a jelenségnek köszönhetően a víztestek hőmérséklete stabil marad és védett a légkör hidegétől. Ez garantálja a vízben élő állat- és növényfajok túlélését.
Ez a 4 fok különbözteti meg az összes lényt, amely a pólusok vizein él, mint például az orcák és a rákos fókák.
Az életben a vízből
Az emberi élet és általában a Földön létező élet minden formája szintén részesül a víz rendellenes tulajdonságaiból.
Egyrészt figyelembe kell venni, hogy az oxigén nagy része a növényi planktont alkotó különféle fajokból származik. Ez az életforma nem maradna fenn, ha az óceánok lefagynának, és ez akadályozná az emberi és állati élet fejlődését.
Másrészt a víz szabálytalan tágulása az óceánáramokra is hatással van. Ezért kihatással van a bolygó éghajlati viszonyaira is.
Irodalom
- Chaplin, M. (SF). A víz sűrűségbeli rendellenességeinek magyarázata. Helyreállítva: lsbu.ac.uk
- Helmenstine, A. (2017). Miért úszik a jég? Helyreállítva: gondolat.com
- Gyerekek és tudomány. (SF). A víz anomália. Helyreállítva: vias.org
- Meier, M. (2016). Jég. Helyreállítva: britannica.com
- Study.com. (SF). Hő expanzió: meghatározás, egyenlet és példák. Helyreállítva: study.com.