КАКВО Е НЕРЕДОВНА ДИЛАТАЦИЯ НА ВОДАТА? - НАУКА - 2025

На неправилна разширяване на вода е физично свойство, което причинява водата се подлага на разширение като тя замръзва. Счита се за неправилна собственост, тъй като повечето елементи се разширяват при топлина и свиват в студ. Във водата обаче процесът на разширяване се извършва при всяка от двете температурни промени.

Водата обикновено се счита за най-разпространената течност поради изобилието си на Земята. Но в действителност е точно обратното: аномалните му свойства го правят най-необичайната течност.

Източник на изображения: Wikimedia.org.

Именно неговите неправилни свойства са позволили развитието на живота на Земята.

Топлинно разширение и плътност на телата

Топлинното разширение или дилатация е явление, което се случва, когато размерът на даден обект се увеличава поради промяна на неговата температура.

Когато температурата на тялото се повиши, това кара молекулите му да се движат по-бързо. Това движение създава по-голямо пространство между тези молекули и това ново пространство води до увеличаване на размера на обекта.

Важно е да се отбележи, че не всички тела се разширяват еднакво. Например металите като алуминий и стомана са елементи, които при нагряване постигат по-голямо разширение от стъклото.

Когато тялото претърпява термично разширение, не само неговият размер се променя, но и неговата плътност.

Плътността е количеството материя, съдържащо се в единица обем. Това, с други думи, е общият брой молекули, които един елемент има в дадено пространство.

Например стоманата има по-голяма плътност от перата. Ето защо един килограм стомана заема по-малко място от килограм пера.

Когато едно тяло се разширява, то запазва същата маса, но увеличава пространството, което заема. Следователно, когато температурата се повишава, размерът също се увеличава, но плътността намалява.

Нередовна дилатация на водата

Термичното разширение във вода има специални характеристики, които са от съществено значение за запазването на живота.

От една страна, когато водата се нагрява, тя претърпява същия процес на разширение като повечето тела. Молекулите му се разделят и разширяват, превръщайки се във водна пара.

Когато обаче изстине, настъпва уникален процес: като температурата му спадне, тази течност започва да се компресира.

Но когато достигне 4 ° C, тя се разширява. Накрая, когато достигне 0 ° C, температурата, необходима за замръзването му, обемът му се увеличава до 9%.

Това е така, защото молекулите на замръзналата вода се скупчават в различни структури от други материали, които оставят големи пространства между тях. Следователно те заемат по-голям обем от водата в течно състояние.

Ежедневен пример, в който може да се наблюдава това явление, е приготвянето на лед в кофи с лед. Когато кофите с лед се напълнят с вода в течно състояние, е невъзможно да се напълнят над ръба, защото очевидно би се разлял.

При отстраняване на леда обаче е възможно да се наблюдава как той стърчи от кофите с лед. По този начин демонстрира, че нейният обем се е увеличил по време на процеса на замразяване.

Очевидно, когато молекулите на водата, превърнати в лед, се разширяват, плътността им също намалява. Следователно замръзналата вода е по-малко гъста от течната вода, което придава на леда свойството да плава.

Това може да се види в много прости примери, като например, когато ледът, който е добавен към напитка, плува в чашата.

Но може да се наблюдава и при големи природни явления като ледената покривка, която се образува върху водата през зимата и дори в съществуването на айсберги.

Значението на неправилното разширение на водата

Нередовното разширяване на водата не е само научно любопитство. Това е и явление, което е изиграло основна роля в развитието на живота на Земята, както вътре, така и извън водата.

Във водния живот

Във водни тела като езера е възможно да се наблюдава, че когато идва зима, горният слой на водата замръзва. Водата отдолу обаче остава в течно състояние.

Ако ледът беше по-плътен от водата, този замръзнал слой би потънал. Това би изложило нов течен слой на студа на атмосферата и замръзва, за да потъне. По този начин цялата вода в езерата би замръзнала, застрашавайки подводния живот.

Благодарение на неправилните свойства на водата обаче се получава различно явление. Когато повърхностният слой замръзне, водата под него се задържа при температура 4 ° C.

Това се случва благодарение на факта, че водата достига най-високата си плътност при 4 ° C, тоест дънната вода при тази температура винаги ще бъде максимална.

Ако в крайна сметка се увеличи, плътността ще го изтласка към повърхността, където леденият лист ще го замръзне отново.

Благодарение на това явление температурата на водни тела остава стабилна и защитена от студа на атмосферата. Това гарантира оцеляването на животинските и растителните видове, които живеят във водата.

Тези 4 градуса са това, което прави разликата за всички същества, които живеят във водите на полюсите, като орките и тюлените на крабетера.

В живота извън водата

Човешкият живот и като цяло всички форми на живот, които съществуват на Земята, също се възползват от аномалните качества на водата.

От една страна е необходимо да се има предвид, че по-голямата част от кислорода идва от различните видове, които съставят фитопланктон. Тази форма на живот не би оцеляла, ако океаните могат да замръзнат и това ще попречи на развитието на човешкия и животния живот.

От друга страна, нередовната дилатация на водата се отразява и на океанските течения. Следователно той оказва влияние и върху климатичните условия на планетата.

Препратки

1. Чаплин, М. (SF). Обяснение на аномалиите на плътността на водата. Възстановено от: lsbu.ac.uk
2. Хелменстин, А. (2017). Защо ледът плава? Възстановено от: thinkco.com
3. Kids & Science. (SF). Аномалията на водата. Възстановено от: vias.org
4. Майер, М. (2016). Ice. Възстановено от: britannica.com
5. Study.com. (SF). Термично разширение: Определение, уравнение и примери. Възстановено от: study.com.