CE ESTE DILATAREA NEREGULATĂ A APEI? - ŞTIINŢĂ - 2025

Extinderea neregulată a apei este o proprietate fizică care face ca apa trece printr - o expansiune așa cum îngheață. Este considerată o proprietate neregulată, deoarece majoritatea elementelor se extind la căldură și se contractă la frig. Cu toate acestea, în apă, procesul de expansiune are loc la oricare din cele două schimbări de temperatură.

Apa este considerată de obicei cel mai frecvent lichid din cauza abundenței sale pe Pământ. Dar, în realitate, este invers: proprietățile sale anomale îl fac cel mai neobișnuit lichid.

Sursa imaginii: Wikimedia.org.

Cu toate acestea, tocmai proprietățile sale neregulate au permis dezvoltarea vieții pe Pământ.

Expansiunea termică și densitatea corpurilor

Expansiunea sau dilatarea termică este un fenomen care apare atunci când mărimea unui obiect crește din cauza modificării temperaturii sale.

Când temperatura unui corp crește, aceasta face ca moleculele sale să se miște mai repede. Această mișcare creează un spațiu mai mare între aceste molecule și acest spațiu nou face ca mărimea obiectului să crească.

Este important de menționat că nu toate corpurile se extind la fel. De exemplu, metalele precum aluminiul și oțelul sunt elemente care atunci când sunt încălzite obțin o expansiune mai mare decât sticla.

Atunci când un corp suferă expansiune termică, nu numai că dimensiunile sale se schimbă, ci și densitatea.

Densitatea este cantitatea de materie conținută într-o unitate de volum. Aceasta este, cu alte cuvinte, numărul total de molecule pe care un element îl are într-un spațiu dat.

De exemplu, oțelul are o densitate mai mare decât penele. De aceea, un kilogram de oțel ocupă mai puțin spațiu decât un kilogram de pene.

Când un corp se extinde, păstrează aceeași masă, dar crește spațiul pe care îl ocupă. Prin urmare, atunci când temperatura crește, dimensiunea crește, de asemenea, dar densitatea scade.

Dilatarea neregulată a apei

Expansiunea termică în apă are caracteristici speciale care sunt esențiale pentru păstrarea vieții.

Pe de o parte, atunci când apa este încălzită, ea suferă același proces de expansiune ca majoritatea corpurilor. Moleculele sale se separă și se extind transformându-se în vapori de apă.

Cu toate acestea, atunci când se răcește, are loc un proces unic: pe măsură ce temperatura lui scade, acest lichid începe să se comprimeze.

Dar când ajunge la 4 ° C, se extinde. În cele din urmă, când atinge 0 ° C, temperatura necesară înghețării, volumul acesteia crește până la 9%.

Acest lucru se datorează faptului că moleculele de apă înghețată se îmbină în diferite structuri decât alte materiale, care lasă spații mari între ele. Prin urmare, ele ocupă un volum mai mare decât apa în stare lichidă.

Un exemplu cotidian în care se poate observa acest fenomen este prepararea gheții în găleți de gheață. Când gălețile de gheață sunt umplute cu apă în stare lichidă, este imposibil să le umpleți deasupra jantei, deoarece, evident, s-ar deversa.

Cu toate acestea, atunci când eliminați gheața este posibil să observați cum iese din gălețile de gheață. Demonstrând astfel că volumul său a crescut în timpul procesului de îngheț.

Evident, când moleculele de apă transformate în gheață se extind, densitatea acestora scade și ea. Prin urmare, apa înghețată este mai puțin densă decât apa lichidă, ceea ce conferă gheții proprietatea de a pluti.

Acest lucru poate fi văzut în exemple foarte simple, cum ar fi gheața care a fost adăugată la o băutură plutește în pahar.

Dar poate fi observată și în fenomene naturale mari, cum ar fi gheața care se formează pe apă iarna și chiar în existența aisbergurilor.

Importanța extinderii neregulate a apei

Dilatarea neregulată a apei nu este doar o curiozitate științifică. Este, de asemenea, un fenomen care a jucat un rol fundamental în dezvoltarea vieții pe Pământ, atât în ​​interiorul cât și în afara apei.

În viața acvatică

În corpuri de apă, cum ar fi lacurile, este posibil să observăm că, atunci când vine iarna, stratul superior al apei îngheață. Cu toate acestea, apa de mai jos rămâne în stare lichidă.

Dacă gheața ar fi mai densă decât apa, acest strat înghețat s-ar scufunda. Acest lucru ar expune un nou strat lichid la frigul atmosferei și ar îngheța să se scufunde. În acest fel, toată apa din lacuri ar îngheța, punând în pericol viața subacvatică.

Cu toate acestea, datorită proprietăților neregulate ale apei, apare un fenomen diferit. Când stratul de suprafață îngheață, apa de sub ea este menținută la o temperatură de 4 ° C.

Acest lucru se întâmplă datorită faptului că apa atinge cea mai mare densitate la 4 ° C, adică apa de jos va fi întotdeauna la maxim la această temperatură.

Dacă în cele din urmă ar crește, densitatea ar împinge-o la suprafața unde gheața ar îngheța-o din nou.

Datorită acestui fenomen, temperatura corpurilor de apă rămâne stabilă și protejată de frigul atmosferei. Aceasta garantează supraviețuirea speciilor de animale și plante care trăiesc în apă.

Acele 4 grade sunt cele care fac diferența pentru toate viețuitoarele care trăiesc în apele polilor, cum ar fi orcasele și garniturile de crabeater.

În viață în afara apei

Viața umană și, în general, toate formele de viață care există pe Pământ, beneficiază și de calitățile anomale ale apei.

Pe de o parte, este necesar să luăm în considerare faptul că cea mai mare parte a oxigenului provine din diferite specii care alcătuiesc fitoplanctonul. Această formă de viață nu ar supraviețui dacă oceanele ar putea îngheța și acest lucru ar împiedica dezvoltarea vieții umane și animale.

Pe de altă parte, dilatarea neregulată a apei afectează și curenții oceanici. Prin urmare, are efecte și asupra condițiilor climatice ale planetei.

Referințe

1. Chaplin, M. (SF). Explicația anomaliilor densității apei. Recuperat din: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017). De ce plutește gheața? Recuperat de la: thinkco.com
3. Copii și știință. (SF). Anomalia apei. Recuperat din: vias.org
4. Meier, M. (2016). Gheaţă. Recuperat de la: britannica.com
5. Study.com. (SF). Extensie termică: definiție, ecuație și exemple. Recuperat din: studiu.com.