Delen:
Wat is onregelmatige waterverwijding?
de Onregelmatige wateruitzetting het is een fysieke eigenschap die ervoor zorgt dat het water een expansieproces ondergaat als het bevriest.
Het wordt beschouwd als een onregelmatige eigenschap, omdat de meeste elementen zich uitbreiden met warmte en samenvallen met de kou. Echter, in het water treedt het expansieproces op bij elk van de twee temperatuurveranderingen.
Meestal wordt water beschouwd als de meest voorkomende vloeistof vanwege zijn overvloed op aarde. Maar in werkelijkheid is het precies het tegenovergestelde: de afwijkende eigenschappen maken het de meest atypische vloeistof.
Het zijn echter juist hun onregelmatige eigenschappen die de ontwikkeling van leven op aarde mogelijk hebben gemaakt.
De thermische uitzetting en de dichtheid van de lichamen
Thermische uitzetting of expansie is een fenomeen dat optreedt wanneer de grootte van een object toeneemt door een verandering in de temperatuur.
Wanneer de temperatuur van een lichaam stijgt, zorgt dit ervoor dat de moleculen met grotere snelheid bewegen. Deze beweging veroorzaakt een grotere ruimte tussen deze moleculen en deze nieuwe ruimte zorgt ervoor dat de objectgrootte toeneemt.
Het is belangrijk om te onthouden dat niet alle lichamen evenveel groeien. Metalen zoals aluminium en staal zijn bijvoorbeeld elementen die bij verhitting een grotere uitzetting dan glas bereiken.
Wanneer een lichaam thermische uitzetting ondergaat, verandert het niet alleen de grootte, maar ook de dichtheid.
De dichtheid is de hoeveelheid materie die zich in een volume-eenheid bevindt. Dit is met andere woorden het totaal van moleculen dat een element in een bepaalde ruimte heeft.
Staal heeft bijvoorbeeld een hogere dichtheid dan veren. Daarom neemt een kilo staal minder ruimte in dan een kilo veren.
Wanneer een lichaam uitzet, behoudt het dezelfde massa, maar vergroot het de ruimte die het inneemt. Daarom neemt, wanneer de temperatuur toeneemt, de grootte ook toe, maar neemt de dichtheid af.
Onregelmatige dilatatie van water
De thermische uitzetting in het water vertoont speciale kenmerken die essentieel zijn voor het behoud van het leven.
Enerzijds, wanneer het water wordt verwarmd, ondergaat het hetzelfde dilatatieproces als de meeste lichamen. De moleculen scheiden zich en breiden zich uit in waterdamp.
Wanneer het afkoelt, gebeurt er echter een uniek proces: als de temperatuur daalt, begint deze vloeistof te comprimeren.
Maar wanneer het 4 ° C bereikt, breidt het uit. Eindelijk, wanneer het 0 ° C bereikt, de temperatuur die nodig is om te bevriezen, verhoogt het volume tot 9%.
Dit komt omdat de bevroren watermoleculen zijn gegroepeerd in verschillende structuren van andere materialen, die grote ruimtes ertussen laten. Neem daarom een groter volume in beslag dan water in vloeibare toestand.
Een alledaags voorbeeld waarin dit fenomeen kan worden waargenomen, is de bereiding van ijs in ijsemmers. Wanneer de emmers met water in vloeibare toestand worden gevuld, is het onmogelijk om ze over de rand te vullen omdat deze vanzelfsprekend zou lekken.
Bij het verwijderen van het ijs is het echter mogelijk om te observeren hoe het uit de ijsemmers steekt. Aantonen dat het volume hiervan is toegenomen tijdens het invriesproces.
Het is duidelijk dat, wanneer de moleculen van water omgezet in ijs uitzetten, hun dichtheid ook afneemt. Daarom is bevroren water minder dicht dan vloeibaar water, waardoor ijs de eigenschap van zweven krijgt.
Dit is te zien aan zeer eenvoudige voorbeelden, zoals wanneer het ijs dat op een drankje is geplaatst in het glas drijft.
Maar het kan ook worden waargenomen in grote natuurverschijnselen zoals de ijslaag die zich vormt op winterwater en zelfs in het bestaan van ijsbergen.
Het belang van onregelmatige waterverwijdering
Onregelmatige verwijding van water is niet alleen een wetenschappelijke nieuwsgierigheid. Het is ook een fenomeen dat een fundamentele rol heeft gespeeld in de ontwikkeling van het leven op aarde, zowel binnen als buiten het water.
In het waterleven
In watermassa's zoals meren, is het mogelijk om waar te nemen dat wanneer de winter aanbreekt, de bovenste waterlaag bevriest. Het water eronder wordt echter in vloeibare toestand gehouden.
Als het ijs dichter was dan water, zou deze ijslaag zinken. Dit zou ertoe leiden dat een nieuwe vloeistoflaag wordt blootgesteld aan de kou van de atmosfeer en bevriest totdat deze bezwijkt. Op deze manier zou al het water in de meren bevriezen, waardoor het onderwaterleven in gevaar zou komen.
Door de onregelmatige eigenschappen van water treedt er echter een ander verschijnsel op. Wanneer de oppervlaktelaag bevriest, wordt het water dat eronder is op een temperatuur van 4 ° C gehouden.
Dit gebeurt omdat het water de hoogste dichtheid bereikt bij 4 ° C, wat betekent dat het bodemwater altijd maximaal zal zijn bij deze temperatuur.
Mocht het uiteindelijk toenemen, dan zou de dichtheid het naar de oppervlakte duwen waar de ijskap het opnieuw zou bevriezen.
Dankzij dit fenomeen blijft de temperatuur van de waterlichamen stabiel en beschermd tegen de kou van de atmosfeer. Dit garandeert het voortbestaan van de dier- en plantensoorten die in het water leven.
Die 4 graden maken het verschil voor alle wezens die in de wateren van de polen leven als orka's en zeehondenbaden.
In het leven buiten het water
Het menselijk leven en in het algemeen alle vormen van leven die op aarde bestaan, profiteren ook van de abnormale kwaliteiten van water.
Aan de ene kant is het noodzakelijk om te bedenken dat het grootste deel van de zuurstof afkomstig is van de verschillende soorten waaruit fytoplankton bestaat. Deze manier van leven zou niet overleven als de oceanen zouden kunnen bevriezen en dit zou de ontwikkeling van het leven van mensen en dieren belemmeren.
Aan de andere kant beïnvloedt onregelmatige verwijding van water ook de oceaanstromingen. Daarom heeft het ook effecten op de klimatologische omstandigheden van de planeet.
referenties
- Chaplin, M. (S.F.). Uitleg van de dichtheidsafwijkingen van water. Teruggeplaatst van: lsbu.ac.uk
- Helmenstine, A. (2017). Waarom zweeft Ice Float? Teruggeplaatst van: thoughtco.com
- Kinderen en wetenschap. (S.F.). The Anomaly of Water. Teruggeplaatst van: vias.org
- Meier, M. (2016). Ice. Teruggeplaatst van: britannica.com
- Study.com. (S.F.). Thermische expansie: definitie, vergelijking en voorbeelden. Teruggeplaatst van: study.com.