การขยายน้ำที่ผิดปกติคืออะไร?

การขยายตัวของน้ำที่ผิดปกติ มันเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่ทำให้น้ำผ่านกระบวนการขยายตัวเมื่อมันค้าง.

ก็ถือว่าเป็นคุณสมบัติที่ผิดปกติเพราะองค์ประกอบส่วนใหญ่ขยายตัวด้วยความร้อนและสัญญากับความหนาวเย็น อย่างไรก็ตามในน้ำกระบวนการขยายตัวเกิดขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทั้งสอง.

โดยปกติแล้วน้ำถือเป็นของเหลวที่พบบ่อยที่สุดเนื่องจากมีความอุดมสมบูรณ์บนโลก แต่ในความเป็นจริงมันเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม: คุณสมบัติที่ผิดปกติทำให้มันเป็นของเหลวที่ผิดปกติมากที่สุด.

อย่างไรก็ตามมันเป็นคุณสมบัติที่ผิดปกติของพวกมันที่อนุญาตให้มีการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลก.

การขยายตัวทางความร้อนและความหนาแน่นของร่างกาย

การขยายตัวทางความร้อนหรือการขยายตัวเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อขนาดของวัตถุเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ.

เมื่ออุณหภูมิของร่างกายเพิ่มขึ้นจะทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้น การเคลื่อนไหวนี้ทำให้เกิดช่องว่างมากขึ้นระหว่างโมเลกุลเหล่านี้และช่องว่างใหม่นี้ทำให้ขนาดวัตถุเพิ่มขึ้น.

เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ว่าร่างกายไม่ได้ขยายตัวเท่า ๆ กัน ตัวอย่างเช่นโลหะเช่นอลูมิเนียมและเหล็กเป็นองค์ประกอบที่เมื่อถูกความร้อนจะขยายตัวได้มากกว่าแก้ว.

เมื่อร่างกายผ่านการขยายตัวทางความร้อนมันไม่เพียง แต่เปลี่ยนขนาด แต่ยังรวมถึงความหนาแน่น.

ความหนาแน่นคือปริมาณของสสารที่บรรจุอยู่ในหน่วยของปริมาตร กล่าวอีกนัยหนึ่งนี้คือจำนวนโมเลกุลทั้งหมดที่องค์ประกอบมีอยู่ในพื้นที่ที่กำหนด.

ตัวอย่างเช่นเหล็กมีความหนาแน่นสูงกว่าขนนก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเหล็กหนึ่งกิโลกรัมจึงใช้พื้นที่น้อยกว่าขนหนึ่งกิโลกรัม.

เมื่อร่างกายขยายตัวมันจะยังคงมีมวลเท่าเดิม แต่เพิ่มพื้นที่ที่มันครอบครอง ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นขนาดก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่ความหนาแน่นจะลดลง.

การขยายตัวของน้ำที่ผิดปกติ

การขยายตัวทางความร้อนในน้ำนำเสนอลักษณะพิเศษที่เป็นพื้นฐานสำหรับการอนุรักษ์ชีวิต.

ในอีกด้านหนึ่งเมื่อน้ำได้รับความร้อนมันจะผ่านกระบวนการขยายตัวเช่นเดียวกับที่ร่างกายส่วนใหญ่ทำ โมเลกุลของมันแยกออกและขยายการเปลี่ยนรูปเป็นไอน้ำ.

อย่างไรก็ตามเมื่อมันเย็นตัวลงกระบวนการพิเศษเกิดขึ้น: เมื่ออุณหภูมิลดลงของเหลวนี้จะเริ่มอัดตัว.

แต่เมื่อมันถึง 4 ° C มันจะขยายตัว ในที่สุดเมื่อถึง 0 ° C อุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการแช่แข็งปริมาณของมันเพิ่มขึ้นถึง 9%.

นี่เป็นเพราะโมเลกุลของน้ำแช่แข็งถูกจัดกลุ่มในโครงสร้างที่แตกต่างจากวัสดุอื่น ๆ ซึ่งจะเว้นช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างพวกเขา ดังนั้นครอบครองปริมาตรมากกว่าน้ำในสถานะของเหลว.

ตัวอย่างในชีวิตประจำวันที่สามารถสังเกตปรากฏการณ์นี้คือการเตรียมน้ำแข็งในถังน้ำแข็ง เมื่อถังบรรจุน้ำในสถานะของเหลวเป็นไปไม่ได้ที่จะเติมลงบนขอบเพราะมันจะรั่วไหลอย่างเห็นได้ชัด.

อย่างไรก็ตามเมื่อทำการเอาน้ำแข็งออกมันเป็นไปได้ที่จะสังเกตว่ามันยื่นออกมาจากถังน้ำแข็งอย่างไร แสดงให้เห็นว่าปริมาณนี้เพิ่มขึ้นในระหว่างกระบวนการแช่แข็ง.

เห็นได้ชัดว่าเมื่อโมเลกุลของน้ำเปลี่ยนเป็นน้ำแข็งความหนาแน่นของมันก็ลดลงเช่นกัน ดังนั้นน้ำแช่แข็งจึงมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำของเหลวซึ่งทำให้น้ำแข็งเป็นสมบัติของการลอยตัว.

สิ่งนี้สามารถเห็นได้ในตัวอย่างง่ายๆเช่นเมื่อน้ำแข็งที่วางบนเครื่องดื่มลอยอยู่ในแก้ว.

แต่มันสามารถสังเกตได้ในปรากฏการณ์ธรรมชาติขนาดใหญ่เช่นชั้นน้ำแข็งที่ก่อตัวขึ้นบนน้ำในฤดูหนาวและแม้กระทั่งในการดำรงอยู่ของภูเขาน้ำแข็ง.

ความสำคัญของการขยายน้ำที่ผิดปกติ

การขยายตัวของน้ำที่ผิดปกติไม่เพียง แต่เป็นความอยากรู้ทางวิทยาศาสตร์ เป็นปรากฏการณ์ที่มีบทบาทพื้นฐานในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนโลกทั้งในและนอกน้ำ.

ในชีวิตสัตว์น้ำ

ในแหล่งน้ำเช่นทะเลสาบเป็นไปได้ที่จะสังเกตว่าเมื่อฤดูหนาวมาถึงชั้นบนของน้ำค้าง อย่างไรก็ตามน้ำด้านล่างยังคงอยู่ในสถานะของเหลว.

หากน้ำแข็งแข็งกว่าน้ำแผ่นน้ำแข็งนี้ก็จะจม สิ่งนี้จะทำให้ชั้นของเหลวใหม่สัมผัสกับความเย็นของชั้นบรรยากาศและหยุดจนกว่าจะยุบตัวลง ด้วยวิธีนี้น้ำทั้งหมดในทะเลสาบจะแข็งตัวและเป็นอันตรายต่อชีวิตใต้น้ำ.

อย่างไรก็ตามด้วยคุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่แตกต่างกัน เมื่อชั้นผิวแข็งตัวน้ำที่อยู่ด้านล่างจะถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิ 4 ° C.

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากน้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 4 ° C ซึ่งหมายความว่าน้ำด้านล่างจะสูงสุดที่อุณหภูมินี้เสมอ.

ในที่สุดหากมันเพิ่มขึ้นความหนาแน่นก็จะพุ่งไปที่พื้นผิวซึ่งแผ่นน้ำแข็งจะแข็งตัวอีกครั้ง.

ด้วยปรากฏการณ์นี้อุณหภูมิของแหล่งน้ำยังคงมีเสถียรภาพและได้รับการปกป้องจากความหนาวเย็นของบรรยากาศ สิ่งนี้รับประกันความอยู่รอดของสัตว์และพันธุ์พืชที่อาศัยอยู่ในน้ำ.

4 องศานั้นเป็นสิ่งที่สร้างความแตกต่างให้กับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยู่ในน่านน้ำของเสาเหมือนวาฬเพชฌฆาตและแมวน้ำ crabeater.

ในชีวิตนอกน้ำ

ชีวิตมนุษย์และโดยทั่วไปทุกรูปแบบของชีวิตที่มีอยู่บนโลกนี้ยังได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำ.

ในอีกด้านหนึ่งจำเป็นต้องพิจารณาว่าออกซิเจนส่วนใหญ่มาจากสปีชีส์ต่าง ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นแพลงก์ตอนพืช วิถีชีวิตแบบนี้จะไม่สามารถอยู่รอดได้หากมหาสมุทรสามารถตรึงและสิ่งนี้จะเป็นอุปสรรคต่อการพัฒนาชีวิตมนุษย์และสัตว์.

ในทางกลับกันการขยายตัวของน้ำที่ผิดปกติก็ส่งผลกระทบต่อกระแสน้ำในมหาสมุทรเช่นกัน ดังนั้นมันจึงมีผลต่อสภาพอากาศของโลกด้วย.

การอ้างอิง

1. แชปลิน, M. (S.F. ) คำอธิบายความผิดปกติของความหนาแน่นของน้ำ ดึงจาก: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017) น้ำแข็งลอยทำไม ดึงมาจาก: thoughtco.com
3. เด็กและวิทยาศาสตร์ ( S.F. ) ความผิดปกติของน้ำ สืบค้นจาก: vias.org
4. Meier, M. (2016) น้ำแข็ง ดึงมาจาก: britannica.com
5. Study.com ( S.F. ) การขยายตัวทางความร้อน: ความหมายสมการและตัวอย่าง ดึงมาจาก: study.com.