- Cisimlerin ısıl genleşmesi ve yoğunluğu
- Suyun düzensiz genişlemesi
- Düzensiz su genişlemesinin önemi
- Su yaşamında
- Suyun dışındaki hayatta
- Referanslar
Suyun düzensiz genleşmesi, suyun donarken genişlemesine neden olan fiziksel bir özelliktir. Düzensiz bir özellik olarak kabul edilir, çünkü çoğu element ısıda genleşir ve soğukta büzülür. Bununla birlikte, suda genleşme süreci iki sıcaklık değişikliğinden birinde gerçekleşir.
Su, dünyadaki bolluğu nedeniyle genellikle en yaygın sıvı olarak kabul edilir. Ancak gerçekte tam tersi: anormal özellikleri onu en sıra dışı sıvı yapıyor.
Resim kaynağı: Wikimedia.org.
Bununla birlikte, dünyadaki yaşamın gelişmesine izin veren tam da düzensiz özellikleridir.
Cisimlerin ısıl genleşmesi ve yoğunluğu
Termal genleşme veya genişleme, sıcaklığındaki değişiklik nedeniyle bir nesnenin boyutu arttığında meydana gelen bir olgudur.
Bir vücudun ısısı arttığında bu, moleküllerinin daha hızlı hareket etmesine neden olur. Bu hareket, bu moleküller arasında daha büyük bir boşluk yaratır ve bu yeni boşluk, nesnenin boyutunun artmasına neden olur.
Tüm bedenlerin aynı şekilde genişlemediğine dikkat etmek önemlidir. Örneğin, alüminyum ve çelik gibi metaller, ısıtıldığında cama göre daha fazla genleşme sağlayan elementlerdir.
Bir vücut ısıl genleşmeye uğradığında, yalnızca boyutu değil yoğunluğu da değişir.
Yoğunluk, bir hacim biriminde bulunan madde miktarıdır. Bu, başka bir deyişle, bir elementin belirli bir uzayda sahip olduğu toplam molekül sayısıdır.
Örneğin çeliğin yoğunluğu tüylerden daha yüksektir. Bu nedenle bir kilo çelik, bir kilo tüyden daha az yer kaplar.
Bir cisim genişlediğinde aynı kütleyi muhafaza eder ancak kapladığı alanı artırır. Bu nedenle sıcaklık arttığında boyut da artar ancak yoğunluk azalır.
Suyun düzensiz genişlemesi
Sudaki termal genleşme, yaşamın korunması için gerekli olan özel niteliklere sahiptir.
Bir yandan, su ısıtıldığında çoğu vücutla aynı genişleme sürecinden geçer. Molekülleri ayrılır ve genişleyerek su buharına dönüşür.
Ancak soğuduğunda benzersiz bir süreç gerçekleşir: sıcaklığı düştükçe bu sıvı sıkışmaya başlar.
Ancak 4 ° C'ye ulaştığında genişler. Son olarak donması için gerekli sıcaklık olan 0 ° C'ye ulaştığında hacmi% 9'a kadar yükselir.
Bunun nedeni, donmuş su moleküllerinin diğer malzemelerden farklı yapılarda bir araya gelerek aralarında geniş boşluklar bırakmasıdır. Bu nedenle sıvı haldeki sudan daha büyük bir hacim kaplarlar.
Bu fenomenin gözlemlenebileceği günlük bir örnek, buz kovalarında buzun hazırlanmasıdır. Buz kovaları sıvı haldeki suyla doldurulduğunda, onları kenarlarından doldurmak imkansızdır çünkü açıkçası dökülür.
Bununla birlikte, buzu çıkarırken buz kovalarından nasıl çıkıntı yaptığını gözlemlemek mümkündür. Böylece dondurma işlemi sırasında hacminin arttığını göstermektedir.
Açıktır ki su molekülleri buza dönüştüğünde yoğunlukları da azalır. Bu nedenle donmuş su, sıvı sudan daha az yoğundur ve bu da buza yüzme özelliği verir.
Bu, bir içeceğe eklenen buzun bardağın içinde yüzmesi gibi çok basit örneklerde görülebilir.
Ancak kışın su üzerinde oluşan buz tabakası gibi büyük doğa olaylarında ve hatta buzdağlarının varlığında da gözlemlenebilir.
Düzensiz su genişlemesinin önemi
Suyun düzensiz genişlemesi sadece bilimsel bir merak değildir. Aynı zamanda, hem suyun içinde hem de dışında Dünya'daki yaşamın gelişmesinde temel bir rol oynayan bir olgudur.
Su yaşamında
Göl gibi su kütlelerinde kış geldiğinde suyun üst tabakasının donduğunu gözlemlemek mümkündür. Ancak alttaki su sıvı halde kalır.
Buz sudan daha yoğun olsaydı, bu donmuş tabaka batardı. Bu, yeni bir sıvı katmanı atmosferin soğuğuna maruz bırakacak ve donarak çökecektir. Bu şekilde göllerdeki tüm su donacak ve su altı yaşamını tehlikeye atacaktır.
Ancak suyun düzensiz özellikleri sayesinde farklı bir olay meydana gelir. Yüzey tabakası donduğunda altındaki su 4 ° C sıcaklıkta tutulur.
Bu, suyun 4 ° C'de en yüksek yoğunluğuna ulaşması, yani dipteki suyun bu sıcaklıkta her zaman maksimumda kalması sayesinde gerçekleşir.
Sonunda artarsa, yoğunluk onu buz tabakasının tekrar donacağı yüzeye itecektir.
Bu fenomen sayesinde, su kütlelerinin sıcaklığı sabit kalır ve atmosferin soğuğundan korunur. Bu, suda yaşayan hayvan ve bitki türlerinin hayatta kalmasını garanti eder.
Bu 4 derece, orcas ve yengeç fokları gibi kutupların sularında yaşayan tüm canlılar için fark yaratan şeydir.
Suyun dışındaki hayatta
İnsan yaşamı ve genel olarak Dünya'da var olan tüm yaşam biçimleri de suyun anormal niteliklerinden faydalanır.
Bir yandan, oksijenin çoğunun fitoplanktonu oluşturan farklı türlerden geldiğini dikkate almak gerekir. Okyanuslar donabilseydi, bu yaşam biçimi hayatta kalamazdı ve bu, insan ve hayvan yaşamının gelişimini engellerdi.
Öte yandan, suyun düzensiz genişlemesi okyanus akıntılarını da etkiler. Bu nedenle gezegenin iklim koşullarına da etkisi vardır.
Referanslar
- Chaplin, M. (SF). Suyun Yoğunluk Anomalilerinin Açıklaması. Kurtarıldı: lsbu.ac.uk
- Helmenstine, A. (2017). Buz Neden Yüzer? Kurtarıldı: thinkco.com
- Çocuklar ve Bilim. (SF). Su Anomalisi. Vias.org adresinden kurtarıldı
- Meier, M. (2016). Buz. Britannica.com'dan kurtarıldı
- Study.com. (SF). Termal Genleşme: Tanım, Denklem ve Örnekler. Study.com'dan kurtarıldı.