HVAD ER UREGELMÆSSIG VANDUDVIDELSE? - VIDENSKAB - 2025

Den uregelmæssige udvidelse af vand er en fysisk egenskab, der får vandet til at gennemgå en ekspansion, når det fryser. Det betragtes som en uregelmæssig egenskab, fordi de fleste elementer udvides i varme og trækkes sammen i kulde. Imidlertid forekommer ekspansionsprocessen i vand ved en af ​​de to temperaturændringer.

Vand betragtes normalt som den mest almindelige væske på grund af dets overflod på Jorden. Men i virkeligheden er det modsat: dets anomale egenskaber gør det til den mest usædvanlige væske.

Billedkilde: Wikimedia.org.

Det er dog netop dets uregelmæssige egenskaber, der har gjort det muligt at udvikle liv på Jorden.

Termisk ekspansion og massefylde

Termisk ekspansion eller ekspansion er et fænomen, der opstår, når størrelsen på et objekt stiger på grund af en ændring i dens temperatur.

Når temperaturen i en krop stiger, får dette molekylerne til at bevæge sig hurtigere. Denne bevægelse skaber et større rum mellem disse molekyler, og dette nye rum får objektets størrelse til at stige.

Det er vigtigt at bemærke, at ikke alle organer udvider det samme. For eksempel er metaller som aluminium og stål elementer, der ved opvarmning opnår større ekspansion end glas.

Når et legeme gennemgår termisk ekspansion, ændres ikke kun størrelsen, men også dens densitet.

Tæthed er den mængde stof, der er indeholdt i en volumenhed. Dette er med andre ord det samlede antal molekyler, som et element har i et givet rum.

For eksempel har stål en højere densitet end fjer. Derfor optager et kilo stål mindre plads end et kilo fjer.

Når et legeme udvides, beholder det den samme masse, men øger det rum, det optager. Når temperaturen stiger øges derfor også størrelsen, men densiteten aftager.

Uregelmæssig udvidelse af vand

Termisk ekspansion i vand har specielle egenskaber, der er essentielle for at bevare livet.

På den ene side gennemgår den den samme ekspansionsproces, når vand opvarmes, som de fleste kroppe. Dens molekyler adskilles og ekspanderer og omdannes til vanddamp.

Når det afkøles, opstår der imidlertid en unik proces: når temperaturen falder, begynder denne væske at komprimere.

Men når det når 4 ° C, udvides det. Til sidst når den når 0 ° C, den temperatur, der er nødvendig for dens frysning, stiger dens volumen op til 9%.

Dette skyldes, at molekylerne i frosset vand klumper sig sammen i forskellige strukturer end andre materialer, som efterlader store mellemrum mellem dem. Derfor optager de et større volumen end vand i flydende tilstand.

Et dagligdags eksempel, hvor dette fænomen kan observeres, er forberedelse af is i isspande. Når isspandene er fyldt med vand i en flydende tilstand, er det umuligt at fylde dem over kanten, fordi det tydeligvis ville spildes.

Når man fjerner isen, er det imidlertid muligt at se, hvordan den stikker ud af isspande. Således demonstrerer det, at dens volumen er steget under fryseprocessen.

Det er klart, at når molekylerne af vand omdannes til is ekspanderer, falder deres tæthed også. Derfor er frossent vand mindre tæt end flydende vand, hvilket giver is egenskaben af ​​at flyde.

Dette kan ses i meget enkle eksempler, såsom når den is, der er føjet til en drink, flyder i glasset.

Men det kan også observeres i store naturfænomener som ispladen, der dannes på vand om vinteren og endda i eksistensen af ​​isbjerge.

Betydningen af ​​uregelmæssig vandudvidelse

Den uregelmæssige udvidelse af vandet er ikke kun en videnskabelig nysgerrighed. Det er også et fænomen, der har spillet en grundlæggende rolle i udviklingen af ​​livet på Jorden, både i og uden for vandet.

I akvatisk liv

I vandmasser såsom søer er det muligt at observere, at når vinteren kommer, fryser det øverste lag af vandet. Imidlertid forbliver vandet under i flydende tilstand.

Hvis isen var tættere end vand, ville dette frosne lag synke. Dette ville udsætte et nyt flydende lag for kulden i atmosfæren og fryse til at synke. På denne måde fryser alt vandet i søerne og skader liv under vandet.

Takket være vandets uregelmæssige egenskaber opstår der imidlertid et andet fænomen. Når overfladelaget fryser, holdes vandet under det ved en temperatur på 4 ° C.

Dette sker takket være det faktum, at vandet når sin højeste densitet ved 4 ° C, det vil sige, at bundvandet altid vil være på sit maksimum ved denne temperatur.

Hvis den til sidst steg, ville tætheden skubbe den til overfladen, hvor ispladen ville fryse den igen.

Takket være dette fænomen forbliver temperaturen i vandmasserne stabil og beskyttet mod atmosfærens kulde. Dette garanterer overlevelsen af ​​de dyre- og plantearter, der lever i vandet.

Disse 4 grader er dem, der gør forskellen for alle de skabninger, der lever i vandene i polerne, såsom orcas og crabeater seals.

I livet ud af vandet

Menneskeliv og generelt alle former for liv, der findes på Jorden, drager også fordel af vandets afvigende egenskaber.

På den ene side er det nødvendigt at overveje, at det meste af ilt kommer fra de forskellige arter, der udgør planteplankton. Denne livsform ville ikke overleve, hvis oceanerne kunne fryse, og dette ville hindre udviklingen af ​​menneskers og dyrs liv.

På den anden side påvirker den uregelmæssige udvidelse af vandet også havstrømme. Derfor har det også indflydelse på de klimatiske forhold på planeten.

Referencer

1. Chaplin, M. (SF). Forklaring af densitetsanomalierne ved vand. Gendannes fra: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017). Hvorfor flyder is? Gendannes fra: thoughtco.com
3. Børn & videnskab. (SF). Vandets anomali. Gendannes fra: vias.org
4. Meier, M. (2016). Is. Gendannes fra: britannica.com
5. Study.com. (SF). Termisk ekspansion: Definition, ligning & eksempler. Gendannes fra: study.com.