Разбиране на водните аномалии
Всеки обект се разширява (обемът му се увеличава), когато температурата му се повишава, и се свива (обемът му намалява), когато температурата му се понижава. Водата също се разширява, когато температурата се повишава, и се свива, когато температурата се понижава, но не и при температури от 0 ° C до 4 ° C. Между температури от 0 ° C до 4 ° C обемът на водата намалява (водата се свива) с повишаване на температурата. Ако нагряваме вода при температура 0 ° C, колкото по-гореща е водата, толкова повече намалява обемът ѝ. Процесът на свиване спира, когато водата достигне температура 4 ° C. Над 4 ° C обемът на водата се увеличава (водата се разширява) с повишаване на температурата. Обратно, водата се разширява (обемът на водата се увеличава), когато температурата се понижи от 4 ° C до 0 ° C. Тази странност на водата е известна като аномалия на водата.
Например, слагаме вода с температура 30 ° C във фризера . Когато е във фризера , температурата на водата намалява. Когато температурата на водата намалее, обемът на водата също намалява (водата се свива). Когато достигне температура от 4 ° C, водата започва да се разширява (обемът на водата се увеличава). Разширяването на водата спира, когато температурата достигне 0 ° C. Това е различно от други обекти, които продължават да се свиват (обемът на обекта намалява), когато температурата на обекта спадне до 0 ° C.
Когато даден обект се свие (
обемът на обекта намалява), плътност или плътността на даден обект се увеличава. Обратно, когато даден обект се разширява (обемът му се увеличава), плътността или масата на обекта намалява. Формулата за плътност = маса / обем. Масата на даден обект винаги остава постоянна. В същото време обемът му може да се променя в зависимост от температурата. Водата се свива (обемът на водата намалява) само до температура от 4 oC следователно водата има най-голяма плътност при температура 4 oC.
Вижте графиката по-долу. Тази графика показва връзката между обема на водата и температурата.
Ползи от водните аномалии
Ползите от водните аномалии се усещат най-много в райони със зима. Когато настъпи зимата, температурата на въздуха намалява. Водната повърхност влиза в контакт с въздуха, което води до намаляване на температурата на водата на повърхността на реките или езерата. С намаляването на температурата на водата, обемът на водата също намалява. С намаляването на обема на водата, плътността на водата се увеличава. Водата на повърхността има по-висока плътност от водата отдолу. Тъй като има по-висока плътност, водата на повърхността потъва (sinks). Водата отдолу има по-висока плътност, така че тя плава (floats). Този процес протича, докато температурата на водата достигне 4 ° C. Не забравяйте, че водата се свива (намалява обема си) само до 4 ° C. Следователно, водата има най-висока плътност при 4 ° C.
Когато температурата на водата на повърхността на река или езеро падне под 4 ° C, водата на повърхността се разширява (обемът на водата се увеличава). Тъй като обемът на водата се увеличава, плътността на водата намалява. Плътността на водата на повърхността е по-ниска от плътността на водата отдолу, така че водата на повърхността не може да се движи надолу. Водата на повърхността остава отгоре и замръзва първа, когато температурата на водата спадне до 0 ° C. Тъй като влиза в контакт с водата на повърхността, водата отдолу, близо до повърхността, също започва да замръзва, когато температурата на водата спадне до 0 ° C. И така нататък. Така процесът на замръзване започва с водата на повърхността. Водата на дъното на езеро или река обикновено не замръзва, защото температурата на въздуха не е много студена. Тъй като водата на дъното не получава своя дял от ледени кубчета, рибите и другите живи същества на дъното на езерото или реката остават живи през зимата.
