Ջրային անոմալիաների հասկացումը
Յուրաքանչյուր մարմին ընդարձակվում է (մարմնի ծավալը մեծանում է), երբ մարմնի ջերմաստիճանը բարձրանում է, և մարմինը կծկվում է (մարմնի ծավալը փոքրանում է), երբ սուհու Մարմինը փոքրանում է։ Ջուրը նույնպես ընդարձակվում է, երբ նրա ջերմաստիճանը բարձրանում է, և կծկվում է, երբ նրա ջերմաստիճանը իջնում է, բայց ոչ 0°C-ում։oC - 4oC. 0 ջերմաստիճանների միջև oC-ից մինչև 4 oC ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց ջրի ծավալը փոքրանում է (ջուրը կծկվում է): Եթե ջուրը տաքացնենք 0 ջերմաստիճանում oC, որքան տաք է ջուրը, այնքան ավելի է նվազում ջրի ծավալը։ Կծկման գործընթացը դադարում է, երբ ջուրը հասնում է 4 ջերմաստիճանի։ oԳ. 4-ից բարձր oC ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց ջրի ծավալը մեծանում է (ջուրը ընդարձակվում է): Հակառակը, ջուրը ընդարձակվում է (ջրի ծավալը մեծանում է), երբ ջերմաստիճանը իջնում է 4°C-ից: oC-ից մինչև 0 oԳ. Այս տարօրինակ ջուրը հայտնի է որպես ջրային անոմալիա.
Օրինակ, մենք ջուրը դնում ենք 30 աստիճան ջերմաստիճանի վրաoC-ի մեջ սառնարանԵրբ ներսում սառնարան, ջրի ջերմաստիճանը նվազում է։ Երբ ջրի ջերմաստիճանը նվազում է, ջրի ծավալը նույնպես նվազում է (ջուրը կծկվում է)։ Երբ այն հասնում է 4 աստիճանի ջերմաստիճանի oC-ում ջուրը սկսում է ընդարձակվել (ջրի ծավալը մեծանում է): Ջրի ընդարձակումը դադարում է, երբ ջերմաստիճանը հասնում է 0-ի: oԳ. Ի տարբերություն այլ մարմինների, որոնք շարունակում են կծկվել (մարմնի ծավալը նվազում է), երբ մարմնի ջերմաստիճանը իջնում է մինչև 0oC.
Երբ օբյեկտը կծկվում է (
առարկայի ծավալը փոքրանում է), խտություն կամ մարմնի խտությունը մեծանում է։ Հակառակը, երբ մարմինը ընդարձակվում է (մարմնի ծավալը մեծանում է), մարմնի խտությունը կամ զանգվածը նվազում է։ Խտության բանաձևը = զանգված / ծավալ։ Մարմնի զանգվածը միշտ մնում է անփոփոխ։ Միևնույն ժամանակ, դրա ծավալը կարող է փոխվել՝ կախված ջերմաստիճանից։ Ջուրը կծկվում է (ջրի ծավալը նվազում է) միայն մինչև 4°C ջերմաստիճան։ oՀետևաբար, ջուրն ունի ամենամեծ խտությունը 4°C ջերմաստիճանում։ oC.
Նայեք ստորև բերված գրաֆիկին։ Այս գրաֆիկը ցույց է տալիս ջրի ծավալի և ջերմաստիճանի միջև եղած կապը։
Ջրային անոմալիաների առավելությունները
Ջրային անոմալիաների օգուտները առավել զգացվում են ցուրտ ձմեռներով տարածքներում: Երբ ձմեռը գալիս է, օդի ջերմաստիճանը նվազում է: Ջրի մակերեսը շփվում է օդի հետ, ինչի հետևանքով գետերի կամ լճերի մակերեսին ջրի ջերմաստիճանը նվազում է: Ջրի ջերմաստիճանի նվազմանը զուգընթաց ջրի ծավալը նույնպես նվազում է: Ջրի ծավալի նվազմանը զուգընթաց ջրի խտությունը մեծանում է: Մակերևույթին ջուրն ավելի բարձր խտություն ունի, քան ներքևում գտնվող ջուրը: Քանի որ այն ավելի բարձր խտություն ունի, մակերեսին գտնվող ջուրը խորտակվում է: Ներքևում գտնվող ջուրն ավելի բարձր խտություն ունի, ուստի այն լողում է: Այս գործընթացը շարունակվում է մինչև ջրի ջերմաստիճանը հասնի 4°C-ի: oԳ. Հիշե՛ք, որ ջուրը կծկվում է (ջրի ծավալը նվազում է) միայն մինչև 4 oԳ. Հետևաբար, ջուրն ունի ամենաբարձր խտությունը 4°C ջերմաստիճանում։ oC.
Երբ գետի կամ լճի մակերևույթի ջրի ջերմաստիճանը իջնում է 4 աստիճանից oC ջերմաստիճանում մակերեսին գտնվող ջուրը ընդարձակվում է (ջրի ծավալը մեծանում է): Քանի որ ջրի ծավալը մեծանում է, ջրի խտությունը նվազում է: Մակերևույթին գտնվող ջրի խտությունը փոքր է ներքևի ջրի խտությունից, ուստի մակերեսին գտնվող ջուրը չի կարող շարժվել ներքև: Մակերևույթին գտնվող ջուրը մնում է վերևում և առաջինը սառչում է, երբ ջրի ջերմաստիճանը իջնում է մինչև 0°C:oԳ. Քանի որ այն շփվում է մակերևույթին գտնվող ջրի հետ, ներքևում գտնվող ջուրը, որը մոտ է մակերևույթին, նույնպես սկսում է սառչել, երբ ջրի ջերմաստիճանը իջնում է մինչև 0:oԳ. Եվ այսպես շարունակ։ Այսպիսով, սառեցման գործընթացը սկսվում է մակերեսային ջրում։ Լճի կամ գետի հունի հատակում գտնվող ջուրը սովորաբար չի սառչում, քանի որ օդի ջերմաստիճանը շատ ցածր չէ։ Քանի որ հատակում գտնվող ջուրը չի ստանում իր բաժին սառույցը, ձկները և լճի կամ գետի հունի հատակում ապրող մյուս արարածները գոյատևում են ձմռանը։
