4°Cден төмөн суунун аномалдуу жүрүм-туруму жөнүндө макала
Ар бир нерсе температура жогорулаганда кеңейет (нерселердин көлөмү көбөйөт), ал эми температура төмөндөгөндө нерселер кичирейет (нерселердин көлөмү азаят). Суу да температура жогорулаганда кеңейет жана температура төмөндөгөндө кичирейет, бирок 0 ° C – 4 ° C температурада эмес. 0°C жана 4°C ортосунда температура жогорулаган сайын суунун көлөмү азаят (суу кичирейет). Эгерде сууну 0 ° C температурада ысытсак, суу ысып, суунун көлөмү азаят. Суу 4 ° C температурага жеткенде кичирейүү процесси токтойт. 4 ° C жогору болгондо , суунун көлөмү температура жогорулаган сайын көбөйөт. Тескерисинче, температура 4 ° Cден 0 ° Cге чейин төмөндөгөндө суу кеңейет (суунун көлөмү көбөйөт).
Мисалы, биз сууну тоңдургучка 30 ° C температурада салабыз. Тоңдургучта суунун температурасы төмөндөйт. Суунун температурасы төмөндөгөндө, суунун көлөмү да азаят (суу кичирейет). Ал 4 ° C жеткенде, суу кеңейе баштайт (суунун көлөмү көбөйөт). Суунун кеңейиши температура 0°C жеткенде токтойт. Башка объектилерден айырмаланып, объектинин температурасы 0 ° C чейин төмөндөгөндө (объектилердин көлөмү азаят) кичирейе берет. Объектилер кичирейгенде (объектилердин көлөмү азайганда), тыгыздык жогорулайт. Тескерисинче, объектилер кеңейгенде (объектилердин көлөмү көбөйгөндө), тыгыздык азаят. Тыгыздыктын формуласы = масса / көлөм. Объектилердин массасы ар дайым туруктуу. Ал эми көлөм температурага жараша өзгөрүшү мүмкүн. Суу кичирейет (суунун көлөмү азаят), 4 ° C гана, ошондуктан суунун эң жогорку тыгыздыгы 4 ° Cде болот.
Суу аномалияларынын пайдасы кыш мезгили болгон аймактарда сезилет. Кыш келгенде абанын температурасы төмөндөйт. Суу беттери суу менен байланышта болгондуктан, дарыянын же көлдүн бетиндеги суунун температурасы да төмөндөйт. Суунун температурасы төмөндөгөндүктөн, суунун көлөмү да азаят. Суунун көлөмү азайгандыктан, суунун тыгыздыгы жогорулайт. Жер бетиндеги суунун тыгыздыгы астындагы сууга караганда жогору. Тыгыздыгы жогору болгондуктан, жер бетиндеги суу ылдый карай жылып (чөгүп) барат. Төмөндөгү суунун тыгыздыгы жогору болгондуктан, ал өйдө карай жылып (калкып) барат. Бул процесс суунун температурасы 4 ° C жеткенге чейин жүрөт. Ошондуктан, суунун тыгыздыгы 4 ° Cде эң жогорку болот.
Дарыянын же көлдүн бетиндеги суунун температурасы 4 ° Cден төмөн болгондо, жер бетиндеги суу кеңейет (суунун көлөмү көбөйөт). Анткени суунун көлөмү көбөйгөн сайын суунун тыгыздыгы азаят. Жер бетиндеги суунун тыгыздыгы түбүндөгү суунун тыгыздыгынан кичине болгондуктан, жер бетиндеги суу түшүп кете албайт. Жер бетиндеги суу жогоруда калат жана суунун температурасы 0°Cге чейин төмөндөгөндө алгач тоңот. Ал жер бетиндеги суу менен байланышта болгондуктан, суунун температурасы 0°Cге чейин төмөндөгөндө жер бетинин астындагы суу да тоңо баштайт. Ошентип , тоңуу процесси жер бетиндеги суудан башталат. Көлдүн же дарыянын түбүндөгү суу, адатта, тоңбойт, анткени абанын температурасы тоңбойт. Түбүндөгү суу тоңбогондуктан, көлдүн же дарыянын түбүндөгү балыктар жана тирүү жандыктар кышында тирүү бойдон калышат.
Суу өзүнүн уникалдуу молекулярдык түзүлүшүнөн жана молекулаларынын ортосундагы суутек байланыштарынын мүнөзүнөн улам көптөгөн аномалиялык жүрүм-турумдарды көрсөтөт. Бул аномалиялардын эң маанилүүлөрүнүн бири - суунун муздагандагы тыгыздыгынын жүрүм-туруму, айрыкча температура тоңуу температурасына жакындаганда. Бул кубулуштун кыскача баяндамасы:
- Тыгыздык жана температураКөпчүлүк заттар муздаган сайын тыгызыраак, ал эми ысыган сайын тыгыздыгы азаят. Себеби, бөлүкчөлөр муздаганда бири-бирине жакындашат, ал эми ысыганда алысташат.
- Суунун аномалиясыБирок, суу тоңуу температурасына жакын жерде башкача жүрөт. Бөлмө температурасынан муздаган сайын тыгыздыгы жогорулаганы менен, бул тенденция болжол менен 4°Cде өзгөрөт. 4°Cден төмөн суу муздаган сайын тыгыздыгы азайып, 0°Cге жетип тоңгонго чейин созулат.
- Муз пайда болушуМуз суутек байланыштарынын багытынан улам алты бурчтуу торчо түзүлүшүнө ээ. Бул түзүлүш музду суюк сууга караганда тыгыздыгы азыраак кылат. Ошондуктан муз суунун үстүндө калкып жүрөт.
- Экологиялык маанисиБул аномалдуу жүрүм-турум суу жашоосу үчүн абдан маанилүү. Кышында жер үстүндөгү суу муздаганда, ал тыгызыраак болуп, температурасы 4°C жеткенге чейин чөгөт. Бул температурадан төмөн болгондо, суу муздай берген сайын, ал жер бетинде калып, акыры тоңот. Натыйжада, жер бетинде муз пайда болот, ал эми астындагы суу суюк бойдон калат, бул суу жашоосунун уланышына шарт түзөт. Эгерде муз суюк суудан тыгызыраак болсо (мисалы, көпчүлүк катуу заттар суюк түрүнөн тыгызыраак), ал түбүнө чөгүп, бүтүндөй суу массасынын катуу заттар менен тоңушуна алып келмек, бул суу экосистемалары үчүн катастрофалык болмок.
- Аномалиянын себебиБул аномалдуу жүрүм-турумдун себеби суу молекулаларынын ортосундагы суутек байланыштарында жатат. Суу 4°Cге чейин муздаганда, суутек байланыштары суу молекулаларын кеңейтилген түзүлүштө кармап турууга көнүп, аны тыгызыраак кылат. Бирок 4°Cден төмөн температурада суунун музда камтылган алты бурчтуу түзүлүштү кабыл алуу тенденциясы басымдуулук кылат. Бул түзүлүш ачык жана аз тыгыздыкта болот, бул суу 4°Cден төмөн муздаганда тыгыздыктын төмөндөшүнө алып келет.
Суунун мындай жүрүм-турумун түшүнүү академиялык жактан гана кызыктуу эмес, ал көптөгөн экологиялык жана экологиялык процесстерди түшүнүү үчүн да абдан маанилүү.
