Anomal Verhale vu Waasser ënner 4°C

Artikel iwwer dat anormalt Verhale vu Waasser ënner 4°C

All Objet dehnt sech aus (de Volumen vun den Objeten klëmmt) wann d'Temperatur eropgeet, an Objeten schrumpfen (de Volumen vun den Objeten hëlt of) wann d'Temperatur erofgeet. Waasser dehnt sech och aus wann d'Temperatur eropgeet a schrumpft wann d'Temperatur erofgeet, awer net bei 0 ^oC - 4 ^oC. Tëscht 0 °C an 4 °C hëlt de Volume vum Waasser of (d'Waasser schrumpft) wann d'Temperatur eropgeet. Wa mir d'Waasser bei 0 erhëtzen ^oC, d'Waasser gëtt méi waarm, de Waasservolumen hëlt of. De Schrumpfungsprozess hält op, wann d'Waasser 4 erreecht. ^oC. Iwwer 4 ^oC, de Volume vum Waasser klëmmt wann d'Temperatur eropgeet. Amplaz dehnt sech d'Waasser aus (de Volume vum Waasser klëmmt), wann d'Temperatur vun 4 erofgeet. ^oC bis 0 ^oC.

Zum Beispill, mir setzen Waasser op 30 ^oC am Gefrierschrank. Am Gefrierschrank fällt d'Waassertemperatur. Wann d'Waassertemperatur fällt, fällt och de Volume vum Waasser (d'Waasser schrumpft). Wann et 4 Grad erreecht ^oC, fänkt d'Waasser un auszedehnen (de Volumen vum Waasser klëmmt). D'Ausdehnung vum Waasser hält op wann d'Temperatur 0 °C erreecht. Am Géigesaz zu aneren Objeten, déi weider schrumpfen (de Volumen vun Objeten hëlt of), wann d'Temperatur vum Objet op 0 fällt. ^oC. Wann Objeten schrumpfen (de Volumen vun den Objeten hëlt of), klëmmt d'Dicht. Am Géigendeel, wann Objeten sech ausdehnen (de Volumen vun den Objeten hëlt zou), hëlt d'Dicht of. Formel vun der Dicht = Mass / Volumen. D'Mass vun den Objeten ass ëmmer fix. Wärend de Volumen sech jee no Temperatur änneren kann. D'Waasser schrumpft (de Volumen vum Waasser hëlt of) nëmmen op 4 ^oC, dofir huet Waasser déi héchst Dicht bei 4 ^oC.

D'Virdeeler vu Waasseranomalien gi a Gebidder mat Wanter gespuert. Wann de Wanter kënnt, fällt d'Lofttemperatur. Waasseruewerflächen a Kontakt mat Waasser, sou datt d'Waassertemperatur op der Uewerfläch vun der Floss- oder Séiuewerfläch och reduzéiert gëtt. Well d'Temperatur vum Waasser fällt, fällt och de Volume vum Waasser. Well de Volume vum Waasser fällt, klëmmt d'Dicht vum Waasser. Waasser op der Uewerfläch huet eng Dicht, déi méi grouss ass wéi d'Waasser drënner. Well et eng méi grouss Dicht huet, fällt d'Waasser op der Uewerfläch erof (sénkt). D'Waasser drënner huet eng méi grouss Dicht, sou datt et erop fällt (schwëmmt). Dëse Prozess geschitt bis d'Waassertemperatur 4 Grad erreecht. ^oC. Dofir huet Waasser déi héchst Dicht bei 4 ^oC.

Wann d'Temperatur vum Waasser op der Uewerfläch vun engem Floss oder Séi méi kleng wéi 4 Grad gëtt ^oC, dann dehnt sech d'Waasser op der Uewerfläch aus (de Volumen vum Waasser klëmmt). Well wann de Volumen vum Waasser klëmmt, hëlt d'Dicht vum Waasser of. D'Dicht vum Waasser op der Uewerfläch ass méi kleng wéi d'Dicht vum Waasser um Buedem, sou datt d'Waasser op der Uewerfläch net fale kann. D'Waasser op der Uewerfläch bleift uewen a fréiert als éischt wann d'Temperatur vum Waasser op 0 °C fällt. Well et a Kontakt mam Waasser op der Uewerfläch ass, fänkt d'Waasser ënner der Uewerfläch och un ze fréieren wann d'Waassertemperatur op 0 fällt. ^oC. Also, de Gefrierprozess fänkt mam Waasser op der Uewerfläch un. Waasser um Buedem vum Séi oder Floss friert normalerweis net, well d'Lofttemperatur net gefruer ass. Well d'Waasser um Buedem net gefruer ass, bleiwen d'Fësch an d'Liewewiesen, déi um Buedem vum Séi oder Floss sinn, am Wanter lieweg.

Waasser weist vill anomal Verhale wéinst senger eenzegaarteger molekularer Struktur an der Natur vun de Waasserstoffbindungen tëscht senge Molekülen. Eng vun de bedeitendsten vun dësen Anomalien ass d'Verhale vun der Dicht vum Waasser beim Ofkille, besonnesch wann d'Temperatur dem Gefréierpunkt no kënnt. Hei ass eng Iwwersiicht vun dësem Phänomen:

1. Dicht an TemperaturDéi meescht Substanzen gi méi dicht wann se ofkillen a manner dicht wann se erhëtzen. Dëst ass well d'Partikelen sech méi no beienee beweegen wann se ofkillen a méi wäit ausernee wann se erhëtzen.
2. D'Anomalie vum WaasserWaasser verhält sech awer anescht bei sengem Gefréierpunkt. Wärend et méi dicht gëtt wann et vun Raumtemperatur ofkillt, dréit sech dësen Trend bei ongeféier 4°C ëm. Ënner 4°C gëtt Waasser manner dicht wann et méi kal gëtt, bis et 0°C erreecht a fréiert.
3. Eis FormatiounÄis huet eng hexagonal Gitterstruktur wéinst der Orientéierung vu Waasserstoffbindungen. Dës Struktur mécht Äis manner dicht wéi flëssegt Waasser. Dofir schwëmmt Äis op Waasser.
4. Ökologesch BedeitungDëst anormalt Verhalen ass entscheedend fir d'Waasserliewen. Wann d'Uewerflächewaasser am Wanter ofkillt, gëtt et méi dicht a sänkt bis d'Temperatur 4°C erreecht. Ënner dëser Temperatur, wärend d'Waasser weider ofkillt, bleift et un der Uewerfläch a fréiert schliisslech af. Dëst féiert zu Äisbildung op der Uewerfläch, während d'Waasser drënner flësseg bleift, sou datt d'Waasserliewen iwwerliewe kann. Wann Äis méi dicht wier wéi flëssegt Waasser (wéi déi meescht Feststoffer méi dicht si wéi hir flësseg Form), géif et no ënnen ënnergoen, wouduerch de ganze Waasserkierper fest afréiert, wat katastrophal fir d'aquatesch Ökosystemer wier.
5. Ursaach vun der AnomalieDe Grond fir dëst anormalt Verhalen läit an de Waasserstoffbindungen tëscht Waassermolekülen. Wann d'Waasser op 4°C ofkillt, passen sech d'Waasserstoffbindungen un, fir d'Waassermolekülen an enger méi ausgedehnter Struktur ze halen, wouduerch et méi dicht gëtt. Awer ënner 4°C gëtt d'Tendenz vum Waasser, déi hexagonal Struktur unzehuelen, déi et am Äis huet, dominant. Dës Struktur ass méi oppe a manner dicht, wat zu der observéierter Ofsenkung vun der Dicht féiert, wann d'Waasser ënner 4°C ofkillt.

Dëst Verhale vu Waasser ze verstoen ass net nëmmen akademesch interessant - et ass essentiell fir vill ökologesch an Ëmweltprozesser ze verstoen.