Vandens anomalijų supratimas
Kiekvienas objektas plečiasi (didėja tūris), kai objekto temperatūra kyla, ir traukiasi (mažėja tūris), kai objekto temperatūra krenta. Vanduo taip pat plečiasi, kai temperatūra kyla, ir traukiasi, kai temperatūra krenta, bet ne esant 0 ° C–4 ° C temperatūrai. Temperatūroje nuo 0 ° C iki 4 ° C vandens tūris mažėja (vanduo traukiasi), kai temperatūra kyla. Jei šildome 0 ° C temperatūros vandenį , kuo karštesnis vanduo, tuo labiau sumažėja vandens tūris. Susitraukimo procesas sustoja, kai vandens temperatūra pasiekia 4 ° C. Aukštesnėje nei 4 ° C temperatūroje vandens tūris didėja (vanduo plečiasi), kai temperatūra kyla. Ir atvirkščiai, vanduo plečiasi (vandens tūris didėja), kai temperatūra sumažėja nuo 4 ° C iki 0 ° C. Šis vandens keistumas vadinamas vandens anomalija.
Pavyzdžiui, į šaldiklį dedame 30 ° C temperatūros vandenį . Kai vanduo yra šaldiklyje , jo temperatūra mažėja. Mažėjant vandens temperatūrai, sumažėja ir vandens tūris (vanduo traukiasi). Kai temperatūra pasiekia 4 ° C, vanduo pradeda plėstis (vandens tūris didėja). Vandens plėtimasis sustoja, kai temperatūra pasiekia 0 ° C. Tai skiriasi nuo kitų objektų, kurie toliau traukiasi (objekto tūris mažėja), kai objekto temperatūra nukrenta iki 0 ° C.
Kai objektas susitraukia (
objekto tūris mažėja), tankis Arba objekto tankis didėja. Ir atvirkščiai, kai objektas plečiasi (objekto tūris didėja), objekto tankis arba masė mažėja. Tankio formulė = masė / tūris. Objekto masė visada išlieka pastovi. Tuo tarpu jo tūris gali kisti priklausomai nuo temperatūros. Vanduo susitraukia (vandens tūris mažėja) tik iki 4 °C temperatūros. oC, todėl vanduo turi didžiausią tankį 4 °C temperatūroje oC.
Pažvelkite į žemiau pateiktą grafiką. Šis grafikas rodo vandens tūrio ir temperatūros santykį.
Vandens anomalijų privalumai
Vandens anomalijų nauda labiausiai jaučiama vietovėse, kuriose yra žiema. Atėjus žiemai, oro temperatūra sumažėja. Vandens paviršius liečiasi su oru, todėl upių ar ežerų paviršiuje esančio vandens temperatūra mažėja. Mažėjant vandens temperatūrai, mažėja ir vandens tūris. Mažėjant vandens tūriui, didėja vandens tankis. Paviršiaus vanduo turi didesnį tankį nei apačioje esantis vanduo. Kadangi vanduo turi didesnį tankį, paviršiuje esantis vanduo grimzta. Apačioje esantis vanduo turi didesnį tankį, todėl jis plūduriuoja. Šis procesas vyksta tol, kol vandens temperatūra pasiekia 4 ° C. Atminkite, kad vanduo susitraukia (sumažėja tūris) tik iki 4 ° C. Todėl didžiausias vandens tankis yra esant 4 ° C temperatūrai.
Kai upės ar ežero vandens temperatūra nukrenta žemiau 4 ° C, paviršinis vanduo plečiasi (vandens tūris didėja). Didėjant vandens tūriui, mažėja vandens tankis. Paviršinio vandens tankis yra mažesnis nei apačioje esančio vandens tankis, todėl paviršinis vanduo negali judėti žemyn. Paviršinis vanduo lieka viršuje ir pirmiausia užšąla, kai vandens temperatūra nukrenta iki 0 ° C. Kadangi jis liečiasi su paviršiniu vandeniu, apačioje esantis vanduo arti paviršiaus taip pat pradeda užšalti, kai vandens temperatūra nukrenta iki 0 ° C. Ir taip toliau. Taigi užšalimo procesas prasideda nuo paviršinio vandens. Ežero ar upės dugne esantis vanduo paprastai neužšąla, nes oro temperatūra nėra labai žema. Kadangi dugne esantis vanduo negauna savo ledo kubelių dalies, ežero ar upės dugne esančios žuvys ir kiti gyviai žiemą išlieka gyvi.
