Memahami Anomali Air
Setiap objek mengembang (isipadu meningkat) apabila suhu objek meningkat dan mengecut (isipadu menurun) apabila suhu objek menurun. Air juga mengembang apabila suhu meningkat dan mengecut apabila suhu menurun, tetapi tidak pada suhu 0 ° C – 4 ° C. Antara suhu 0 ° C dan 4 ° C, isipadu air berkurangan (air mengecut) apabila suhu meningkat. Jika kita memanaskan air pada suhu 0 ° C, semakin panas air, semakin banyak isipadu air berkurangan. Proses pengecutan berhenti apabila air mencapai suhu 4 ° C. Di atas 4 ° C, isipadu air meningkat (air mengembang) apabila suhu meningkat. Sebaliknya, air mengembang (isipadu air meningkat) apabila suhu menurun dari 4 ° C kepada 0 ° C. Keanehan air ini dikenali sebagai anomali air.
Contohnya, kita memasukkan air pada suhu 30 ° C ke dalam peti sejuk beku . Apabila ia berada di dalam peti sejuk beku , suhu air akan menurun. Apabila suhu air menurun, isipadu air juga akan berkurangan (air akan mengecut). Apabila mencapai suhu 4 ° C, air mula mengembang (isipadu air akan meningkat). Pengembangan air akan berhenti apabila suhu mencapai 0 ° C. Ini berbeza dengan objek lain yang terus mengecut (isipadu objek akan berkurangan) apabila suhu objek menurun kepada 0 ° C.
Apabila sesuatu objek mengecut (
isipadu objek berkurangan), ketumpatan atau ketumpatan sesuatu objek meningkat. Sebaliknya, apabila sesuatu objek mengembang (isipadu objek meningkat), ketumpatan atau jisim objek berkurangan. Formula untuk ketumpatan = jisim / isipadu. Jisim sesuatu objek sentiasa kekal malar. Sementara itu, isipadunya boleh berubah, bergantung pada suhu. Air mengecut (isipadu air berkurangan) hanya sehingga suhu 4 oC oleh itu, air mempunyai ketumpatan terbesar pada suhu 4 oC.
Lihat graf di bawah. Graf ini menunjukkan hubungan antara isipadu air dan suhu.
Manfaat anomali air
Manfaat anomali air paling dirasai di kawasan yang mengalami musim sejuk. Apabila musim sejuk tiba, suhu udara menurun. Permukaan air bersentuhan dengan udara, menyebabkan suhu air di permukaan sungai atau tasik berkurangan. Apabila suhu air berkurangan, isipadu air juga berkurangan. Apabila isipadu air berkurangan, ketumpatan air meningkat. Air di permukaan mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada air di bawah. Oleh kerana ia mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi, air di permukaan tenggelam (sink). Air di bawah mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi, jadi ia terapung (float). Proses ini berlaku sehingga suhu air mencapai 4 ° C. Ingat, air mengecut (mengurangkan isipadu) hanya sehingga 4 ° C. Oleh itu, air mempunyai ketumpatan tertinggi pada 4 ° C.
Apabila suhu air di permukaan sungai atau tasik jatuh di bawah 4 ° C, air di permukaan mengembang (isipadu air meningkat). Oleh kerana isipadu air meningkat, ketumpatan air berkurangan. Ketumpatan air di permukaan adalah lebih rendah daripada ketumpatan air di bawah, jadi air di permukaan tidak boleh bergerak ke bawah. Air di permukaan kekal di bahagian atas dan membeku terlebih dahulu apabila suhu air menurun kepada 0 ° C. Oleh kerana ia bersentuhan dengan air di permukaan, air di bawah berhampiran permukaan juga mula membeku apabila suhu air menurun kepada 0 ° C. Dan begitulah seterusnya. Jadi proses pembekuan bermula dengan air di permukaan. Air di dasar tasik atau sungai biasanya tidak membeku, kerana suhu udara tidak begitu sejuk. Oleh kerana air di dasar tidak mendapat bahagiannya daripada ketulan ais, ikan dan makhluk hidup lain di dasar tasik atau sungai kekal hidup semasa musim sejuk.
