Artiklu dwar Imġieba anomala tal-ilma taħt l-4°C
Kull oġġett jespandi (il-volum tal-oġġetti jiżdied) meta t-temperatura tiżdied, u l-oġġetti jiċkienu (il-volum tal-oġġetti jonqos) meta t-temperatura tonqos. L-ilma jespandi wkoll meta t-temperatura tiżdied u jiċkien meta t-temperatura tonqos, iżda mhux f'0 ° C – 4 ° C. Bejn 0°C u 4°C, il-volum tal-ilma jonqos (l-ilma jiċkien) hekk kif it-temperatura tiżdied. Jekk insaħħnu l-ilma f'0 ° C, l-ilma jisħon, il-volum tal-ilma jonqos. Il-proċess tat-tinxtor jieqaf meta l-ilma jilħaq 4 ° C. 'Il fuq minn 4 ° C, il-volum tal-ilma jiżdied hekk kif it-temperatura tiżdied. Minflok, l-ilma jespandi (il-volum tal-ilma jiżdied) meta t-temperatura tonqos minn 4 ° C għal 0 ° C.
Pereżempju, inpoġġu l-ilma fi 30 ° C fil-friżer. Meta jkun fil-friżer, it-temperatura tal-ilma tonqos. Meta t-temperatura tal-ilma tonqos, il-volum tal-ilma jonqos ukoll (l-ilma jiċkien). Meta jilħaq l-4 ° C, l-ilma jibda jespandi (il-volum tal-ilma jiżdied). L-espansjoni tal-ilma tieqaf meta t-temperatura tilħaq iż-0°C. B'differenza minn oġġetti oħra li jkomplu jiċkienu (il-volum tal-oġġetti jonqos) meta t-temperatura tal-oġġett tonqos għal 0 ° C. Meta l-oġġetti jiċkienu (il-volum tal-oġġetti jonqos), id-densità tiżdied. Bil-maqlub, meta l-oġġetti jespandu (il-volum tal-oġġetti jiżdied), id-densità tonqos. Formula tad-densità = massa / volum. Il-massa tal-oġġetti hija dejjem fissa. Filwaqt li l-volum jista' jinbidel, skont it-temperatura. L-ilma jiċkien (il-volum tal-ilma jonqos) biss għal 4 ° C, għalhekk, l-ilma għandu l-ogħla densità f'4 ° C.
Il-benefiċċji tal-anomaliji tal-ilma jinħassu f'żoni li jkollhom ix-xitwa. Meta tasal ix-xitwa, it-temperatura tal-arja tonqos. L-ilma jitla' f'kuntatt mal-ilma, għalhekk it-temperatura tal-ilma fuq il-wiċċ tax-xmara jew tal-lag titnaqqas ukoll. Minħabba li t-temperatura tal-ilma tonqos, il-volum tal-ilma jonqos ukoll. Minħabba li l-volum tal-ilma jonqos, id-densità tal-ilma tiżdied. L-ilma fuq il-wiċċ għandu densità li hija akbar mill-ilma ta' taħt. Minħabba li għandu densità akbar, l-ilma fuq il-wiċċ jiċċaqlaq 'l isfel (jegħreq). L-ilma ta' taħt għandu densità akbar, għalhekk jiċċaqlaq 'il fuq (jżomm f'wiċċ l-ilma). Dan il-proċess iseħħ sakemm it-temperatura tal-ilma tilħaq l-4 ° C. Għalhekk, l-ilma għandu l-ogħla densità f'4 ° C.
Meta t-temperatura tal-ilma fuq il-wiċċ tax-xmara jew tal-lag tinżel inqas minn 4 ° C, l-ilma fuq il-wiċċ jespandi (il-volum tal-ilma jiżdied). Għax hekk kif il-volum tal-ilma jiżdied, id-densità tal-ilma tonqos. Id-densità tal-ilma fuq il-wiċċ hija iżgħar mid-densità tal-ilma fil-qiegħ, u għalhekk l-ilma fuq il-wiċċ ma jistax jaqa'. L-ilma fuq il-wiċċ jibqa' 'l fuq u jiffriża l-ewwel hekk kif it-temperatura tal-ilma tonqos għal 0°C. Minħabba l-kuntatt tiegħu mal-ilma fuq il-wiċċ, l-ilma taħt il-wiċċ jibda jiffriża wkoll hekk kif it-temperatura tal-ilma tonqos għal 0 ° C. U hekk ukoll. Għalhekk, il-proċess tal-iffriżar jibda mill-ilma fuq il-wiċċ. L-ilma fil-qiegħ tal-lag jew tax-xmara ġeneralment ma jiffriżax għax it-temperatura tal-arja mhix iffriżata. Minħabba li l-ilma fil-qiegħ ma jiffriżax, il-ħut u l-ħlejjaq ħajjin li jkunu fil-qiegħ tal-lag jew tax-xmara jibqgħu ħajjin matul ix-xitwa.
L-ilma juri ħafna mġibiet anomali minħabba l-istruttura molekulari unika tiegħu u n-natura tar-rabtiet tal-idroġenu bejn il-molekuli tiegħu. Waħda mill-aktar sinifikanti minn dawn l-anomaliji hija l-imġieba tad-densità tal-ilma hekk kif jiksaħ, speċjalment meta t-temperatura toqrob lejn il-punt tal-iffriżar. Hawnhekk hawn sommarju ta' dan il-fenomenu:
- Densità u TemperaturaIl-biċċa l-kbira tas-sustanzi jsiru aktar densi hekk kif jiksħu u inqas densi hekk kif jisħnu. Dan għaliex il-partiċelli jersqu eqreb lejn xulxin meta jiksħu u aktar 'il bogħod minn xulxin meta jisħnu.
- Anomalija tal-IlmaMadankollu, l-ilma jaġixxi b'mod differenti qrib il-punt tal-iffriżar tiegħu. Filwaqt li jsir aktar dens hekk kif jiksaħ mit-temperatura tal-kamra, din ix-xejra tinqaleb f'madwar 4°C. Taħt l-4°C, l-ilma jsir inqas dens hekk kif jiksaħ, sakemm jilħaq 0°C u jiffriża.
- Formazzjoni tas-SilġIs-silġ għandu struttura ta' kannizzata eżagonali minħabba l-orjentazzjoni tal-bonds tal-idroġenu. Din l-istruttura tagħmel is-silġ inqas dens mill-ilma likwidu. Huwa għalhekk li s-silġ jgħum fuq l-ilma.
- Sinifikat EkoloġikuDan l-imġiba anomala hija kruċjali għall-ħajja akkwatika. Meta l-ilma tal-wiċċ jiksaħ fix-xitwa, isir aktar dens u jegħreq sakemm it-temperatura tilħaq l-4°C. Taħt din it-temperatura, hekk kif l-ilma jkompli jiksaħ, jibqa' fil-wiċċ u eventwalment jiffriża. Dan jirriżulta fil-formazzjoni tas-silġ fuq il-wiċċ filwaqt li l-ilma ta' taħt jibqa' likwidu, u b'hekk il-ħajja akkwatika tibqa' ħajja. Kieku s-silġ kien aktar dens mill-ilma likwidu (bħal kif ħafna solidi huma aktar densi mill-forma likwida tagħhom), kien jegħreq sal-qiegħ, u dan iwassal biex il-ġisem kollu tal-ilma jiffriża solidu, li jkun katastrofiku għall-ekosistemi akkwatiċi.
- Kawża tal-AnomalijaIr-raġuni għal dan l-imġiba anomala tinsab fir-rabtiet tal-idroġenu bejn il-molekuli tal-ilma. Hekk kif l-ilma jiksaħ għal madwar 4°C, ir-rabtiet tal-idroġenu jaġġustaw biex iżommu l-molekuli tal-ilma fi struttura aktar estiża, u b'hekk jagħmluha aktar densa. Iżda taħt l-4°C, it-tendenza għall-ilma li jadotta l-istruttura eżagonali li fih fis-silġ issir predominanti. Din l-istruttura hija aktar miftuħa u inqas densa, u twassal għat-tnaqqis osservat fid-densità hekk kif l-ilma jiksaħ taħt l-4°C.
Il-fehim ta' dan l-imġiba tal-ilma mhux biss interessanti akkademikament—huwa vitali għall-fehim ta' ħafna proċessi ekoloġiċi u ambjentali.
