Entendendo as anomalias da água
Todo objeto se expande (aumenta seu volume) quando sua temperatura aumenta e se contrai (diminui seu volume) quando sua temperatura diminui. A água também se expande quando a temperatura aumenta e se contrai quando a temperatura diminui, exceto na faixa de 0 ° C a 4 ° C. Entre 0 ° C e 4 ° C, o volume da água diminui (a água se contrai) à medida que a temperatura aumenta. Se aquecermos a água a 0 ° C, quanto mais quente a água, mais seu volume diminui. O processo de contração cessa quando a água atinge 4 ° C. Acima de 4 ° C, o volume da água aumenta (a água se expande) com o aumento da temperatura. Por outro lado, a água se expande (o volume da água aumenta) quando a temperatura diminui de 4 ° C para 0 ° C. Essa peculiaridade do comportamento da água é conhecida como anomalia da água.
Por exemplo, colocamos água a 30 ° C no congelador . Quando está no congelador , a temperatura da água diminui. Quando a temperatura da água diminui, o volume da água também diminui (a água encolhe). Quando atinge uma temperatura de 4 ° C, a água começa a expandir (o volume da água aumenta). A expansão da água para quando a temperatura atinge 0 ° C. Isso é diferente de outros objetos que continuam a encolher (o volume do objeto diminui) quando a temperatura do objeto cai para 0 ° C.
Quando um objeto encolhe (
o volume do objeto diminui), densidade ou a densidade de um objeto aumenta. Por outro lado, quando um objeto se expande (o volume do objeto aumenta), a densidade ou massa do objeto diminui. A fórmula para densidade é = massa / volume. A massa de um objeto permanece sempre constante. Enquanto isso, seu volume pode mudar, dependendo da temperatura. A água se contrai (o volume da água diminui) apenas até uma temperatura de 4 °C. oPortanto, a água tem a maior densidade a uma temperatura de 4 °C. oC.
Observe o gráfico abaixo. Este gráfico mostra a relação entre o volume de água e a temperatura.
Benefícios das anomalias hídricas
Os benefícios das anomalias hídricas são mais sentidos em áreas com inverno. Com a chegada do inverno, a temperatura do ar diminui. A superfície da água entra em contato com o ar, fazendo com que a temperatura da água na superfície de rios ou lagos diminua. À medida que a temperatura da água diminui, o volume da água também diminui. Com a diminuição do volume da água, a densidade da água aumenta. A água na superfície tem uma densidade maior do que a água abaixo. Por ter uma densidade maior, a água na superfície afunda. A água abaixo tem uma densidade maior, então flutua. Esse processo ocorre até que a temperatura da água atinja 4 ° C. Lembre-se, a água se contrai (reduz o volume) apenas até 4 ° C. Portanto, a água tem sua densidade máxima a 4 ° C.
Quando a temperatura da água na superfície de um rio ou lago cai abaixo de 4 ° C, a água na superfície se expande (o volume de água aumenta). Como o volume de água aumenta, a densidade da água diminui. A densidade da água na superfície é menor que a densidade da água abaixo, portanto a água na superfície não consegue se mover para baixo. A água na superfície permanece na superfície e congela primeiro à medida que a temperatura da água cai para 0 ° C. Ao entrar em contato com a água da superfície, a água abaixo, próxima à superfície, também começa a congelar à medida que a temperatura da água cai para 0 ° C. E assim por diante. Portanto, o processo de congelamento começa com a água na superfície. A água no fundo de um lago ou rio geralmente não congela, porque a temperatura do ar não é muito fria. Como a água no fundo não recebe sua parcela de cubos de gelo, os peixes e outras criaturas vivas no fundo do lago ou rio permanecem vivos durante o inverno.
