Razumevanje vodnih anomalij
Vsak predmet se širi (volumen se poveča), ko se temperatura predmeta poveča, in se skrči (volumen se zmanjša), ko se temperatura predmeta zmanjša. Tudi voda se širi, ko se temperatura poveča, in krči, ko se temperatura zniža, vendar ne pri temperaturah od 0 ° C do 4 ° C. Med temperaturami od 0 ° C do 4 ° C se volumen vode zmanjšuje (voda se krči), ko se temperatura povečuje. Če vodo segrevamo pri temperaturi 0 ° C, bolj ko je voda vroča, bolj se volumen vode zmanjša. Proces krčenja se ustavi, ko voda doseže temperaturo 4 ° C. Nad 4 ° C se volumen vode poveča (voda se razširi), ko se temperatura poveča. Nasprotno pa se voda širi (volumen vode se poveča), ko se temperatura zniža s 4 ° C na 0 ° C. Ta nenavadnost vode je znana kot anomalija vode.
Na primer, v zamrzovalnik damo vodo s temperaturo 30 ° C . Ko je v zamrzovalniku , se temperatura vode zniža. Ko se temperatura vode zniža, se zmanjša tudi volumen vode (voda se skrči). Ko doseže temperaturo 4 ° C, se voda začne širiti (volumen vode se poveča). Širjenje vode se ustavi, ko temperatura doseže 0 ° C. To se razlikuje od drugih predmetov, ki se še naprej krčijo (volumen predmeta se zmanjša), ko se temperatura predmeta zniža na 0 ° C.
Ko se predmet skrči (
(volumen predmeta se zmanjša), gostota ali pa se gostota predmeta poveča. Nasprotno, ko se predmet razširi (prostornina predmeta se poveča), se gostota ali masa predmeta zmanjša. Formula za gostoto = masa / prostornina. Masa predmeta vedno ostane konstantna. Medtem se njegov prostornina lahko spreminja glede na temperaturo. Voda se krči (prostornina vode se zmanjša) le do temperature 4 oC zato ima voda največjo gostoto pri temperaturi 4 oC.
Poglejte spodnji graf. Ta graf prikazuje razmerje med prostornino vode in temperaturo.
Prednosti vodnih anomalij
Prednosti vodnih anomalij se najbolj občutijo na območjih z zimo. Ko pride zima, se temperatura zraka zniža. Vodna površina pride v stik z zrakom, zaradi česar se temperatura vode na površini rek ali jezer zniža. Z zniževanjem temperature vode se zmanjša tudi volumen vode. Z zmanjševanjem volumna vode se poveča gostota vode. Voda na površini ima večjo gostoto kot voda pod njo. Ker ima večjo gostoto, se voda na površini pogrezne (sinks). Voda spodaj ima večjo gostoto, zato plava (floats). Ta proces se dogaja, dokler temperatura vode ne doseže 4 ° C. Ne pozabite, da se voda skrči (zmanjša volumen) le do 4 ° C. Zato ima voda najvišjo gostoto pri 4 ° C.
Ko temperatura vode na površini reke ali jezera pade pod 4 ° C, se voda na površini razširi (volumen vode se poveča). Ker se volumen vode poveča, se gostota vode zmanjša. Gostota vode na površini je nižja od gostote vode pod njo, zato se voda na površini ne more premikati navzdol. Voda na površini ostane na vrhu in najprej zamrzne, ko temperatura vode pade na 0 ° C. Ker pride v stik z vodo na površini, začne voda spodaj blizu površine tudi zamrzovati, ko temperatura vode pade na 0 ° C. In tako naprej. Torej se postopek zamrzovanja začne z vodo na površini. Voda na dnu jezera ali reke običajno ne zamrzne, ker temperatura zraka ni zelo nizka. Ker voda na dnu ne dobi svojega deleža ledenih kock, ribe in druga živa bitja na dnu jezera ali reke pozimi ostanejo živa.
