Plik anomalie wodne to te właściwości, które wyróżniają ją i pozycjonują jako najważniejszą i szczególną substancję płynną ze wszystkich. Fizycznie i chemicznie woda wykazuje ogromną różnicę w porównaniu z innymi cieczami, przekraczając nawet oczekiwania i obliczenia teoretyczne. Być może jest to tak proste, a jednocześnie tak złożone, jak samo życie.
Jeśli węgiel jest kamieniem węgielnym życia, woda odpowiada jego płynowi. Gdyby nie była wyjątkowa i nieporównywalna, jako produkt jej anomalii, wiązania węglowe tworzące biologiczne matryce nie byłyby użyteczne; percepcja życia rozpadłaby się, oceany zamarzłyby całkowicie, a chmury nie zostałyby zawieszone na niebie.
Para wodna jest dużo lżejsza niż inne gazy, a jej oddziaływanie z atmosferą powoduje powstawanie chmur; ciecz jest znacznie bardziej gęsta w stosunku do gazu, a ta różnica w jej gęstości wydaje się wyraźniejsza w porównaniu z innymi związkami; a ciało stałe, anomalnie, ma znacznie mniejszą gęstość niż ciecz.
Przykładem tego ostatniego jest fakt, że góry lodowe i lód unoszą się w wodzie w stanie ciekłym, będącym produktem o mniejszej gęstości..
Indeks artykułów
Woda wykazuje poważny sprzeciw wobec podwyższania jej temperatury ze źródła ciepła. Dlatego źródło musi dostarczyć wystarczającą ilość ciepła, aby zmusić wodę do podniesienia temperatury o jeden stopień Celsjusza; to znaczy, że jego ciepło właściwe jest wysokie, większe niż w przypadku jakiegokolwiek zwykłego związku i ma wartość 4,186 J / g · ºC.
Możliwe wyjaśnienia tego anomalnego ciepła właściwego wynikają z faktu, że cząsteczki wody tworzą nieuporządkowane liczne wiązania wodorowe, a ciepło jest rozpraszane w celu zwiększenia wibracji takich mostów; w przeciwnym razie cząsteczki wody nie drgałyby z większą częstotliwością, co przekłada się na wzrost temperatury..
Z drugiej strony, gdy cząsteczki zostaną wzbudzone termicznie, przywrócenie pierwotnego stanu wiązań wodorowych wymaga czasu; to to samo, co powiedzenie, że schłodzenie się w normalnych warunkach wymaga czasu, zachowując się jak zbiornik ciepła.
Na przykład plaże wykazują oba zachowania w różnych porach roku. Zimą pozostają cieplejsze od otaczającego powietrza, a latem chłodniej. Z tego powodu będzie słonecznie, ale podczas kąpieli w morzu jest chłodniej..
Woda ma bardzo wysoką entalpię lub utajone ciepło parowania (2257 kJ / kg). Ta anomalia współdziała z ciepłem właściwym: zachowuje się jak rezerwuar i regulator ciepła..
Jego cząsteczki muszą wchłonąć wystarczającą ilość ciepła, aby przejść do fazy gazowej, a ciepło jest pozyskiwane z ich otoczenia; zwłaszcza na powierzchni, do której są przyklejone.
Tą powierzchnią może być na przykład nasza skóra. Podczas ćwiczeń ciało wydziela pot, którego skład to zasadniczo woda (powyżej 90%). Pot pochłania ciepło ze skóry i odparowuje, dając w ten sposób uczucie chłodu. To samo dzieje się z glebą, która po odparowaniu wilgoci obniża temperaturę i jest zimniejsza.
Cząsteczka wody jest wyjątkowo polarna. Znajduje to odzwierciedlenie w jego stałej dielektrycznej (78,4 przy 25ºC), która jest wyższa niż w przypadku innych płynnych substancji. Dzięki wysokiej polarności jest w stanie rozpuszczać dużą liczbę związków jonowych i polarnych. Z tego powodu jest uważany za uniwersalny rozpuszczalnik.
Jedną z dziwnych anomalii wody w stanie ciekłym jest to, że dyfunduje ona znacznie szybciej, niż szacuje się, przez otwór o mniejszej wielkości. Płyny generalnie zwiększają prędkość, gdy przepływają przez węższe rury lub kanały; ale woda przyspiesza bardziej drastycznie i gwałtownie.
Makroskopowo można to zaobserwować, zmieniając pole przekroju poprzecznego rur, przez które krąży woda. I nanometrycznie, to samo można zrobić, ale używając nanorurek węglowych, zgodnie z badaniami obliczeniowymi, które pomagają wyjaśnić związek między strukturą molekularną a dynamiką wody..
Na początku wspomniano, że lód ma mniejszą gęstość niż woda. Oprócz tego osiąga maksymalną wartość około 4ºC. Kiedy woda ostygnie poniżej tej temperatury, gęstość zaczyna spadać, a zimniejsza woda rośnie; i wreszcie, blisko 0ºC, gęstość spada do minimalnej wartości, jaką jest lód.
Jedną z głównych konsekwencji tego jest nie tylko to, że góry lodowe mogą unosić się na wodzie; ale także sprzyja życiu. Gdyby lód był grubszy, opadłby i ochłodził głębiny do zamarznięcia. Wówczas morza ochłodziłyby się od dołu do góry, pozostawiając jedynie warstwę wody dostępną dla fauny morskiej..
Ponadto, gdy woda przesiąka przez wgłębienia skał, a temperatura spada, rozszerza się, gdy zamarza, sprzyjając jej erozji oraz morfologii zewnętrznej i wewnętrznej..
Gdy lód pływa, powierzchnie jezior i rzek zamarzają, a ryby mogą nadal żyć w głębinach, gdzie tlen dobrze się rozpuszcza, a temperatura jest powyżej lub poniżej 4ºC..
Z drugiej strony woda w stanie ciekłym w rzeczywistości nie jest uważana za idealnie jednorodną, ale składa się z agregatów strukturalnych o różnych gęstościach. Na powierzchni znajduje się woda najlżejsza, a na dnie najgęstsza.
Jednak takie „przejścia” ciecz-ciecz są zauważalne tylko w wodzie przechłodzonej i podczas symulacji przy wysokich ciśnieniach..
Inną charakterystyczną anomalią wody jest to, że lód obniża temperaturę topnienia wraz ze wzrostem ciśnienia; to znaczy przy wyższym ciśnieniu lód topi się w niższych temperaturach (poniżej 0ºC). To tak, jakby lód zamiast się kurczyć, rozszerza się pod wpływem ciśnienia.
To zachowanie jest odwrotne do innych ciał stałych: im większy na nie nacisk, a tym samym ich skurcz, będą wymagały wyższej temperatury lub ciepła do stopienia, a tym samym będą w stanie oddzielić swoje cząsteczki lub jony..
Warto również wspomnieć, że lód jest jedną z najbardziej śliskich ciał stałych w przyrodzie..
Wreszcie, chociaż wymieniono tylko kilka anomalii (z około 69 znanych i wiele innych do odkrycia), woda ma nienormalnie wysokie napięcie powierzchniowe..
Wiele owadów wykorzystuje tę właściwość, aby móc chodzić po wodzie (górne zdjęcie). Dzieje się tak, ponieważ jego ciężar nie wywiera wystarczającej siły, aby przełamać napięcie powierzchniowe wody, której cząsteczki zamiast rozszerzać się, kurczą się, zapobiegając zwiększaniu się obszaru lub powierzchni..
Jeszcze bez komentarzy