Was ist unregelmäßige Wasserausdehnung?

Die Unregelmäßige Wasserdehnung Es ist eine physikalische Eigenschaft, die bewirkt, dass das Wasser einen Expansionsprozess erfährt, wenn es gefriert.

Es wird als unregelmäßiges Eigentum betrachtet, da sich die meisten Elemente mit Hitze ausdehnen und mit Kälte kontrahieren. Im Wasser tritt jedoch der Expansionsvorgang bei jeder der beiden Temperaturänderungen auf.

In der Regel wird Wasser aufgrund seiner Häufigkeit auf der Erde als die häufigste Flüssigkeit angesehen. Aber in Wirklichkeit ist es genau das Gegenteil: Seine anomalen Eigenschaften machen es zur atypischsten Flüssigkeit.

Aber gerade ihre unregelmäßigen Eigenschaften haben die Entwicklung des Lebens auf der Erde ermöglicht.

Die thermische Ausdehnung und die Dichte der Körper

Thermische Expansion oder Expansion ist ein Phänomen, das auftritt, wenn die Größe eines Objekts aufgrund einer Änderung seiner Temperatur zunimmt.

Wenn die Körpertemperatur steigt, bewegen sich die Moleküle schneller. Diese Bewegung verursacht einen größeren Raum zwischen diesen Molekülen und dieser neue Raum verursacht eine Vergrößerung der Objektgröße.

Es ist wichtig zu bedenken, dass nicht alle Körper gleichmäßig expandieren. Zum Beispiel sind Metalle wie Aluminium und Stahl Elemente, die eine größere Ausdehnung erreichen, wenn sie erhitzt werden.

Wenn ein Körper eine thermische Ausdehnung erfährt, ändert er nicht nur seine Größe, sondern auch seine Dichte.

Dichte ist die Menge an Materie, die in einer Volumeneinheit enthalten ist. Dies ist mit anderen Worten die Gesamtzahl der Moleküle, die ein Element in einem bestimmten Raum hat.

Zum Beispiel hat Stahl eine höhere Dichte als Federn. Deshalb nimmt ein Kilo Stahl weniger Platz ein als ein Kilo Federn.

Wenn sich ein Körper ausdehnt, behält er die gleiche Masse, vergrößert aber den Raum, den er einnimmt. Wenn daher die Temperatur ansteigt, steigt auch die Größe, aber die Dichte nimmt ab.

Unregelmäßige Dilatation von Wasser

Die Wärmeausdehnung im Wasser weist besondere Eigenschaften auf, die für die Erhaltung des Lebens von grundlegender Bedeutung sind.

Auf der einen Seite, wenn das Wasser erhitzt wird, erfährt es den gleichen Dilatationsprozess wie die meisten Körper. Seine Moleküle trennen und expandieren und wandeln sich in Wasserdampf um.

Wenn es jedoch abkühlt, tritt ein einzigartiger Prozess auf: Wenn seine Temperatur fällt, beginnt diese Flüssigkeit sich zu komprimieren.

Aber wenn es 4 ° C erreicht, dehnt es sich aus. Schließlich, wenn es 0 ° C erreicht, die für das Einfrieren notwendige Temperatur, erhöht sich sein Volumen bis zu 9%.

Dies liegt daran, dass gefrorene Wassermoleküle in verschiedenen Strukturen von anderen Materialien gruppiert sind, die große Räume zwischen ihnen hinterlassen. Nehmen Sie daher ein größeres Volumen als Wasser in flüssigem Zustand ein.

Ein alltägliches Beispiel, bei dem dieses Phänomen beobachtet werden kann, ist die Eisherstellung in Eisschaufeln. Wenn die Eimer mit Wasser in flüssigem Zustand gefüllt sind, ist es unmöglich, sie über die Kante zu füllen, weil sie offensichtlich verschüttet wird.

Beim Entfernen des Eises kann man jedoch beobachten, wie es aus den Eisschaufeln herausragt. Dies zeigt, dass das Volumen während des Gefrierprozesses zugenommen hat.

Wenn sich die zu Wasser umgewandelten Wassermoleküle ausdehnen, nimmt natürlich auch ihre Dichte ab. Daher ist gefrorenes Wasser weniger dicht als flüssiges Wasser, was Eis die Eigenschaft verleiht, zu schweben.

Dies kann an sehr einfachen Beispielen gesehen werden, wie wenn das Eis, das in ein Getränk gelegt wurde, in dem Glas schwimmt.

Aber es kann auch in großen Naturphänomenen wie der Eisschicht, die sich auf Winterwasser bildet, und sogar in der Existenz von Eisbergen beobachtet werden.

Die Bedeutung der unregelmäßigen Wasserdehnung

Unregelmäßige Wassererweiterung ist nicht nur eine wissenschaftliche Kuriosität. Es ist auch ein Phänomen, das eine grundlegende Rolle bei der Entwicklung des Lebens auf der Erde sowohl innerhalb als auch außerhalb des Wassers gespielt hat.

Im aquatischen Leben

In Gewässern wie Seen kann man beobachten, dass im Winter die obere Wasserschicht gefriert. Das darunter befindliche Wasser wird jedoch in einem flüssigen Zustand gehalten.

Wenn das Eis dichter als Wasser wäre, würde diese Eisschicht sinken. Dies würde bewirken, dass eine neue Flüssigkeitsschicht der Kälte der Atmosphäre ausgesetzt wird und gefriert, bis sie kollabiert. Auf diese Weise würde das gesamte Wasser in den Seen gefrieren und das Unterwasserleben gefährden.

Aufgrund der unregelmäßigen Eigenschaften von Wasser tritt jedoch ein anderes Phänomen auf. Wenn die Oberflächenschicht gefriert, wird das darunter liegende Wasser auf einer Temperatur von 4 ° C gehalten.

Dies geschieht, weil das Wasser seine höchste Dichte bei 4 ° C erreicht, was bedeutet, dass das Bodenwasser bei dieser Temperatur immer maximal ist.

Wenn es schließlich anwuchs, würde die Dichte es auf die Oberfläche drücken, wo das Eisblatt es wieder gefrieren würde.

Dank dieses Phänomens bleibt die Temperatur der Gewässer stabil und vor der Kälte der Atmosphäre geschützt. Dies garantiert das Überleben der Tier- und Pflanzenarten, die im Wasser leben.

Diese 4 Grad machen den Unterschied für alle Kreaturen, die in den Gewässern der Pole leben, wie Killerwale und Krabbenfresserrobben.

Im Leben außerhalb des Wassers

Das menschliche Leben und generell alle Formen des Lebens, die auf der Erde existieren, profitieren auch von den anomalen Wasserqualitäten.

Auf der einen Seite muss berücksichtigt werden, dass der größte Teil des Sauerstoffs von den verschiedenen Arten kommt, aus denen Phytoplankton besteht. Diese Lebensweise würde nicht überleben, wenn die Ozeane einfrieren könnten und dies die Entwicklung des menschlichen und tierischen Lebens behindern würde.

Auf der anderen Seite beeinflusst die unregelmäßige Wasserausdehnung auch die Meeresströmungen. Daher hat es auch Auswirkungen auf die klimatischen Bedingungen des Planeten.

Referenzen

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