Специальные свойства воды

Физика > Специальные свойства воды

С ростом температуры объекты расширяются, но вода – исключение из правила.

• Выделить свойства теплового расширения воды.

Основные пункты

• Вода расширяется с ростом температуры (плотность уменьшается), когда показатель выше 4°C (40°F). Однако расширяется также с падением отметки (+ 4°C и 0°C). Вода плотная при + 4°C.
• Из-за необычного свойства теплового расширения воды поверхность пруда может полностью замерзнуть, а дно останется на уровне 4°C. Именно поэтому рыбам и прочим живым существам удается пережить зиму.
• Твердая форма большинства веществ плотнее жидкой фазы. Поэтому блок из большинства твердых веществ погрузится в жидкость. Но ледяной плавает в жидкой воде, потому что уступает по плотности.

Термин

• Водородная связь – атом водорода в одной молекуле притягивается к электроотрицательному атому в той или иной молекуле.

Специальные свойства воды

С возрастанием температурной отметки объекты увеличивают расширение. Но есть материалы, которые при определенных показателях сжимаются. Это процесс отрицательного теплового расширения. Вода – исключение из правила.

Плотность воды с изменением температуры

При температуре выше 4°C (40°F), вода расширяется с повышением температуры (уменьшается плотность). Однако она расширяется в отметке между + 4°C и 0°C. Плотность сохраняется при +4°C.

Плотность воды зависит от температуры. Отметьте, что тепловое расширение невелико. Максимальная плотность при + 4°C только на 0.0075% больше плотности при 2°C и на 0.012% выше, чем при 0°C

Ярчайший пример – замерзание воды в пруду. При падении отметки до 4°C, вода становится плотнее и опускается на дно. Более теплый слой приближается к поверхности и охлаждается. В итоге, пруд обладает однородной температурой 4°C. Если показатель в поверхностном слое падает ниже 4°C, вода уступает по плотности нижнему слою и задерживается наверху.

Получается, что поверхность способна полностью замерзнуть, а дно может оставаться на уровне 4°C. Лед поверх обеспечивает защитную корку от суровых внешних атмосферных температур зимой. Из-за этого живые существа могут спокойно перезимовать на глубине. Циркуляция воды продолжается.

Распределение температуре в озере при теплых и холодных днях

Лед и вода

Твердая форма большинства веществ превосходит по плотности жидкую. Поэтому подобные блоки опускаются на дно. Но это не касается льда. Его плотности ниже, поэтому плавает на поверхности. При замораживании плотность воды сокращается на 9%.

---