Jakie są anomalie wody?

Anomalie wodne Są to właściwości, które rozróżniają i ustawiają go jako najważniejszą i specjalną płynną substancję ze wszystkich. Fizycznie i chemicznie woda wykazuje ogromną różnicę w odniesieniu do innych cieczy, nawet przekraczając teoretyczne oczekiwania i obliczenia. Być może jest to tak proste i jednocześnie tak złożone jak samo życie.

Jeśli węgiel stanowi kamień węgielny życia, woda odpowiada jej płynowi. Gdyby nie było to wyjątkowe i nieporównywalne, produkt ich anomalii, wiązania węglowe, które tworzą matryce biologiczne, nic nie zrobiłyby; Postrzeganie życia rozpadłoby się, oceany całkowicie zamarzałyby, a chmury nie zostaną zawieszone w niebie.

Lodowe i lodowe zbiorniki unoszące się na wodzie stanowią niezauważony przykład jednego z anomalii wody. Źródło: Pexels.

Para wodna jest znacznie lżejsza niż inne gazy, a jej interakcja z atmosferą powoduje tworzenie chmur; Ciecz jest znacznie bardziej gęste w odniesieniu do gazu, a ta różnica w jego gęstościach wygląda na podkreśloną w stosunku do innych związków; A ciało stałe, anomalnie, ma gęstość znacznie niższą niż ciecz.

Przykład tego ostatniego obserwuje się, że góry lodowe i lodowe unoszą się w ciekłej wodzie, produkt o niższej gęstości.

[TOC]

Ciepło właściwe

Plaże, kolejny naturalny przykład, w którym specyficzne ciepło wody jest obserwowane makroskopowo. Źródło: Pixabay.

Woda wykazuje poważny sprzeciw w celu zwiększenia temperatury przed źródłem ciepła. Dlatego źródło musi zapewnić wystarczającą ilość ciepła, aby zmusić wodę, aby podnieść jej temperaturę oceną Celsjusza; Oznacza to, że jego ciepło właściwe jest wysokie, bardziej niż w jakimkolwiek zwykłym związku i ma wartość 4186 J/g · ºC.

Możliwe wyjaśnienia jego niepoprawnego ciepła są spowodowane faktem, że cząsteczki wody tworzą wiele mostów wodoru, w nieuporządkowany sposób, a ciepło rozprasza się w celu zwiększenia wibracji takich mostów; W przeciwnym razie cząsteczki wody nie wibrowałyby z większą częstotliwością, co przekłada się na wzrost temperatury.

Może ci służyć: formuła rozwiniętej na półprzestrzeni: co to jest i przykłady (metan, propan, butan ...)

Z drugiej strony, gdy cząsteczki będą wzbudzone termicznie, opóźniają ustalenie pierwotnego stanu mostów wodorowych; To jest to samo, co ochłodzenie się w normalnych warunkach, zachowując się jak zbiornik cieplny.

Na przykład plaże przejawiają dwa zachowania na różnych stacjach roku. Zimą pozostają cieplejsze niż otaczające powietrze, a latem zimniej. Z tego powodu zrobi dużo słońca, ale kiedy kąpał się w morzu, czuje się chłodniejszy.

Utajone ciepło waporyzacji

Woda ma entalpię lub utajone ciepło o bardzo wysokim parowaniu (2257 kJ/kg). Ta anomalia synergia z jego ciepłem właściwym: zachowuje się jak zbiornik i regulator ciepła.

Jego cząsteczki muszą pochłaniać wystarczającą ilość ciepła, aby przejść do fazy gazowej, a ciepło uzyskuje go z otoczenia; zwłaszcza z powierzchni, do której są przestrzegane.

Ta powierzchnia może być na przykład nasza skóra. Kiedy ciało jest wykonywane przez uwalnianie, którego skład jest w esencji wody (większa niż 90%). Pot pochłania ciepło od skóry do odparowania, co daje poczucie orzeźwiania. To samo dzieje się z ziemią, że po gotowaniu jego wilgoci jego temperatura maleje i wydaje się zimniejsza.

Stała dielektryczna

Cząsteczka wody jest wyjątkowo polarna. Znajduje to odzwierciedlenie w jego stałej dielektrycznej (78,4 do 25ºC), która jest lepsza od stałej innych substancji ciekłych. Mając wysoką biegunowość, jest w stanie rozpuścić dużą liczbę związków jonowych i polarnych. Z tego powodu jest uważany za uniwersalny rozpuszczalnik.

Może ci służyć: calcogeny lub amphumos

Dyfuzja

Dyfuzja wody za pomocą rury. Źródło: Pxhere.

Jednym z ciekawych nieprawidłowości ciekłej wody jest to, że rozprasza ona znacznie szybciej niż szacowany przez otwór. Płyny według ogólnej zasady, zwiększają prędkość, gdy biegną przez węższe rury lub kanały; Ale woda przyspiesza bardziej drastyczne i gwałtownie.

Makroskopowo można to zaobserwować, zmieniając powierzchnię poprzeczną rur, przez które krąży woda. I nanometrycznie, to samo można zrobić, ale przy użyciu nanorurek węglowych, zgodnie z badaniami komputerowymi, które pomagają wyjaśnić związek między strukturą molekularną a dynamiką wody.

Gęstość

Na początku wspomniano, że lód ma gęstość mniejszą niż w wodzie. Oprócz tego osiąga maksymalną wartość około 4ºC. Ochłodził wodę poniżej tej temperatury, gęstość i zimniejsza woda zaczyna się zmniejszać; I wreszcie, blisko 0ºC, gęstość spada do minimalnej wartości, lodu.

Jedną z głównych konsekwencji tego jest nie tylko, że góry lodowe mogą unosić się; ale także faworyzuj życie. Gdyby lód był gęstszy, zatopiłby się i ochłodziłby głębokości, aby je zamrozić. Następnie morza ostygnie od dołu do góry, będąc tylko folią wodną dostępną dla fauny morskiej.

Ponadto, gdy woda jest przefiltrowana przez wgłębienia skał, a temperatura schodzi, rozszerza się podczas zamrażania, promując erozję oraz morfologię zewnętrzną i wewnętrzną.

Lekka woda i gęsta woda

Kiedy lód unosi się, powierzchnia jezior i rzek zamarza, podczas gdy ryby mogą nadal żyć na głębokościach, gdzie tlen dobrze rozpuszcza się, a temperatura jest powyżej lub poniżej 4ºC.

Z drugiej strony woda płynna nie jest uważana za idealnie jednorodną, ​​ale składa się z agregatów strukturalnych o różnych gęstościach. Na powierzchni znajduje się jaśniejsza woda, podczas gdy w głębi duszy.

Może ci służyć: Chon

Jednak takie przejścia „ciecz-ciecz” są znaczące tylko w nadmiernej wodzie i w symulacjach o wysokim ciśnieniu.

Rozszerzenia lodu

Inną charakterystyczną anomalią jest to, że lód obniża temperaturę topnienia wraz ze wzrostem ciśnienia; To znaczy, przy większym ciśnieniu, lód topi się w niższych temperaturach (poniżej 0ºC). To tak, jakby lód zamiast kurczyć się rozszerzyć owoc nacisku.

To zachowanie jest sprzeczne z innymi substancjami stałymi: im większe ciśnienie na nich, a zatem ich skurcz będą wymagać wyższej temperatury lub ciepła do stopienia się, a tym samym będą w stanie oddzielić ich cząsteczki lub jony.

Warto również wspomnieć, że lód jest jedną z najbardziej śliskich substancji stałych w naturze.

Napięcie powierzchniowe

Owady spacerujące po powierzchni wody. Źródło: Pixabay.

Wreszcie, chociaż kilka anomalii ledwo wspomniało (z około 69 znanych i wielu innych do odkrycia), woda ma nienormalnie duże napięcie powierzchniowe.

Wiele owadów korzysta z tej nieruchomości, aby chodzić po wodzie (obraz doskonały). Wynika to z faktu, że jego waga nie wywiera wystarczającej wytrzymałości, aby przełamać napięcie powierzchniowe wody, których cząsteczki zamiast rozszerzania się, skurczania, zapobiegania wzroście obszaru lub powierzchni.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Chemia. (8 wyd.). Cengage Learning.
2. Kids & Science. (2004). Anomalia wody. Odzyskane z: dróg.org
3. Chaplin Martin. (2019). Anomalne właściwości wody. Struktura wody i nauka. Odzyskane z: 1.LSBU.AC.Wielka Brytania
4. Chimispiega. (2 lutego 2014). Woda: Dziwny przypadek wokół nas. Chimicare. Odzyskane z: Chimicare.org
5. Nilsson, a., & Pettersson, L. G. (2015). Strukturalne pochodzenie anomalnych właściwości ciekłej wody. Nature Communications, 6, 8998. Doi: 10.1038/NCOMMS9998
6. Iieh. (2 lipca 2014 r.). Anomalie wodne. Ewolucja i środowisko: Instytut Badań nad ewolucją człowieka.C. Wyzdrowiał z: iieh.com
7. Pivetta Marcos. (2013). Dziwna strona wody. Pesquisa fapesp. Odzyskany z: magazyn.Fapesp.Br