Was sind Wasseranomalien?

Der Wasseranomalien Sie sind jene Eigenschaften, die es als die wichtigste und besondere flüssige Substanz von allen unterscheiden und positionieren. Physisch und chemisch zeigt Wasser einen großen Unterschied in Bezug auf andere Flüssigkeiten, die sogar die theoretischen Erwartungen und Berechnungen überschreiten. Vielleicht ist es so einfach und gleichzeitig so komplex wie das Leben selbst.

Wenn Kohlenstoff den Grundstein des Lebens darstellt, entspricht Wasser seiner Flüssigkeit. Wenn es nicht einzigartig und unvergleichlich wäre, würden die Kohlenstoffbindungen, aus denen biologische Matrizen bestehen, nichts bewirken. Die Wahrnehmung des Lebens würde auseinanderfallen, die Ozeane würden vollständig gefrieren und die Wolken würden im Himmel nicht aufgehängt werden.

Eisberge und Eiskörper auf Wasser schweben ein unbemerktes Beispiel für eine der Wasseranomalien. Quelle: Pexels.

Wasserdampf ist viel leichter als andere Gase, und ihre Wechselwirkung mit der Atmosphäre führt zu einer Wolkenbildung. Die Flüssigkeit ist in Bezug auf Gas erheblich dichter, und dieser Unterschied in ihren Dichten sieht gegen andere Verbindungen akzentuiert aus. Und der feste anomal präsentiert eine Dichte viel niedriger als die Flüssigkeit.

Ein Beispiel für letztere wird darin beobachtet, dass Eisberge und Eis in flüssigem Wasser schweben, Produkte seiner niedrigeren Dichte.

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Spezifische Wärme

Strände, ein weiteres natürliches Beispiel, bei dem die spezifische Wasserwärme makroskopisch beobachtet wird. Quelle: Pixabay.

Wasser zeigt eine schwere Opposition, um seine Temperatur vor einer Wärmequelle zu erhöhen. Daher muss die Quelle genügend Wärme liefern, um das Wasser zu erzwingen, um seine Temperatur eine Celsius -Note zu erhöhen. Das heißt, seine spezifische Wärme ist hoch, mehr als die einer gewöhnlichen Verbindung und hat einen Wert von 4.186 J/G · ºC.

Die möglichen Erklärungen für seine spezifischen Wärmeabnormalen sind darauf zurückzuführen, dass Wassermoleküle auf ungeordnete Weise mehrere Wasserstoffbrücken bilden, und die Wärme löst sich auf, um die Schwingungen solcher Brücken zu erhöhen. Andernfalls würden Wassermoleküle bei einer größeren Frequenz nicht vibrieren, was zu einem Temperaturanstieg führt.

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Auf der anderen Seite verzögern sie, sobald die Moleküle thermisch angeregt wurden, um den ursprünglichen Zustand ihrer Wasserstoffbrücken festzustellen; Dies ist der gleiche wie es braucht, um unter normalen Bedingungen abzukühlen und sich als Wärmebehälter zu verhalten.

Die Strände manifestieren zum Beispiel die beiden Verhaltensweisen an verschiedenen Stationen des Jahres. Im Winter bleiben sie heißer als die umliegende Luft und im Sommer kälter. Aus diesem Grund wird er viel Sonne machen, aber als er im Meer badete, fühlt er sich kühler.

Latente Wärme der Verdampfung

Wasser hat eine Enthalpie oder eine latente Wärme mit sehr hoher Verdunstung (2257 kJ/kg). Diese Anomalie -Synergie mit spezifischer Wärme: Sie verhält sich als Reservoir und Wärmeregler.

Seine Moleküle müssen genügend Wärme absorbieren, um sich in die Gasphase zu bewegen, und die Wärme erhält sie aus seiner Umgebung. Besonders von der Oberfläche, an der sie geklebt werden.

Diese Oberfläche kann zum Beispiel unsere Haut sein. Wenn der Körper durch Freisetzung ausgeübt wird, deren Zusammensetzung in Wasser Essenz ist (mehr als 90%). Schweiß absorbiert Wärme von der Haut zum Verdampf. Gleiches gilt mit dem Boden, dass nach dem Dämpfen der Feuchtigkeit seine Temperatur abnimmt und sich kälter anfühlt.

Dielektrizitätskonstante

Das Wassermolekül ist extrem polar. Dies spiegelt sich in seiner Dielektrizitätskonstante (78,4 bis 25 ° C) wider, was der anderer flüssiger Substanzen überlegen ist. Durch eine hohe Polarität kann es eine große Anzahl von Ionen- und Polarverbindungen auflösen. Aus diesem Grund gilt er als universelles Lösungsmittel.

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Diffusion

Wasserdiffusion durch ein Rohr. Quelle: pxhere.

Eine der merkwürdigen Anomalien von flüssigem Wasser ist, dass es viel schneller diffundiert als das geschätzte durch ein Loch, das durch die Größe reduziert wird. Die Flüssigkeiten nach allgemeiner Regel erhöhen ihre Geschwindigkeit, wenn sie durch schmalere Rohre oder Kanäle laufen. Aber Wasser beschleunigt drastischer und heftiger.

Makroskopisch kann dies beobachtet werden, indem die Querfläche der Rohre variiert, durch die das Wasser zirkuliert. Und nanometrisch kann das gleiche erfolgen, aber unter Verwendung von Kohlenstoffnanoröhren laut Computerstudien, die dazu beitragen, die Beziehung zwischen molekularer Struktur und Dynamik von Wasser zu klären.

Dichte

Zu Beginn wurde erwähnt, dass das Eis eine Dichte weniger als das von Wasser hat. Darüber hinaus erreicht dies einen maximalen Wert um 4ºC. Kühlte das Wasser unter dieser Temperatur, die Dichte und das kältere Wasser nimmt ab; Und schließlich fällt die Dichte nahe 0 ° C auf einen Mindestwert, der des Eiss.

Eine der Hauptkonsequenzen davon ist nicht nur, dass Eisberge schweben können. aber auch das Leben bevorzugen. Wenn das Eis dichter wäre, würde es sinken und die Tiefen abkühlen, um sie einzufrieren. Dann würden sich die Meere von unten nach oben abkühlen und nur ein Wasserfilm für Marine Fauna zur Verfügung stellt.

Wenn das Wasser durch die Futter der Gesteine ​​filtriert wird und die Temperatur abfällt, wird es beim Einfrieren ausgebaut, wodurch deren Erosion und externe und interne Morphologie gefördert wird.

Leichtes Wasser und dichtes Wasser

Wenn das Eis schwimmt, frieren die Oberfläche der Seen und Flüsse, während der Fisch weiterhin in den Tiefen leben kann, wo sich Sauerstoff gut auflöst und die Temperatur über oder unter 4 ° C liegt.

Andererseits wird das flüssige Wasser tatsächlich nicht als ideal homogen angesehen, sondern besteht aus strukturellen Aggregaten mit unterschiedlichen Dichten. An der Oberfläche befindet sich das hellere Wasser, im tiefsten, der dichteste.

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Solche "flüssigen" Übergänge "sind jedoch nur für überflüssiges Wasser und unter Simulationen mit hohem Druck nennenswert.

Eiserweiterungen

Eine weitere charakteristische Anomalie ist, dass Eis seine Schmelztemperatur mit zunehmendem Druck verringert. Das heißt, bei größerem Druck schmilzt Eis bei niedrigeren Temperaturen (unter 0 ° C). Es ist, als ob das Eis, anstatt sich zusammenzuziehen, die Frucht des Drucks ausdehnt.

Dieses Verhalten steht im Widerspruch zu anderen Feststoffen: Je größer der Druck auf sie und daher ihre Kontraktion, sie benötigen eine höhere Temperatur oder Wärme zum Schmelzen und können daher ihre Moleküle oder Ionen trennen.

Es ist auch erwähnenswert, dass Eis einer der rutschigsten Feststoffe in der Natur ist.

Oberflächenspannung

Insekten, das auf der Wasseroberfläche geht. Quelle: Pixabay.

Obwohl ein paar Anomalien kaum erwähnt haben (von ungefähr 69, die bekannt sind und viele andere zu entdecken), hat das Wasser eine ungewöhnlich große Oberflächenspannung.

Viele Insekten nutzen diese Eigenschaft, um auf Wasser zu gehen (überlegenes Bild). Dies liegt daran.

Verweise

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