Woda jest substancją, którą można zaobserwować w trzech stanach skupienia. Jednak w ramach tego artykułu rozważamy jego pierwszy stan, solidny.
Woda zamarza, tworząc kryształy twardego lodu. Lód może tworzyć wiele kilometrów powierzchni, pokrywając rzeki, jeziora i inne zbiorniki wodne. Co więcej, jest lżejszy niż woda w płynie i zawsze jest na wierzchu. Woda zamarza z powodu niższych temperatur.
Temperatury i stan skupienia substancji
Im wyższa temperatura, tym bardziej cząsteczki jakichkolwiek substancji są oddzielone od siebie. Ich odległość od siebie prowadzi do zmiękczenia substancji, która najpierw staje się płynna, a następnie całkowicie gazowa. Proces ten można rozpatrywać na przykładzie żelaza, które topi się w tyglu i przybiera postać płynną. Przy silnym wzroście temperatury może również stać się gazowy, to znaczy odparować, ale w tym celu temperatura musi być naprawdę wysoka.
Woda w zwykłej temperaturze pokojowej jest cieczą. Kiedy temperatura wzrośnie, zamieni się w parę, a gdy spadnie, zamieni się w lód. W końcu obniżenie temperatury ma odwrotny wpływ na cząsteczki - łączą się. A kiedy się zbliżą, substancja staje się twardsza, gęstsza. Ten sam efekt można osiągnąć poprzez mechaniczne prasowanie dowolnej substancji - stanie się trudniejszy, ponownie z powodu konwergencji cząsteczek.
Co się stanie, gdy temperatura spadnie?
Gdy niskie temperatury wpływają na wodę, cząsteczki łączą się, tworząc sześciokątne kształty. Oczywiście są to płatki śniegu, które są kryształami wody.Chłodzenie wodą i jej krystalizacja są w rzeczywistości synonimami opisującymi ten sam proces. Woda zaczyna krystalizować w temperaturze 0 stopni - jest to dokładnie ten moment, który przyjmuje się za znak zerowy na skali Celsjusza. Jeśli weźmiemy pod uwagę amerykańską skalę Fahrenheita, to tutaj zestalenie wody nastąpi przy 32 stopniach.
Ale aby stworzyć kryształy wody, potrzebujesz bazy, trochę zanieczyszczeń lub zawiesin, dzięki którym ten proces się rozpocznie. A jeśli woda jest absolutnie czysta, obserwuje się tu nieco inne zjawisko - czasami zamarza tylko przy -40 stopniach, a przy zerach i innych niezbyt niskich znakach pozostaje płynna. Jednak nie zamraża się tylko w spokojnym stanie. Jeśli potrząśniesz przy znakach minus, natychmiast zamieni się w lód.
Interesujące fakty
Istnieje wiele paradoksów związanych z wodą. Oprócz niuansów już opisanych powyżej należy zauważyć, że lód zajmuje więcej objętości niż woda w stanie ciekłym, to znaczy, gdy podczas zamrażania substancja ta rozszerza się, podczas gdy inne, wręcz przeciwnie, zajmują mniejszą objętość w niskich temperaturach. Z ekspansją wody podczas tworzenia się lodu wiąże się pękanie beczek, rur i innych obiektów wypełnionych wodą na zimę.
W momencie zamarzania cząsteczki są nieco od siebie oddalone, co daje taki efekt. I właśnie ten czynnik, wraz z zamrożonymi pęcherzykami powietrza, powoduje, że lód unosi się. Gdyby utonął lub uformował się z dna, żadne żywe stworzenie w stawach nie mogło zimować. Ale formując się na powierzchni i pozostając tam, lód, przeciwnie, zatrzymuje ciepło wody i pełni funkcję ochronną w zimie, dając zwierzętom, roślinom i rybom możliwość zimowania i przetrwania.
Istnieją inne ciekawe zjawiska. Zatem praktyka wykazała, że gorąca woda marznie szybciej niż zimno, a zjawisko to było zaskakujące nawet w czasach starożytnych. W tej chwili istnieje kilka hipotez wyjaśniających ten paradoks, ale nie znaleziono ostatecznej odpowiedzi.
Woda jest tajemniczym żywiołem i im bardziej ludzie zanurzą się w jej badaniu, tym więcej niewytłumaczalnych zagadek przyniesie. W tej chwili ustalono, że ma pamięć, może być martwy lub żywy. Jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem i ma wiele innych unikalnych właściwości. Pomimo swojej obfitości i rozpowszechnienia na naszej planecie, wciąż zachowuje wiele zagadek, a większość z nich naukowcy muszą tylko znosić. W końcu kłótnia z faktami jest trudna.