[fizyka]Anomalia temperaturowa wody

0

Potrzebuje informacji na ten temat. na google szukalem, ale nie znalazlem. nie wiem nic, jezeli jest to krotki to bardzo prosze wtajemniczonych...

0

Hm, chyba jeszcze troszkę z tego pamiętam. Ale lepiej sprawdź jeszcze gdzieś.

Zdecydowana większość substancji zmniejsza objętość (kurczy się) przy obniżaniu temperatury.
Pod ciśnieniem atmosferycznym woda kurczy się do 3.98 C potem (w przedziale 3.98 do 0) rozszerza się. W momencie zamarzania rozszerza sie jeszcze bardziej. O ile pamiętam spowodowane jest to specyficzną strukturą przestrzenną lodu - kryształy mają sporo pustego miejsca między atomami. Cząsteczki wody zaczynają częściowo układać się w taką strukturę (asocjują w duże cząsteczki (H2O)n) już przy temperaturach powyżej 0 stopni. Im niższa temperatura, tym wiekszy stopień asocjacji. dlatego anomalną rozszerzalność obserwuje się już w płynnej wodzie - poniżej 3.98 wzrost objętości wynikający z asocjacji zaczyna przeważać nad 'naturalnym' kurczeniem się od chłodzenia. Konkretna struktura krystaliczna wynika z kolei (o ile pamiętam) ze szczególnych własności cząsteczki wody. Atomy wodoru nie są ułożone po przeciwnych stronach atomu tlenu - kąt między wiązaniami H-O wynosi 104.4 stopnia. Ponadto przy tlenie znajduje się ładunek ujemny a przy wodorach dodatni. Asocjacja nastepuje więc w taki sposób, że wodory jednej cząsteczki musza leżeć przy tlenach innych cząsteczek - bo ładunki różnoimienne przyciągają się a jednoimienne odpychają się. W połączeniu z kątem między wiązaniami powoduje to, że w strukturze krystalicznej tworzą się wolne przestrzenie. Ubocznym skutkiem jest o ile pamiętam sześciokrotna symetria płatków śniegu.

Konsekwencje anomalnej rozszerzalności wody są nastepujące.

  1. Dziury w jezdniach i inne uszkodzenia spowodowane przez zamarzanie wody w ograniczonych przestrzeniach.
  2. Lód pływa po wodzie, a w zbiornikach wodnych zimą (kiedy są one chłodzone od góry) przy dnie gromadzi się woda o temp 4 stopni nie ulegająca wymianie. Gdyby nie było anomalnej rozszerzalności, wtedy woda o temp. 4 stopni znajdująca się przy dnie byłaby lżejsza (dokładniej miała mniejszą gęstość) od wody o temp powiedzmy 1 stopnia przy powierzchni. Wtedy woda czterostopniowa wypłynęłaby do góry i się schłodziła, a jednostopniowa zeszłaby na dno. W ten sposób zbiorniki wodne szybko by sie wychładzały i zamarzały. Tak jak jest pozostają niezamarzniete przy dnie i ryby przeżywają zimę.
  3. Lód pływa po wodzie a nie gromadzi się na dnie i przez to zatonął Titanic (choć są i inne hipotezy).
  4. Chyba też wynika z tego istnienie termokliny, tzn. warstwy w oceanie poniżej której jest niemieszająca się woda o temp 4 stopnie. Granica warstw odbija w pewnym stopniu fale dźwiekowe (sonaru) stąd okrety podwodne mogą chować się pod termoklinę. Ale to koniecznie sprawdź bo to tylko majaczy mi się gdzieś w zakamarkach głowy.
0

3 i 4 prawda :)
ad 4) generalnie Rosyjscy kapitanowie okretow podwodnych stosowali to czesciej :) (nie bali sie jak ci z USA, mieli lepsze okrety, np z tytanu)
Okret pod termoklina co prawda byl slyszalny,ale nie mozna bylo konkretnie go namierzyc echolokatorem aktywnym ani pasywnym, gdyz wszelkie dzwieki byly odbijane,zaklocane i zniekształcane przez owa granice w wodzie

// Tom Clancy? - Q :>

1 użytkowników online, w tym zalogowanych: 0, gości: 1