MIKÄ ON EPÄSÄÄNNÖLLINEN VEDEN LAAJENTUMINEN? - TIEDE - 2026

Veden epäsäännöllinen paisuminen on fyysinen ominaisuus, joka aiheuttaa veden paisumisen, kun se jäätyy. Sitä pidetään epäsäännöllisenä ominaisuutena, koska suurin osa elementeistä laajenee lämmössä ja supistuu kylmässä. Vedessä kuitenkin laajenemisprosessi tapahtuu jommankumman lämpötilan muutoksen yhteydessä.

Vettä pidetään tavallisimpana nesteenä sen runsauden vuoksi maapallolla. Mutta todellisuudessa se on päinvastainen: sen epänormaalit ominaisuudet tekevät siitä epätavallisimman nestemäisen.

Kuvalähde: Wikimedia.org.

Juuri sen epäsäännölliset ominaisuudet ovat kuitenkin mahdollistaneet elämän kehittymisen maapallolla.

Kehojen lämpölaajeneminen ja tiheys

Lämpölaajeneminen tai dilaatio on ilmiö, joka tapahtuu, kun esineen koko kasvaa sen lämpötilan muutoksen vuoksi.

Kun kehon lämpötila nousee, tämä aiheuttaa sen molekyylien liikkumisen nopeammin. Tämä liike luo suuremman tilan näiden molekyylien välillä ja tämä uusi tila aiheuttaa objektin koon kasvamisen.

On tärkeää huomata, että kaikki kehot eivät laajene samalla tavalla. Esimerkiksi metallit, kuten alumiini ja teräs, ovat elementtejä, jotka lämmitettäessä saavuttavat suuremman paisumisen kuin lasi.

Kun kehossa tapahtuu lämpölaajeneminen, paitsi sen koon muutokset, myös tiheys muuttuvat.

Tiheys on aineen määrä tilavuusyksikössä. Toisin sanoen tämä on molekyylien kokonaismäärä, joka elementillä on tietyssä tilassa.

Esimerkiksi teräksen tiheys on suurempi kuin höyhenten. Siksi kilo teräs vie vähemmän tilaa kuin kilo höyheniä.

Kun vartalo laajenee, se säilyttää saman massan, mutta lisää tilaa, jota se vie. Siksi lämpötilan noustessa myös koko kasvaa, mutta tiheys pienenee.

Epäsäännöllinen veden laajentuminen

Veden lämpölaajenemisella on erityisiä ominaisuuksia, jotka ovat välttämättömiä elämän säilyttämiselle.

Toisaalta veden kuumentuessa se käy läpi saman paisuntaprosessin kuin useimmat elimet. Sen molekyylit erottuvat ja laajenevat, muuttaen vesihöyryksi.

Jäähtyessään tapahtuu kuitenkin ainutlaatuinen prosessi: lämpötilan laskiessa tämä neste alkaa puristua.

Mutta kun se saavuttaa 4 ° C, se laajenee. Lopuksi, kun se saavuttaa 0 ° C: n, sen jäätymiseen tarvittavan lämpötilan, sen tilavuus kasvaa jopa 9%.

Tämä johtuu siitä, että jäädytetyn veden molekyylit kohoavat yhteen erilaisissa rakenteissa kuin muut materiaalit, mikä jättää niiden väliin suuria tiloja. Siksi ne vievät suuremman tilavuuden kuin nestemäinen vesi.

Päivittäinen esimerkki, jossa tämä ilmiö voidaan havaita, on jään valmistaminen jääkauhoihin. Kun jään kauhat täytetään vedellä nestemäisessä tilassa, niitä on mahdotonta täyttää vanteen yläpuolella, koska se selvästi vuotaa.

Jäätä poistettaessa on kuitenkin mahdollista tarkkailla, kuinka se ulkonee jään kauhoista. Näin osoittaen, että sen tilavuus on kasvanut jäädyttämisprosessin aikana.

On selvää, että kun vesimolekyylit muuttuivat jääksi, niiden tiheys myös pienenee. Siksi jäätynyt vesi on vähemmän tiheää kuin nestemäinen vesi, mikä antaa jään kelluvuuden.

Tämä voidaan nähdä hyvin yksinkertaisissa esimerkeissä, kuten kun juomaan lisätty jää kelluu lasissa.

Mutta sitä voidaan havaita myös suurissa luonnonilmiöissä, kuten esimerkiksi talvella veteen muodostuva jääkerros ja jopa jäävuorten olemassaolo.

Epäsäännöllisen veden paisumisen merkitys

Veden epäsäännöllinen laajentuminen ei ole vain tieteellistä uteliaisuutta. Se on myös ilmiö, jolla on ollut perustavanlaatuinen rooli maapallon elämän kehityksessä sekä vedessä että sen ulkopuolella.

Vesieliöissä

Vesistöissä, kuten järvissä, on mahdollista havaita, että talven tullessa veden ylempi kerros jäätyy. Alla oleva vesi pysyy kuitenkin nestemäisessä tilassa.

Jos jää olisi vettä tiheämpää, tämä jäätynyt kerros uppoutuisi. Tämä altistaisi uuden nestekerroksen ilmakehän kylmälle ja jäätyisi uppoamaan. Tällä tavalla kaikki järvien vesi jäätyisi, vaarantaen vedenalaisen elämän.

Veden epäsäännöllisten ominaisuuksien ansiosta tapahtuu kuitenkin erilainen ilmiö. Kun pintakerros jäätyy, sen alapuolella oleva vesi pidetään 4 ° C: n lämpötilassa.

Tämä tapahtuu ansiosta, että vesi saavuttaa suurimman tiheytensä 4 ° C: ssa, ts. Pohjavesi on aina maksimissaan tässä lämpötilassa.

Jos se lopulta kasvaa, tiheys työntäisi sen pintaan, jossa jäälevy jäätyisi uudelleen.

Tämän ilmiön ansiosta vesistöjen lämpötila pysyy vakaana ja suojassa ilmakehän kylmältä. Tämä takaa vedessä elävien eläin- ja kasvilajien selviytymisen.

Nämä 4 astetta tekevät eron kaikille pylväiden vesissä eläville olentoille, kuten orkille ja rapuherraille.

Elämässä vedestä

Ihmisen elämä ja yleensä kaikki maan päällä olevat elämän muodot hyötyvät myös veden poikkeavista ominaisuuksista.

Yhtäältä on otettava huomioon, että suurin osa happea tulee erilaisista kasviplanktonin muodostavista lajeista. Tämä elämänmuoto ei selviäisi, jos valtameret jäätyisivät, ja tämä haittaisi ihmisten ja eläinten kehitystä.

Toisaalta veden epäsäännöllinen laajentuminen vaikuttaa myös merivirtoihin. Siksi sillä on vaikutuksia myös planeetan ilmasto-olosuhteisiin.

Viitteet

1. Chaplin, M. (SF). Selitys veden tiheysanomalioista. Palautettu osoitteesta: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017). Miksi jää kelluu? Palautettu osoitteesta: gondo.com
3. Lapset ja tiede. (SF). Veden poikkeavuus. Palautettu osoitteesta: vias.org
4. Meier, M. (2016). Jäätä. Palautettu osoitteesta: britannica.com
5. Study.com. (SF). Lämpölaajeneminen: määritelmä, yhtälö ja esimerkit. Palautettu osoitteesta study.com.