anomalii de apă sunt acele proprietăți care o disting și o poziționează ca cea mai importantă și specială substanță lichidă dintre toate. Fizic și chimic, apa prezintă o diferență uriașă în comparație cu alte lichide, chiar depășind așteptările și calculele teoretice. Poate că este la fel de simplu și în același timp la fel de complex ca și viața însăși.
Dacă carbonul este piatra de temelie a vieții, apa corespunde fluidului său. Dacă nu ar fi unic și incomparabil, produsul anomaliilor sale, legăturile de carbon care alcătuiesc matricile biologice nu ar fi de nici un folos; percepția vieții s-ar prăbuși, oceanele ar îngheța complet și norii nu ar fi suspendate pe cer.
Vaporii de apă sunt mult mai ușori decât alte gaze, iar interacțiunea sa cu atmosfera are ca rezultat formarea norilor; lichidul este considerabil mai dens în raport cu gazul, iar această diferență în densitățile sale pare accentuată în comparație cu alți compuși; iar solidul, în mod anormal, are o densitate mult mai mică decât lichidul.
Un exemplu al acestuia din urmă este observat în faptul că aisbergurile și gheața plutesc în apă lichidă, un produs cu densitatea sa mai mică..
Indice articol
Apa arată o opoziție severă față de creșterea temperaturii sale dintr-o sursă de căldură. Prin urmare, sursa trebuie să furnizeze suficientă căldură pentru a forța apa să-și ridice temperatura cu un grad centigrad; adică căldura sa specifică este mare, mai mare decât cea a oricărui compus obișnuit și are o valoare de 4.186 J / g · ºC.
Explicațiile posibile pentru căldura sa anomală specifică se datorează faptului că moleculele de apă formează multiple legături de hidrogen, într-un mod dezordonat, iar căldura este disipată pentru a crește vibrațiile acestor punți; în caz contrar, moleculele de apă nu ar vibra la o frecvență mai mare, ceea ce se traduce printr-o creștere a temperaturii..
Pe de altă parte, odată ce moleculele au devenit excitate termic, necesită timp pentru a restabili starea inițială a legăturilor lor de hidrogen; aceasta este la fel ca a spune că este nevoie de timp să se răcească în condiții normale, comportându-se ca un rezervor de căldură.
Plajele, de exemplu, prezintă ambele comportamente în diferite anotimpuri ale anului. Iarna rămân mai calde decât aerul din jur, iar vara, mai reci. Din acest motiv va fi soare, dar atunci când faceți baie în mare se simte mai răcoros..
Apa are o entalpie foarte mare sau o căldură latentă de evaporare (2257 kJ / kg). Această anomalie se sinergizează cu căldura sa specifică: se comportă ca un rezervor și un regulator al căldurii..
Moleculele sale trebuie să absoarbă suficientă căldură pentru a trece în faza gazoasă, iar căldura este obținută din împrejurimile lor; mai ales pe suprafața pe care sunt aderați.
Această suprafață poate fi, de exemplu, pielea noastră. Când corpul se exercită eliberează transpirație, a cărei compoziție este în esență apă (mai mare de 90%). Transpirația absoarbe căldura din piele pentru a se vaporiza, dând astfel senzația de răcire. La fel se întâmplă și cu solul, care după vaporizarea umezelii, își scade temperatura și se simte mai rece.
Molecula de apă este extrem de polară. Acest lucru se reflectă în constanta sa dielectrică (78,4 la 25 ° C), care este mai mare decât cea a altor substanțe lichide. Datorită polarității sale ridicate, este capabil să dizolve un număr mare de compuși ionici și polari. Din acest motiv este considerat solventul universal.
Una dintre anomaliile curioase ale apei lichide este că difuzează mult mai repede decât se estimează printr-o gaură cu dimensiuni reduse. Fluidele își măresc, în general, viteza atunci când trec prin conducte sau canale mai înguste; dar apa accelerează mai drastic și mai violent.
Macroscopic, acest lucru poate fi observat prin variația zonei secțiunii transversale a conductelor prin care circulă apa. Și nanometric, același lucru se poate face, dar folosind nanotuburi de carbon, conform studiilor de calcul, care ajută la clarificarea relației dintre structura moleculară și dinamica apei..
S-a menționat la început că gheața are o densitate mai mică decât apa. În plus, atinge o valoare maximă în jur de 4 ° C. Când apa s-a răcit sub această temperatură, densitatea începe să scadă și apa mai rece crește; și în cele din urmă, aproape de 0 ° C, densitatea scade la o valoare minimă, cea a gheții.
Una dintre principalele consecințe ale acestui fapt nu este doar faptul că aisbergurile pot pluti; dar, de asemenea, favorizează viața. Dacă gheața ar fi mai groasă, s-ar scufunda și ar răci adâncurile până la îngheț. Apoi, mările s-ar răcori de jos în sus, lăsând doar un film de apă disponibil pentru fauna marină..
În plus, atunci când apa se scurge prin adânciturile stâncilor și temperatura scade, aceasta se extinde atunci când îngheață, promovând eroziunea și morfologia externă și internă..
Pe măsură ce gheața plutește, suprafețele lacurilor și râurilor îngheață, în timp ce peștii pot continua să trăiască în adâncuri, unde oxigenul se dizolvă bine și temperatura este peste sau sub 4 ° C..
Pe de altă parte, apa lichidă, de fapt, nu este considerată ideal omogenă, ci constă din agregate structurale cu densități diferite. La suprafață, cea mai ușoară apă este situată, în timp ce în partea de jos, cea mai densă.
Totuși, astfel de „tranziții” lichid-lichid sunt vizibile numai în apă supraîncălzită și sub simulări cu presiuni ridicate..
O altă anomalie caracteristică a apei este că gheața își scade temperatura de topire odată cu creșterea presiunii; adică la presiune mai mare, gheața se topește la temperaturi mai scăzute (sub 0 ° C). Este ca și cum gheața, în loc să se contracteze, se extinde ca urmare a presiunii.
Acest comportament este contrar celui al altor solide: cu cât presiunea asupra lor este mai mare și, prin urmare, contracția lor, vor necesita o temperatură sau o căldură mai ridicate pentru a se topi și, astfel, să își poată separa moleculele sau ionii..
De asemenea, merită menționat faptul că gheața este unul dintre cele mai alunecoase solide din natură..
În cele din urmă, deși au fost menționate doar câteva anomalii (din cele aproximativ 69 care sunt cunoscute și multe altele de descoperit), apa are o tensiune superficială anormal de mare..
Multe insecte profită de această proprietate pentru a putea merge pe apă (imaginea de sus). Acest lucru se datorează faptului că greutatea sa nu exercită suficientă forță pentru a sparge tensiunea superficială a apei, ale cărei molecule, în loc să se extindă, se contractă, împiedicând creșterea zonei sau a suprafeței..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.