O volume de água a partir de Diferença de gelo

Como uma regra geral , de uma substância de volume ocupa menos a temperaturas mais baixas . Quando um gás arrefece a um ponto tal que se torna um líquido , que sofre uma redução drástica do volume , e que ocupa menos espaço , mesmo quando se muda de um líquido para um estado sólido . No entanto, quando a água se torna gelo, ele não segue esses princípios gerais . Densidades comparativos

A densidade é a quantidade de material que um determinado volume de uma substância contém . Os valores de densidade aproximados podem ser encontrados através da pesagem de uma substância ao nível do mar e dividindo o valor resultante pela seu volume . Um metro cúbico de água pesa 1,000 kg , enquanto um metro cúbico de gelo pesa apenas 917 kg , de acordo com a “Faculdade de Física da Serway . ” Por conseguinte , a água tem uma densidade maior do que o gelo .

Volumes Comparativos

Como a água tem uma densidade maior do que o gelo , a água irá ocupar mais espaço depois muda de um líquido para um estado sólido . Em outras palavras , o gelo ter um volume maior do que um peso igual de água . Com base em densidades comparativos apresentados no ” Faculdade de Física da Serway , ” um quilograma de água líquida ocupa um volume de 1,000 ml , enquanto um quilograma de gelo ocupa um volume de 1091 mililitros .

Hydrogen Bonding

A razão para este comportamento incomum da água é um fenômeno chamado de ligação de hidrogênio . A molécula de água é constituído por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio . Os dois átomos de hidrogénio estão ligados directamente ao átomo de oxigénio , e o ângulo entre eles é 104,5 graus . A razão pela qual os átomos de hidrogénio estão aglomerados num lado do átomo de oxigénio é , porque o outro lado está ocupado por dois pares de electrões . Como resultado, a carga elétrica é desigualmente distribuída na molécula de água . O lado que contém os pares de elétrons tem uma parcela maior da carga negativa do que o lado que contém os átomos de hidrogênio. Isto irá resultar numa fraca atracção entre cada átomo de hidrogénio e de um par de electrões de um átomo de oxigénio vizinho . Devido à mobilidade de moléculas de água no estado líquido , esta ligação de hidrogénio não vai estabelecer uma estrutura rígida , mas quando a água desce abaixo de 4 graus Celsius , a ligação torna-se mais forte . Quando a água congela , as ligações de hidrogênio formam uma rede rígida, que ocupa mais espaço do que as moléculas de água menos organizadas em água líquida. Grades são volumosa devido ao espaço vazio que existe entre as suas partes componentes . É por isso que a água ocupa um volume maior depois que ele se transforma em gelo .

Consequências práticas

A água chega a sua maior densidade a 4 graus Celsius. Consequentemente , quando a temperatura cai abaixo do ponto de congelação da água por um período de tempo considerável , a água no fundo das lagoas , lagos , eventualmente cair para 4 graus Celsius . Nesse meio tempo , a água em cima vai abordar o ponto de congelamento e gelo acabará por se formar na superfície da água . Isto é importante , porque se gelo eram mais densas e menos volumosa do que a água , gelo se formam no fundo dos lagos , em vez de por cima. Eventualmente, lagos inteiras se tornaria massas sólidas de gelo , e os peixes e outras criaturas aquáticas morreriam.