Epätavallinen jään ja veden tiheys

Vesi on salaperäinen neste. Tämä johtuu siitä, että useimmat sen ominaisuudet ovat epänormaaleja, ts. Erilainen kuin muut nesteet. Syynä on sen erityinen rakenne, joka johtuu vetysidoksista molekyylien välillä, jotka vaihtelevat lämpötilan ja paineen välillä. Ja jäällä on nämä ainutlaatuiset ominaisuudet. On syytä sanoa, että tiheyden määritelmä voidaan suorittaa käyttäen kaavaa ρ = m / V. Näin ollen tämä kriteeri voidaan todeta analysoimalla väliaineen materiaalin massa yksikkömäärää kohti.

Tarkastellaan joitain jää- ja vesiominaisuuksia. Esimerkiksi tiheyspoikkeama. Sulamisen jälkeen jään tiheys kasvaa, kulkee kriittisen merkin läpi 4 astetta ja vasta sen jälkeen alkaa laskea lämpötilan noustessa. Kuitenkin tavallisissa nesteissä se vähenee aina jäähdytyksen aikana. Tämä tosiasia on täysin tieteellinen selitys. Mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi molekyylinopeus. Tämä johtaa heidän toistensa vastenmielisyyteen, ja näin ollen aine hajoaa. Veden arvoitus on myös se, että huolimatta lisääntyneestä lämpötilasta johtuvien molekyylien nopeudesta, Tiheyden väheneminen tapahtuu vain korkeissa lämpötiloissa.

Toinen mysteeri on kysymys: "Miksi jäätä voi leijua veden pinnalla?", "Miksi se ei jäädy pohjaan joet?" Tosiasia on, että jään tiheys on pienempi kuin veden määrä. Ja minkä tahansa muun nesteen sulamisen prosessiin, sen tiheys on pienempi kuin kiteen. Tämä johtuu siitä, että jälkimmäisessä molekyylissä on tietty säännöllisyys ja ne sijaitsevat säännöllisesti. Tämä on tyypillistä minkä tahansa aineen kiteille. Sen lisäksi ne ovat molekyylejä "pakattuina" melko tiukasti. Kiteen sulamisen aikana säännönmukaisuus katoaa, mikä on mahdollista vain molekyylien vähemmän tiheällä sidoksella. Näin ollen aineen tiheys vähenee sulamisen aikana. Mutta tämä kriteeri muuttuu melko vähän, esimerkiksi metallien sulattamisen yhteydessä, se laskee keskimäärin vain 3 prosentilla. Jään tiheys on kuitenkin pienempi kuin veden kerroin 10 prosentilla. Siksi voimme sanoa, että tämä hyppy on poikkeuksellinen paitsi sen merkin lisäksi myös sen suuruusluokan mukaan.

Palapelin tiedot selittyvät jäärakenteen piirteillä. Se on vetysidosten verkko , jossa kussakin solmussa on neljä. Siksi verkkoa kutsutaan quadiksi. Kaikki kulmat ovat samat kuin qT, joten sitä kutsutaan tetraedriseksi. Lisäksi se koostuu kuusijäsenisistä kaarevista renkaista.

Kiinteän veden rakenteen piirre on, että pakatut molekyylit ovat löysästi siinä. Jos ne olisivat läheisessä suhteessa, jäätiheys olisi 2,0 g / cm3 ja todellisuudessa se on 0,92 g / cm3. Tämä johti siihen tulokseen, että suurien tilamäärien läsnäolon pitäisi johtaa epävakauden syntyyn. Itse asiassa verkko ei tule vähemmän tukevaksi, mutta se voidaan rakentaa uudelleen. Jää on niin vahva materiaali, että modernit eskimot esivanhemmat oppivat rakentamaan mökkiä. Tähän päivään Arktikon asukkaat käyttävät jäätä rakennusmateriaalina. Näin ollen jarrarakenteen muuttuessa paineen lisääntyessä. Tässä vakaudessa muodostuu H2O-molekyylien välisten silmujen vetysidosten pääominaisuus, joten kukin vesimolekyyli ja nestemäisessä tilassa säilyttävät neljä vetysidosta, mutta kulmat eroavat qT: stä, mikä johtaa siihen, että jään tiheys on pienempi, Vettä.