De vattenavvikelser är de egenskaper som skiljer och placerar det som det viktigaste och speciella flytande ämnet av alla. Fysiskt och kemiskt visar vatten en enorm skillnad jämfört med andra vätskor, till och med överträffar förväntningar och teoretiska beräkningar. Kanske är det så enkelt och samtidigt så komplicerat som livet i sig.
Om kol är livets hörnsten, motsvarar vatten dess vätska. Om det inte var unikt och ojämförligt, skulle produkten av dess anomalier, de kolbindningar som utgör de biologiska matriserna inte vara till nytta; uppfattningen om livet skulle smula, haven skulle frysa helt och molnen skulle inte hänga upp på himlen.
Vattenånga är mycket lättare än andra gaser, och dess interaktion med atmosfären resulterar i molnbildning; vätskan är betydligt tätare med avseende på gasen, och denna skillnad i densiteter ser accentuerad ut jämfört med andra föreningar; och det fasta materialet, anomalt, har en mycket lägre densitet än vätskan.
Ett exempel på det senare observeras i det faktum att isberg och is flyter i flytande vatten, en produkt med dess lägre densitet..
Artikelindex
Vatten visar kraftigt motstånd mot att öka temperaturen från en värmekälla. Därför måste källan leverera tillräckligt med värme för att tvinga vattnet att höja temperaturen en grad Celsius; det vill säga dess specifika värme är hög, mer än för någon vanlig förening och har ett värde av 4,166 J / g · ºC.
Möjliga förklaringar för dess anomala specifika värme beror på det faktum att vattenmolekylerna bildar flera vätebindningar, på ett oroligt sätt, och värmen försvinner för att öka vibrationerna hos sådana broar; annars skulle vattenmolekylerna inte vibrera vid en högre frekvens, vilket innebär en ökning av temperaturen..
Å andra sidan, när molekylerna har blivit termiskt upphetsade, tar de sig tid att återupprätta det ursprungliga tillståndet för sina vätebindningar; detta är detsamma som att säga att det tar tid att svalna under normala förhållanden och bete sig som en värmebehållare.
Stränder visar till exempel båda beteenden under olika årstider. På vintern förblir de varmare än den omgivande luften och på sommaren svalare. Av den anledningen blir det soligt, men när du badar i havet känns det kallare..
Vatten har en mycket hög entalpi eller latent avdunstningsvärme (2257 kJ / kg). Denna anomali synergiseras med sin specifika värme: den beter sig som en behållare och värmeregulator..
Dess molekyler måste absorbera tillräckligt med värme för att passera in i gasfasen, och värmen erhålls från deras omgivning; speciellt på ytan till vilken de fästs.
Denna yta kan till exempel vara vår hud. När kroppen tränar släpper den ut svett, vars sammansättning i huvudsak är vatten (mer än 90%). Svett absorberar värme från huden för att förångas, vilket ger känslan av kylning. Detsamma händer med jorden, som efter att ha förångat fukten, sänker temperaturen och känns kallare.
Vattenmolekylen är extremt polär. Detta återspeglas i dess dielektriska konstant (78,4 vid 25 ° C), vilket är högre än för andra flytande ämnen. På grund av sin höga polaritet kan den lösa upp ett stort antal joniska och polära föreningar. Det är av denna anledning som det anses vara det universella lösningsmedlet.
En av de märkliga avvikelserna i flytande vatten är att det diffunderar mycket snabbare än uppskattat genom ett hål som har minskat storlek. Vätskor ökar vanligtvis sin hastighet när de springer genom smalare rör eller kanaler; men vattnet accelererar mer drastiskt och våldsamt.
Makroskopiskt kan detta observeras genom att variera tvärsnittsarean på rören genom vilka vattnet cirkulerar. Och nanometriskt kan detsamma göras men att använda kolnanorör, enligt beräkningsstudier, som hjälper till att klargöra förhållandet mellan molekylstruktur och vattendynamik..
Det nämndes i början att is har en lägre densitet än vatten. Utöver detta når den ett maximalt värde runt 4ºC. När vattnet svalnat under denna temperatur börjar densiteten att minska och det kallare vattnet stiger. och slutligen, nära 0 ° C, faller densiteten till ett minimivärde, det för is.
En av de viktigaste konsekvenserna av detta är inte bara att isberg kan flyta; men också, det gynnar livet. Om isen var tjockare skulle den sjunka och kyla djupet till frysning. Då skulle haven svalna från botten och uppåt och endast lämna en vattenfilm tillgänglig för marina djur..
Dessutom, när vattnet sipprar genom klippornas urtag och temperaturen sjunker, expanderar det när det fryser och främjar dess erosion och den yttre och inre morfologin..
När isen flyter fryser sjöarnas och flodernas ytor medan fisken kan fortsätta att leva i djupet, där syre löser sig väl och temperaturen är över eller under 4 ° C..
Å andra sidan anses flytande vatten faktiskt inte vara idealiskt homogent, utan består av strukturella aggregat med olika densiteter. På ytan är det lättaste vattnet beläget, medan det längst ner är det tätaste.
Sådana vätske-vätske "övergångar" är dock bara märkbara i superkylda vatten och under simuleringar med höga tryck..
En annan karakteristisk anomali hos vatten är att isen sänker dess smälttemperatur när trycket ökar; det vill säga vid högre tryck smälter isen vid lägre temperaturer (under 0 ° C). Det är som om isen, istället för att krympa, expanderar till följd av trycket.
Detta beteende strider mot det för andra fasta ämnen: ju större tryck på dem, och därför kommer deras sammandragning att kräva en högre temperatur eller värme för att smälta och därmed kunna separera sina molekyler eller joner..
Det är också värt att nämna att is är ett av de mest hala fasta ämnena i naturen..
Slutligen, även om endast ett par anomalier har nämnts (av de cirka 69 som är kända och många andra som kan upptäckas), har vatten en onormalt hög ytspänning..
Många insekter utnyttjar den här egenskapen för att kunna gå på vatten (toppbild). Detta beror på att dess vikt inte utövar tillräckligt med kraft för att bryta vattens ytspänning, vars molekyler, i stället för att expandera, kontraherar, förhindrar att området eller ytan ökar..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.