Cos'è la dilatazione dell'acqua irregolare?
La dilatazione irregolare dell'acqua è una proprietà fisica che fa sì che l'acqua subisca un processo di espansione quando si congela.
È considerato una proprietà irregolare, perché la maggior parte degli elementi si espande con il calore e si contrasta con il freddo. Tuttavia, nell'acqua il processo di espansione si verifica in una qualsiasi delle due variazioni di temperatura.
Di solito, l'acqua è considerata il liquido più comune a causa della sua abbondanza sulla Terra. Ma in realtà è tutto il contrario: le sue proprietà anomale ne fanno il liquido più atipico.
Tuttavia, sono proprio le loro proprietà irregolari che hanno permesso lo sviluppo della vita sulla Terra.
L'espansione termica e la densità dei corpi
La dilatazione o espansione termica è un fenomeno che si verifica quando la dimensione di un oggetto aumenta a causa di un cambiamento della sua temperatura.
Quando la temperatura di un corpo aumenta, questo fa muovere le sue molecole con maggiore velocità. Questo movimento provoca uno spazio maggiore tra queste molecole e questo nuovo spazio fa aumentare le dimensioni dell'oggetto.
È importante tenere presente che non tutti i corpi si espandono allo stesso modo. Ad esempio, metalli come alluminio e acciaio sono elementi che raggiungono una maggiore espansione quando riscaldati.
Quando un corpo subisce una dilatazione termica, non solo modifica le sue dimensioni ma anche la sua densità.
La densità è la quantità di materia contenuta in un'unità di volume. Questo, in altre parole, è il numero totale di molecole che un elemento ha in un dato spazio.
Ad esempio, l'acciaio ha una densità maggiore rispetto alle piume. Ecco perché un chilo di acciaio occupa meno spazio di un chilo di piume.
Quando un corpo si espande, mantiene la stessa massa ma aumenta lo spazio che occupa. Pertanto, quando la temperatura aumenta, aumenta anche la dimensione ma la densità diminuisce.
Dilatazione irregolare dell'acqua
L'espansione termica nell'acqua presenta caratteristiche speciali che sono fondamentali per la conservazione della vita.
Da un lato, quando l'acqua viene riscaldata, subisce lo stesso processo di dilatazione della maggior parte dei corpi. Le sue molecole si separano e si espandono trasformandosi in vapore acqueo.
Tuttavia, quando si raffredda, si verifica un processo unico: quando la sua temperatura scende, questo liquido inizia a comprimersi.
Ma quando raggiunge i 4 ° C, si espande. Infine, quando raggiunge 0 ° C, temperatura necessaria per il congelamento, il suo volume aumenta fino al 9%.
Questo perché le molecole d'acqua congelate sono raggruppate in strutture diverse da altri materiali, che lasciano ampi spazi tra loro. Pertanto occupano un volume maggiore dell'acqua allo stato liquido.
Un esempio quotidiano in cui questo fenomeno può essere osservato è la preparazione di ghiaccio in secchi di ghiaccio. Quando i secchi sono riempiti con acqua allo stato liquido, è impossibile riempirli oltre il bordo perché si rovesciabbero evidentemente.
Tuttavia, durante la rimozione del ghiaccio è possibile osservare come fuoriesce dai secchi di ghiaccio. Dimostrando che il volume di questo è aumentato durante il processo di congelamento.
Ovviamente, quando le molecole di acqua convertite in ghiaccio si espandono, anche la loro densità diminuisce. Pertanto, l'acqua ghiacciata è meno densa dell'acqua liquida, che conferisce al ghiaccio la proprietà di galleggiare.
Questo può essere visto in esempi molto semplici come quando il ghiaccio che è stato messo in una bevanda galleggia nel bicchiere.
Ma può anche essere osservato in grandi fenomeni naturali come lo strato di ghiaccio che si forma sull'acqua invernale e persino nell'esistenza di iceberg.
L'importanza della dilatazione dell'acqua irregolare
La dilatazione irregolare dell'acqua non è solo una curiosità scientifica. È anche un fenomeno che ha svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo della vita sulla Terra, sia all'interno che all'esterno dell'acqua.
Nella vita acquatica
In corpi d'acqua come laghi, è possibile osservare che quando arriva l'inverno lo strato superiore d'acqua si congela. Tuttavia, l'acqua sottostante viene mantenuta allo stato liquido.
Se il ghiaccio fosse più denso dell'acqua, questa lastra di ghiaccio affonderebbe. Ciò causerebbe l'esposizione di un nuovo strato liquido al freddo dell'atmosfera e il congelamento fino al suo collasso. In questo modo, tutta l'acqua nei laghi si congelerebbe, mettendo in pericolo la vita sottomarina.
Tuttavia, grazie alle proprietà irregolari dell'acqua, si verifica un fenomeno diverso. Quando lo strato superficiale si congela, l'acqua che si trova sotto di essa viene mantenuta ad una temperatura di 4 ° C.
Questo accade perché l'acqua raggiunge la sua massima densità a 4 ° C, il che significa che l'acqua di fondo sarà sempre massima a questa temperatura.
Se alla fine dovesse aumentare, la densità lo spingerebbe verso la superficie dove la lastra di ghiaccio si congelerebbe di nuovo.
Grazie a questo fenomeno, la temperatura dei corpi idrici rimane stabile e protetta dal freddo dell'atmosfera. Questo garantisce la sopravvivenza delle specie animali e vegetali che vivono nell'acqua.
Quei 4 gradi, sono ciò che fa la differenza per tutte le creature che vivono nelle acque dei poli come le orche e le foche di crabeater.
Nella vita fuori dall'acqua
La vita umana e in generale tutte le forme di vita che esistono sulla Terra, beneficiano anche delle qualità anomale dell'acqua.
Da un lato, è necessario considerare che la maggior parte dell'ossigeno proviene dalle diverse specie che costituiscono il fitoplancton. Questo modo di vivere non sopravviverebbe se gli oceani potessero congelarsi e ciò ostacolerebbe lo sviluppo della vita umana e animale.
D'altra parte, la dilatazione irregolare dell'acqua influisce anche sulle correnti oceaniche. Pertanto, ha anche effetti sulle condizioni climatiche del pianeta.
