Особливості теплового розширення води
Як і інші тіла, вода розширюється при нагріванні і стискається при охолодженні. Однак по цій властивості вона сильно відрізняється від всіх інших тіл і речовин.
При охолодженні вода стискається, але при наближенні до температури + 4 ° С її стиск сповільнюється, а потім і зупиняється. При температурі + 4 ° С стиснення води змінюється розширенням, яке відбувається до температури її замерзання. Перетворюючись на лід, вода розширюється ще сильніше. Отже, вода при температурі + 4 ° С має найбільшу щільність, а потім при подальшому охолодженні щільність її зменшується. Найнижча щільність води буває при 0 ° С, тобто при перетворенні її в лід. Вода при найбільшої щільності (4 ° С) найважча.
Особливість теплового розширення води має велике значення в природі. Завдяки тому що вода при температурі + 4 ° С найбільш важка, з настанням холодних днів, охолоджуючись до цієї температури, вона опускається в глибину водойми, а більш тепла вода піднімається вгору, де охолоджується і знову опускається вниз. Перемішування води (конвекція) відбувається до тих пір, поки температура всієї води у водоймі не знизиться до + 4 ° С.
Далі вода в поверхневому шарі охолоджується до + 3 ° С, + 1 ° С, але при цій температурі вона має меншу щільність і не опускається вниз. Потім самий верхній шар води, охолоджуючись, перетворюється на лід, щільність якого менше щільності води (рис. 57).
Якби вода стискалася при охолодженні так само, як і інші тіла, то найважчою була б вода при температурі близько 0 ° С, а лід був би важче води. Утворюючись взимку на поверхні водойми, важкий лід опускався б на дно і в перші ж місяці зими всі водойми були б повністю заповнені ім. Життя у водоймах стала б неможливою.
Підземні води, не стикаються з морозним повітрям, не замерзають. Тому ключі і джерела взимку стримують зниження температури в наземних водоймах.
Таким чином, завдяки особливостям теплового розширення води температура її у верхніх шарах водойм не буває нижче + 1 ° С, а в глибоких шарах – нижче + 4 ° С. Тому протягом довгої зими у водоймах під льодом багато їх мешканців продовжують активне життя, а рибалки любителі мають можливість займатися зимовою риболовлею.
Разом з тим життя мешканців водойм пов’язана не тільки з температурою води. З появою крижаного покриву вода відділяється від атмосферного повітря і створюються умови, що ускладнюють дихання багатьох водних тварин. З нестачу розчиненого у воді кисню взимку в ставках, озерах і навіть у великих річках іноді відбуваються катастрофічні явища – замори, що супроводжуються масовою загибеллю риб. З метою їх запобігання за допомогою спеціальних приладів в льоду водойм роблять ополонці.
Особливості теплового розширення води враховують при її використанні в промисловості і в побуті: водопровідні труби і труби водяного опалення прокладають у землі на такій глибині, де вода в них не може перетворюватися на лід.
Які особливості теплового розширення води?
Чому вода при температурі + 4 ° С має найбільшу щільність?
Чому вода у водоймах взимку не промерзає до дна?
Яке значення особливостей теплового розширення води в житті організмів, що живуть у водоймах?
(2 votes, average: 4.50 out of 5)