O que é a dilatação irregular da água?

O Dilatação de água irregular É uma propriedade física que faz com que a água sofra um processo de expansão quando congela.

Considera-se uma propriedade irregular, porque a maioria dos elementos se expandem com o calor e se contraem com o frio. No entanto, na água, o processo de expansão ocorre em qualquer uma das duas mudanças de temperatura.

Normalmente, a água é considerada o líquido mais comum devido à sua abundância na Terra. Mas, na realidade, é exatamente o contrário: suas propriedades anômalas tornam o líquido mais atípico.

No entanto, são precisamente suas propriedades irregulares que permitiram o desenvolvimento da vida na Terra.

A expansão térmica e a densidade dos corpos

Expansão térmica ou expansão é um fenômeno que ocorre quando o tamanho de um objeto aumenta devido a uma mudança em sua temperatura.

Quando a temperatura de um corpo aumenta, isso faz com que suas moléculas se movam com maior velocidade. Esse movimento causa um maior espaço entre essas moléculas e esse novo espaço faz com que o tamanho do objeto aumente.

É importante ter em mente que nem todos os corpos se expandem igualmente. Por exemplo, metais como alumínio e aço são elementos que alcançam maior expansão quando aquecidos.

Quando um corpo sofre expansão térmica, ele não muda apenas seu tamanho, mas também sua densidade.

Densidade é a quantidade de matéria contida em uma unidade de volume. Em outras palavras, esse é o número total de moléculas que um elemento possui em um determinado espaço.

Por exemplo, o aço tem uma densidade maior que as penas. É por isso que um quilo de aço ocupa menos espaço que um quilo de penas.

Quando um corpo se expande, retém a mesma massa, mas aumenta o espaço que ocupa. Portanto, quando a temperatura aumenta, o tamanho também aumenta, mas a densidade diminui.

Dilatação irregular da água

A expansão térmica na água apresenta características especiais que são fundamentais para a preservação da vida.

Por um lado, quando a água é aquecida, passa pelo mesmo processo de dilatação que a maioria dos corpos. Suas moléculas se separam e se expandem transformando em vapor de água.

No entanto, quando esfria, ocorre um processo único: quando a temperatura cai, esse líquido começa a se comprimir.

Mas quando atinge 4 ° C, ele se expande. Finalmente, quando atinge 0 ° C, a temperatura necessária para o congelamento, seu volume aumenta até 9%.

Isso ocorre porque as moléculas de água congelada são agrupadas em estruturas diferentes de outros materiais, que deixam grandes espaços entre elas. Portanto, ocupe um volume maior do que a água no estado líquido.

Um exemplo cotidiano em que esse fenômeno pode ser observado é a preparação de gelo em baldes de gelo. Quando os baldes estão cheios de água no estado líquido, é impossível enchê-los pela borda, porque obviamente vazaria.

No entanto, ao remover o gelo, é possível observar como ele se projeta dos baldes de gelo. Demonstrando que o volume deste aumentou durante o processo de congelamento.

Obviamente, quando as moléculas de água convertidas em gelo se expandem, sua densidade também diminui. Portanto, a água congelada é menos densa que a água líquida, o que dá ao gelo a propriedade de flutuar.

Isso pode ser visto em exemplos muito simples, como quando o gelo que foi colocado em uma bebida flutua no vidro.

Mas também pode ser observado em grandes fenômenos naturais como a camada de gelo que se forma na água de inverno e até mesmo na existência de icebergs.

A importância da dilatação irregular da água

A dilatação irregular da água não é apenas uma curiosidade científica. É também um fenómeno que desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da vida na Terra, tanto dentro como fora da água.

Na vida aquática

Em corpos de água como lagos, é possível observar que quando chega o inverno, a camada superior de água congela. No entanto, a água abaixo é mantida em estado líquido.

Se o gelo fosse mais denso que a água, essa camada gelada afundaria. Isso faria com que uma nova camada de líquido fosse exposta ao frio da atmosfera e congelasse até desmoronar. Desta forma, toda a água nos lagos congelaria, colocando em perigo a vida subaquática.

No entanto, graças às propriedades irregulares da água, ocorre um fenômeno diferente. Quando a camada superficial congela, a água que está abaixo é mantida a uma temperatura de 4 ° C.

Isso acontece porque a água atinge sua maior densidade a 4 ° C, o que significa que a água do fundo será sempre máxima a esta temperatura.

Se eventualmente aumentasse, a densidade a empurraria para a superfície, onde a camada de gelo a congelaria novamente.

Graças a esse fenômeno, a temperatura dos corpos d'água permanece estável e protegida do frio da atmosfera. Isso garante a sobrevivência das espécies animais e vegetais que vivem na água.

Esses 4 graus são o que fazem a diferença para todas as criaturas que vivem nas águas dos pólos, como baleias assassinas e focas caranguejeiras.

Na vida fora da água

A vida humana e em geral todas as formas de vida que existem na Terra, também se beneficiam das qualidades anômalas da água.

Por um lado, é necessário considerar que a maior parte do oxigênio vem das diferentes espécies que compõem o fitoplâncton. Esse modo de vida não sobreviveria se os oceanos pudessem congelar e isso impediria o desenvolvimento da vida humana e animal.

Por outro lado, a dilatação irregular da água também afeta as correntes oceânicas. Portanto, também tem efeitos sobre as condições climáticas do planeta.

Referências

1. Chaplin, M. (S.F.). Explicação das Anomalias da Densidade da Água. Retirado de: lsbu.ac.uk
2. Helmenstine, A. (2017). Por que o gelo flutua? Retirado de: thoughtco.com
3. Kids & Science. (S.F.). A anomalia da água. Retirado de: vias.org
4. Meier, M. (2016). Ice Recuperado de: britannica.com
5. Study.com. (S.F.). Expansão Térmica: Definição, Equação e Exemplos. Retirado de: study.com.