O que é a dilatação irregular da água? - Ciência - 2023

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o expansão desigual da água É uma propriedade física que faz com que a água passe por um processo de expansão quando congela. É considerada uma propriedade irregular, porque a maioria dos elementos se expande no calor e se contrai no frio. No entanto, na água, o processo de expansão ocorre em qualquer uma das duas mudanças de temperatura.

A água é geralmente considerada o líquido mais comum devido à sua abundância na Terra. Mas na realidade é o oposto: suas propriedades anômalas o tornam o líquido mais incomum.

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

Expansão térmica e densidade de corpos

A dilatação ou expansão térmica 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 mais rapidamente. Este movimento provoca um maior espaço entre essas moléculas e este novo espaço faz com que o tamanho do objeto aumente.

É importante notar que nem todos os corpos se expandem da mesma forma. Por exemplo, metais como alumínio e aço são elementos que, quando aquecidos, atingem uma expansão maior do que o vidro.

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

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

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

Quando um corpo se expande, ele 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 de água

A expansão térmica na água possui características especiais que são essenciais para a preservação da vida.

Por outro lado, quando a água é aquecida, ela sofre o mesmo processo de expansão que a maioria dos corpos. Suas moléculas se separam e se expandem, transformando-se em vapor d'água.

Porém, ao esfriar, ocorre um processo único: à medida que sua temperatura cai, esse líquido começa a se comprimir.

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

Isso ocorre porque as moléculas de água congelada se agrupam em estruturas diferentes das de outros materiais, o que deixa grandes espaços entre elas. Portanto, ocupam 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 de gelo são enchidos com água no estado líquido, é impossível enchê-los acima da borda porque obviamente iria derramar.

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

Obviamente, quando as moléculas de água transformadas em gelo se expandem, sua densidade também diminui. Portanto, a água congelada é menos densa do 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 copo.

Mas também pode ser observado em grandes fenômenos naturais, como a camada de gelo que se forma na água no inverno e até mesmo na existência de icebergs.

A importância da expansão irregular da água

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

Na vida aquática

Em corpos d'água como lagos, é possível observar que com a chegada do inverno a camada superior da água congela. No entanto, a água abaixo permanece em estado líquido.

Se o gelo fosse mais denso que a água, essa camada congelada afundaria. Isso exporia uma nova camada de líquido ao frio da atmosfera e congelaria até afundar. Dessa forma, toda a água dos lagos congelaria, colocando em risco a vida subaquática.

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

Isso ocorre porque a água atinge sua densidade máxima a 4 ° C, ou seja, a água de fundo estará sempre em seu máximo nessa temperatura.

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

Graças a este 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.

São esses 4 graus que fazem a diferença para todas as criaturas que vivem nas águas dos pólos, como orcas 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 provém das diferentes espécies que constituem o fitoplâncton. Essa forma de vida não sobreviveria se os oceanos congelassem 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 nas condições climáticas do planeta.

Referências

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