Que sont les anomalies de l'eau?

Le Anomalies d'eau Ce sont ces propriétés qui la distinguent et la positionnent comme la substance liquide la plus importante et la plus spéciale de tous. Physiquement et chimiquement, l'eau montre une énorme différence par rapport à d'autres liquides, dépassant même les attentes et calculs théoriques. Peut-être, c'est aussi simple, et en même temps que complexe que la vie elle-même.

Si le carbone constitue la pierre angulaire de la vie, l'eau correspond à son fluide. S'il n'était pas unique et incomparable, le produit de leurs anomalies, les liaisons en carbone qui composent des matrices biologiques ne feraient rien; La perception de la vie s'effondrerait, les océans gèlent complètement et les nuages ​​ne seraient pas suspendus au ciel.

Les icebergs et les corps de glace flottant sur l'eau représentent un exemple inaperçu de l'une des anomalies de l'eau. Source: Pexels.

La vapeur d'eau est beaucoup plus légère que les autres gaz, et son interaction avec l'atmosphère entraîne une formation de nuages; Le liquide est considérablement plus dense par rapport au gaz, et cette différence dans ses densités semble accentuée contre d'autres composés; Et le solide, anormalement, présente une densité bien inférieure à celle du liquide.

Un exemple de ce dernier est observé dans le fait que les icebergs et la glace flottent dans l'eau liquide, le produit de sa densité inférieure.

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Chaleur spécifique

Plages, un autre exemple naturel où la chaleur spécifique de l'eau est observée macroscopiquement. Source: Pixabay.

L'eau montre une grave opposition pour augmenter sa température avant une source de chaleur. Par conséquent, la source doit fournir suffisamment de chaleur pour forcer l'eau à augmenter sa température d'une qualité centigrade; C'est-à-dire que sa chaleur spécifique est élevée, plus que celle de tout composé ordinaire, et a une valeur de 4 186 J / g · ºC.

Les explications possibles de ses anormales de chaleur spécifiques sont dues au fait que les molécules d'eau forment plusieurs ponts d'hydrogène, de manière désordonnée, et la chaleur se dissipe pour augmenter les vibrations de ces ponts; Sinon, les molécules d'eau ne vibraient pas à une fréquence plus grande, ce qui se traduit par une augmentation de la température.

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D'un autre côté, une fois que les molécules ont été excitées thermiquement, elles retardent pour établir l'état d'origine de leurs ponts d'hydrogène; C'est la même chose qu'il faut pour refroidir dans des conditions normales, se comporter comme un réservoir de chaleur.

Les plages, par exemple, manifestent les deux comportements pendant différentes stations de l'année. En hiver, ils restent plus chauds que l'air environnant, et en été, plus froid. Pour cette raison, il fera beaucoup de soleil, mais quand il s'est baigné dans la mer, il se sent plus frais.

La chaleur latente de vaporisation

L'eau a une chaleur d'enthalpie ou latente d'une très grande évaporation (2257 kJ / kg). Cette synergie d'anomalie avec sa chaleur spécifique: elle se comporte comme un réservoir et un régulateur de chaleur.

Ses molécules doivent absorber suffisamment de chaleur pour passer à la phase gazeuse, et la chaleur l'obtient de son environnement; surtout, de la surface à laquelle ils sont adhérés.

Cette surface peut être, par exemple, notre peau. Lorsque le corps est exercé par libération, dont la composition est dans l'essence de l'eau (supérieure à 90%). La sueur absorbe la chaleur de la peau pour vaporiser, donnant ainsi à la sensation de rafraîchissant. La même chose se produit avec le sol, qu'après la vapeur de son humidité, sa température diminue et se sent plus froide.

Constante diélectrique

La molécule d'eau est extrêmement polaire. Cela se reflète dans sa constante diélectrique (78,4 à 25 ° C), qui est supérieure à celle d'autres substances liquides. En ayant une polarité élevée, il est capable de dissoudre un grand nombre de composés ion et polaires. C'est pour cette raison qu'il est considéré comme le solvant universel.

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La diffusion

Diffusion de l'eau par un tuyau. Source: pxhere.

L'une des curieuses anomalies de l'eau liquide est qu'elle diffuse beaucoup plus rapidement que celle estimée à travers un trou réduit par la taille. Les fluides par règle générale augmentent leur vitesse lorsqu'ils traversent des tuyaux ou des canaux plus étroits; Mais l'eau accélère plus drastique et violemment.

Macroscopiquement, cela peut être observé en faisant varier la zone transversale des tuyaux à travers lesquels l'eau circule. Et nanométriquement, la même chose peut être fait mais en utilisant des nanotubes de carbone, selon des études informatiques, qui aident à clarifier la relation entre la structure moléculaire et la dynamique de l'eau.

Densité

Il a été mentionné au début que la glace a une densité inférieure à celle de l'eau. En plus de cela, cela atteint une valeur maximale autour de 4 ° C. Refroidi l'eau sous cette température, la densité et l'eau plus froide commencent à diminuer; Et enfin, près de 0ºC, la densité tombe à une valeur minimale, celle de la glace.

L'une des principales conséquences de cela n'est pas seulement que les icebergs peuvent flotter; mais aussi favoriser la vie. Si la glace était plus dense, elle coulerait et refroidirait les profondeurs pour les congeler. Ensuite, les mers se refroidiraient de bas en haut, étant juste un film d'eau disponible pour la faune marine.

De plus, lorsque l'eau est filtrée à travers les recoins des rochers et que la température descend, elle se développe lors du gel, favorisant son érosion et sa morphologie externe et interne.

Eau légère et eau dense

Lorsque la glace flottait, la surface des lacs et des rivières gèle, tandis que le poisson peut continuer à vivre dans les profondeurs, où l'oxygène se dissout bien et la température est au-dessus ou en dessous de 4 ° C.

D'un autre côté, l'eau liquide, en fait, n'est pas considérée comme idéalement homogène, mais se compose d'agrégats structurels avec des densités différentes. À la surface, l'eau plus légère est située, tandis que profondément, la plus dense.

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Cependant, ces transitions "liquides-liquides" "ne sont appréciables que dans l'eau trop fleuse et sous des simulations avec des pressions élevées.

Extensions sur la glace

Une autre anomalie caractéristique est que la glace diminue sa température de fusion à mesure que la pression augmente; C'est-à-dire, à une plus grande pression, la glace fond à des températures plus basses (en dessous de 0 ° C). C'est comme si la glace au lieu de se contracter étendait le fruit de la pression.

Ce comportement est contraire à d'autres solides: plus la pression sur eux est grande, et donc, leur contraction, ils nécessiteront une température ou une chaleur plus élevée pour fondre et ainsi séparer leurs molécules ou ions.

Il convient également de mentionner que la glace est l'un des solides les plus glissants dans la nature.

Tension superficielle

Insecte marchant à la surface de l'eau. Source: Pixabay.

Enfin, bien que quelques anomalies aient à peine mentionné (sur environ 69 qui sont connues et bien d'autres à découvrir), l'eau a une tension de surface anormalement importante.

De nombreux insectes profitent de cette propriété pour marcher sur l'eau (image supérieure). En effet.

Les références

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