Paradokset af vand
En af de få undtagelser fra det direkte forhold mellem temperatur og volumen af vand. Når varmt vand afkøles, reduceres dets volumen som forventet. Dette fald fortsætter, indtil dets temperatur falder til ca. 39.2F (4C). Vandtemperaturen når sin maksimale densitet, og derfor er det et lille volumen. Når vandet fortsætter med at afkøle under 39.2 F (4C), begynder det at udvide sig. Denne ekspansion fortsætter, så længe temperaturen fortsætter med at falde i forhold til dens tredobbelt punkt (32F, 0C). Ved matricetemperaturen på tredobbelt punktet begynder flydende vand at ændre sig i fast fase og fortsætter med at ekspandere. Når hendes ændring i færdiggørelsesfasen 1.0 ft3 (0.0283 m3) fryser vand til 1.085 ft3 (0.0307 m3) is. Denne stigning i volumen udøver en masse kraft, der kan sprænge rør og andre containere og for at knuse kar, kajpladser og andre faciliteter, svømme i vandet.
Selvom udvidelsen af vand ser ud til at modsige forholdets temperatur og volumen, som beskrevet ovenfor, er dette ikke tilfældet. Den gennemsnitlige afstand mellem afkøling af molekyler falder fortsat, efterhånden som temperaturen falder på grund af deres kinetiske energi, som forventet.
Men den fysiske i stedet for termisk ekspansion og forfald af vandmolekyler er arrangeret i en krystalstruktur. Når hydrogen- og iltatomerne dannes af bindinger, kobles de sammen, så de forlader en vej vandmolekyler med en noget højere positiv ladning end den anden side. Denne handling får molekylerne til at fungere som tindemagneter, på den ene side de er elektrostatisk negative og de andre elektrostatisk positive. Når vand er i en flydende tilstand, tiltrækker disse elektrostatiske poler komplementære ladninger af nabomolekyler, hvilket forårsager væskekontraktering lidt. Når væsken begynder at skifte til fast tilstand, ændrer dens molekyler sig selv og danner lavere entropykrystallstruktur. Det er en stiv struktur overvælder den elektrostatiske tiltrækning mellem die-molekyler, når han låser dem på plads. Fordi den rumlige afstand mellem molekylerne i gitterstrukturen lidt mere end døende afstand mellem die-molekyler, når de elektrostatisk tiltrækkes af hinanden, stiger mængden af vand, når det ændrer dets status som et fast legeme. Hvis ikke dette strukturelle træk, er vandmængden større end den mængde, der svarer til ismassen, svarende til andre stoffer.
..
|
Industriel