La densidad es máxima a los 4 grados centígrados
La mayoría de las sustancias se expanden con el calor y se contraen con el frío. Cuanto menor es la temperatura, menor es el volumen y mayor es la densidad. volumen más pequeño a 4 grados Celsius, con la densidad más alta de 1 kg·m?3 (es decir, 1 g·cm?3). Este fenómeno también puede explicarse por la asociación de agua cerca del punto de ebullición que existe principalmente en el estado. de moléculas simples Al enfriarse, por un lado A medida que disminuye la temperatura, disminuye el movimiento térmico de las moléculas, lo que reduce la distancia entre las moléculas de agua. Por otro lado, a medida que disminuye la temperatura, aumenta el grado de asociación del agua. El número de moléculas asociadas (H2O)2 aumenta y las moléculas se organizan más estrechamente. Todos los factores aumentan la densidad del agua. Cuando la temperatura desciende a 4,0 °C (estrictamente hablando, es 3,98 °C), el agua tiene la densidad máxima. Cuando la temperatura continúa disminuyendo, aparecen más (H2O)3 y hielo. Las moléculas asociadas más grandes tienen una estructura suelta, por lo que por debajo de 4°C, la densidad del agua disminuye a medida que disminuye la temperatura y el volumen aumenta cuando alcanza la temperatura. Desde el punto de congelación, todas las moléculas se asocian formando una estructura enorme y relativamente grande. Esta propiedad del agua es de gran importancia para la supervivencia de los animales y plantas acuáticos. En el invierno severo, cuando los ríos, lagos y ríos están congelados, el hielo es más liviano que el agua. (la densidad del hielo es 0,9168 a 0°C). g·cm?3 y la densidad del agua es 0,9999g·cm?3. Flota sobre la superficie del agua, lo que dificulta que la capa de agua que se encuentra debajo se enfríe. lo que favorece la supervivencia de los animales y plantas acuáticos.
Hace más de 300 años, los humanos ya se sabe que el agua tiene la mayor densidad a 4 grados centígrados. estructura molecular del agua, la gente todavía no puede dar una explicación científica para esta característica del agua.
Los investigadores Osamu Mishima y Yoshiharu Suzuki del Instituto de Investigación de Materiales del Instituto Japonés de Materiales y Materiales han confirmado experimentalmente que existe Es una transferencia de discontinuidad entre dos tipos de hielo amorfo a bajas temperaturas. La densidad del agua adquiere una forma completamente diferente. Este estudio no sólo explica por primera vez el fenómeno de que el agua tiene la mayor densidad a 4 grados centígrados, sino que también cuenta con una extensa investigación. y valor de aplicación en campos relacionados con el agua, como ecosistemas y sistemas de soluciones acuosas. Los resultados se publicaron en el último número de la revista Nature durante muchos años. a través de cálculos teóricos y experimentos, pero el agua generalmente se congela a cero grados Celsius. El agua también puede permanecer en estado líquido por debajo de cero grados Celsius, lo que se llama agua sobreenfriada. Cuando el agua sobreenfriada llega por debajo del punto crítico, se separa en dos estados. , correspondiente a esto, agua de baja densidad y agua de alta densidad. Hay dos tipos de hielo amorfo: de baja densidad y de alta densidad porque el agua es fácil de congelar a bajas temperaturas y porque no existe una teoría para ello. transferencia de hielo amorfo entre sí, existe mucha controversia sobre el estado amorfo del agua. Una es si habrá una transferencia continua de agua amorfa de dos densidades.
Este estudio realizado por científicos japoneses. Se descubrió que el proceso de cambio de hielo amorfo de alta densidad (HDA) a hielo amorfo de baja densidad (LDA) se expandió uniformemente en su conjunto por debajo de -158 grados Celsius y rápidamente cambió a L DA con. cambios de volumen desiguales a -158 grados Celsius. Durante el proceso de transferencia, existen dos componentes en un estado en el que HDA y LDA se separan gradualmente con el tiempo. El estudio confirmó que la transferencia entre ambas aguas a bajas temperaturas es discontinua.
Los científicos creen que el resultado de esta investigación es un gran avance en el descubrimiento de varios problemas en el campo del agua, tendrá un impacto importante en la investigación futura sobre el agua superenfriada y también impulsará la investigación sobre las nubes en la estratosfera y el Estudio del agua sobreenfriada existente en células animales y vegetales que se mueven en el punto de congelación. Si en el futuro se pueden controlar los puntos críticos de estos dos tipos de agua, la cristalización del agua se podrá controlar libremente, lo que será extremadamente valioso para que los humanos controlen el medio ambiente global y desarrollen tecnología de preservación y enfriamiento biológico.
Materiales de referencia: