124 подписчика
Есть такое явление - температурная аномалия плотности
Это про то, почему вода при замерзании расширяется и разрывает банки
Разобраться с явлением проще всего на примере воды
Сначала вода действительно становится всё плотнее при охлаждении и достигает максимальной плотности при температуре +4 градуса по шкале Цельсия
Всё это время объем охлаждаемой воды действительно уменьшается, как мы и справедливо ожидаем
Потом объем охлаждаемой воды начинает увеличиваться даже несмотря на охлаждение
Она кристаллизуется и лёд тоже увеличивается в объеме, который превышает объем исходной жидкости
Давайте вспомним, как выглядит молекула воды
Один большой шар, обозначающий атом кислорода и два шара поменьше, обозначающие атомы водорода
Для того, чтобы объединиться в группу молекул, частицам нужно вступить в химическую связь
Попытки установить эти связи ориентируют странную форму молекулы воды в пространстве и заставляют магнититься к соседям.
Пока молекулы подвижны и кристаллизация не началась, они просто удерживают друг друга рядом
Вода при этом жидкая
Когда же подвижность молекулы воды уменьшается из-за охлаждения, то молекулы начинают двигаться значительно меньше и, в следствие своего несимметричного строения, выстраиваются в сложные конструкции
Эти конструкции напоминают ромбы, в вершинах которых расположены молекулы HOH
Такая конструкция неминуемо займёт больший объем, чем простая вода
Получается, что объем кристаллизованной воды увеличивается из-за выстраивания кристаллической структуры, в которой расстояние между молекулами большее, чем у жидкой воды
Подобная картина при охлаждении характерна не только для воды, но и для некоторых других веществ, таких как германий, кремний, галлий, сурьма, висмут, церий
1 минута
3 ноября 2023