Det vandafvigelser er de egenskaber, der skelner og placerer det som det vigtigste og specielle flydende stof af alle. Fysisk og kemisk viser vand en enorm forskel i forhold til andre væsker, endda overstiger forventningerne og teoretiske beregninger. Måske er det så simpelt og samtidig så komplekst som selve livet.
Hvis kulstof er hjørnestenen i livet, svarer vand til dets væske. Hvis det ikke var unikt og uforligneligt, ville produktet af dets anomalier, de kulstofbindinger, der udgør de biologiske matricer, ikke være til nogen nytte; opfattelsen af livet ville smuldre ned, havene ville fryse helt og skyerne ville ikke blive hængende på himlen.
Vanddamp er meget lettere end andre gasser, og dets interaktion med atmosfæren resulterer i dannelse af skyer; væsken er væsentligt mere tæt i forhold til gassen, og denne forskel i dens densitet ser accentueret ud i forhold til andre forbindelser; og det faste stof har anomalt en meget lavere densitet end væsken.
Et eksempel på sidstnævnte observeres i det faktum, at isbjerge og is flyder i flydende vand, et produkt med dens lavere tæthed..
Artikelindeks
Vand viser alvorlig modstand mod at øge temperaturen fra en varmekilde. Derfor skal kilden levere tilstrækkelig varme til at tvinge vandet til at hæve temperaturen en grad celsius; det vil sige, at dens specifikke varme er høj, mere end for enhver almindelig forbindelse og har en værdi på 4,166 J / g · ºC.
Mulige forklaringer på dens anomale specifikke varme skyldes det faktum, at vandmolekylerne danner flere hydrogenbindinger på en uordnet måde, og varmen spredes for at øge vibrationerne af sådanne broer; Ellers ville vandmolekylerne ikke vibrere ved en højere frekvens, hvilket betyder en stigning i temperaturen..
På den anden side, når molekylerne er blevet termisk ophidsede, tager de tid til at genoprette den oprindelige tilstand af deres hydrogenbindinger; dette er det samme som at sige, at det tager tid at køle ned under normale forhold og opføre sig som et varmebeholder.
Strande viser for eksempel begge adfærd i forskellige årstider. Om vinteren forbliver de varmere end den omgivende luft og om sommeren køligere. Af den grund vil det være solrigt, men når du bader i havet, føles det køligere..
Vand har en meget høj entalpi eller latent fordampningsvarme (2257 kJ / kg). Denne anomali synergiserer med sin specifikke varme: den opfører sig som et reservoir og regulator af varme..
Dens molekyler skal absorbere nok varme til at passere ind i den gasformige fase, og varmen opnås fra deres omgivelser; især på overfladen, som de er klæbet til.
Denne overflade kan for eksempel være vores hud. Når kroppen træner frigiver den sved, hvis sammensætning i det væsentlige er vand (større end 90%). Sved absorberer varme fra huden for at fordampe og giver følelsen af køling. Det samme sker med jorden, som efter fordampning af dens fugt, sænker temperaturen og føles koldere.
Vandmolekylet er ekstremt polært. Dette afspejles i dets dielektriske konstant (78,4 ved 25 ° C), som er højere end for andre flydende stoffer. På grund af sin høje polaritet er den i stand til at opløse et stort antal ioniske og polære forbindelser. Det er af denne grund, at det betragtes som det universelle opløsningsmiddel.
En af de mærkelige uregelmæssigheder i flydende vand er, at det diffunderer meget hurtigere end estimeret gennem et hul, der er reduceret i størrelse. Væsker øger generelt deres hastighed, når de løber gennem smallere rør eller kanaler; men vandet accelererer mere drastisk og voldsomt.
Makroskopisk kan dette observeres ved at variere rørets tværsnitsareal, gennem hvilket vandet cirkulerer. Og nanometrisk kan det samme gøres, men ved hjælp af kulstofnanorør ifølge beregningsundersøgelser, der hjælper med at tydeliggøre forholdet mellem molekylær struktur og vanddynamik..
Det blev nævnt i starten, at is har en lavere tæthed end vand. Derudover når den en maksimal værdi omkring 4 ºC. Når vandet afkøles under denne temperatur, begynder densiteten at falde, og det koldere vand stiger; og til sidst tæt på 0 ° C falder densiteten til en minimumsværdi, isens.
En af de største konsekvenser af dette er ikke kun, at isbjerge kan flyde; men også favoriserer det liv. Hvis isen var tykkere, ville den synke og afkøle dybden til frysning. Derefter ville havene køle ned fra bunden og kun efterlade en film af vand til havfaunaen..
Derudover, når vandet siver gennem udsparingen af klipperne, og temperaturen falder, udvides det, når det fryser, hvilket fremmer dets erosion og den ydre og indre morfologi..
Når isen flyder, fryser overfladerne på søer og floder, mens fisk kan fortsætte med at leve i dybet, hvor ilt opløses godt, og temperaturen er over eller under 4 ° C..
På den anden side betragtes flydende vand faktisk ikke som ideelt homogent, men består af strukturelle aggregater med forskellige densiteter. På overfladen er det letteste vand placeret, mens det nederst er det tætteste.
Sådanne væske-væske “overgange” er dog kun synlige i superkølet vand og under simuleringer med høje tryk..
En anden karakteristisk anomali af vand er, at is nedsætter sin smeltetemperatur, når trykket stiger; dvs. ved højere tryk smelter isen ved lavere temperaturer (under 0 ° C). Det er som om isen i stedet for at trække sig sammen ekspanderer som et resultat af trykket.
Denne opførsel er i modsætning til andre faste stoffer: jo større tryk på dem og derfor deres sammentrækning, vil de kræve en højere temperatur eller varme for at smelte og således være i stand til at adskille deres molekyler eller ioner..
Det er også værd at nævne, at is er en af de mest glatte faste stoffer i naturen..
Endelig, selvom der kun er nævnt et par uregelmæssigheder (af de ca. 69, der er kendt, og mange andre, der skal opdages), har vand en unormalt høj overfladespænding..
Mange insekter drager fordel af denne ejendom for at kunne gå på vandet (øverste billede). Dette skyldes, at dens vægt ikke udøver tilstrækkelig kraft til at bryde vandets overfladespænding, hvis molekyler i stedet for at ekspandere trækker sig sammen og forhindrer området eller overfladen i at stige..
Endnu ingen kommentarer