Concetti Chiave
- L'acqua presenta un comportamento anomalo tra 0°C e 4°C, riducendo il volume e aumentando la densità, a differenza di altre sostanze.
- A 4°C, l'acqua raggiunge la sua massima densità, comportandosi in modo contrario rispetto all'espansione tipica con l'aumento di temperatura.
- Questo fenomeno consente la vita nei mari nordici, dove l'acqua ghiaccia solo in superficie, favorendo la sopravvivenza della fauna marina.
- L'acqua a 4°C è più densa e tende a scendere, facendo risalire strati più freddi che, a contatto con l'aria a 0°C, si ghiacciano.
- Lo strato di ghiaccio in superficie funge da isolante termico, mantenendo l'acqua sottostante a una temperatura di 3-4°C.
Indice
Comportamento anomalo dell'acqua
L'acqua ha un comportamento anomalo nel tratto di temperatura che va da 0°C a 4°C, infatti, si comporta in maniera diversa dalle altre sostanze.
Mentre tutte le sostanza all'aumentare della temperatura aumentano il loro volume, si dilatano, il che vuol dire che la loro densità diminuisce, l'acqua invece ha un comportamento strano: infatti man mano che io aumento la temperatura dell'acqua da 0°C a 4°C, il volume dell'acqua diminuisce; infatti, a 4°C il volume dell'acqua è il minimo valore che esso può assumere. Ciò vuol dire che in questo intervallo diminuisce il volume quindi aumenta la densità dell'acqua. Dopo i 4°C l'acqua si comporta normalmente, cioè ad un aumento di temperatura corrisponde un aumento di volume.
Ciò avviene, perché le molecole dell'acqua nel momento in cui vanno da 0° a 4°C vanno a occupare gli spazi vuoti tra una molecola e l'altra e quindi aumenta la densità.
Effetti della densità dell'acqua
Grazie a questo comportamento anomalo dell'acqua è possibile la vita nei mari del Nord, dove l'acqua d'inverno si ghiaccia: si ghiaccia dell'acqua solo la sua superficie favorendo la sopravvivenza alla fauna ittica.
L'acqua passa allo stato solido a 0°C, quindi nei paesi nordici si ha una diminuzione della temperatura, nel momento in cui si arriva a 4°C l'acqua ha la sua massima densità. (1Kg corrisponde a 1 dm cubo di acqua distillata a 4°C)
Ghiaccio e isolamento termico
L'acqua in superficie alla temperatura di 4°C ha il suo punto di massima densità, quindi essendo più densa, è più pesante e dunque scende verso il basso, scendendo verso il basso fa risalire gli strati di acqua che stavano sotto e quindi se l'aria esterna si trova alla temperatura di 0°C questo nuovo strato di acqua si ghiaccia anch'esso quella che è rimasta sotto continua a mantenere la temperatura di 3-4°C poichè è più densa e la fa rimanere sotto. Lo strato di ghiaccio fa da isolante termico tra l'acqua sotto la superficie e l'ambiente esterno.
Questo fenomeno permette che l'acqua si ghiacci in superficie ma che sotto comunque rimanga una massa d'acqua intorno ai 3-4°C.
Domande da interrogazione
- Qual è il comportamento anomalo dell'acqua tra 0°C e 4°C?
- Perché l'acqua ha un comportamento anomalo in questo intervallo di temperatura?
- Come influisce questo comportamento anomalo sulla vita nei mari del Nord?
L'acqua, tra 0°C e 4°C, diminuisce di volume e aumenta di densità, contrariamente a quanto accade con altre sostanze che si dilatano con l'aumento della temperatura.
Le molecole d'acqua, tra 0°C e 4°C, occupano gli spazi vuoti tra di loro, aumentando la densità e riducendo il volume.
Questo comportamento permette che l'acqua si ghiacci solo in superficie, creando uno strato isolante che mantiene l'acqua sottostante a 3-4°C, favorendo la sopravvivenza della fauna ittica.
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