Slovarček

Anomalija vode

Anomalija vode je pojav, da se gostota vode z višanjem temperature ne zmanjšuje v celotnem območju, kakor je to splošno pravilo. Voda je najgostejša pri 4oC, kjer je gostota 1kg/dm3. Pri segrevanju od 4oC do 100oC (vrelišče) se nato gostota vode zmanjšuje. Tudi pri ohlajevanju od 4oC do 0oC (zmrzišče oz. tališče), se gostota vode zmanjšuje. Do pojava anomalije prihaja pri vodi zaradi močnih orientacijskih in vodikovih vezi med molekulami vode. Pri 4oC se molekule vode začnejo organizirati v strukturo, ki se dokončno oblikuje pri 0oC, ko voda zmrzne in nastane led. V tej strukturi so med molekulami vode praznine, zato je gostota ledu manjša od gostote vode in led plava na vodi. Anomalija vode ima izredno velik pomen za življenje in je udeležena v veliko primerih v naravi in v življenju. Nekaj primerov: Primer 1: Anomalija omogoča življenje v vodi v zimskem času. Ko je pozimi vedno krajši dan in vedno manj energije prihaja na Zemljo na področja, kjer je zima, se ozračje ohlaja in z njim tudi voda. Ohlajevanje poteka počasi, saj ima voda veliko toplotno vsebnost (kapaciteto). Čimveč je vode in čim višjo temperaturo ima, tem počasneje poteka to ohlajanje. Ko se voda na površju ohladi na 4oC postane najgostejša in potuje na dno (morja, jezera, mlake), na površje pa pride toplejša voda, ki se ohlaja. Ko je vsa voda ohlajena na 4oC, se začne voda pri vrhu ohlajati in zmrzovati, saj se njena gostota manjša. In tako najprej na površini nastane led, ki pa je dober izolator in preprečuje prehitro ohlajevanje vode proti dnu. Voda nato počasi zmrzuje proti dnu in le v izjemnih primerih se zgodi, da pomrzne do dna, ali celo da zmrzne dno. Primer 2: Voda na površju pozimi zmrzuje in ker se ji pri tem veča prostornina povzroča razrivanje materiala, pokanje skal ipd. Ko se spomladi led raztali in ne drži materiala več skupaj, pride do erozije zemljišča, odkrušitev skal ipd. Primer 3: Led ima večjo prostornino kot enaka masa vode, zato plava na vodi in to tako, da iz vode gleda 9 % ledene gmote, večina ledu pa je pod vodo. Velik del površine Antarktike in Arktike je na ledenih skladih. Ledene gore se spomladi trgajo iz zaledenelih obal in potujejo s toplejšimi tokovi, pri čemer pomenijo stalno nevarnost za ladijski transport, a obenem tudi možnost za pridobivanje pitne vode, kar je ugodno. Manj ugodno pa je to, da se bo pri prekomernem taljenju polarnega ledu, zaradi onesnaženja ozračja in drugih vplivov, višina oceanov zvišala in da bo veliko zemeljske površine pod morsko vodo. Računajo, da kar 30 % svetovnega prebivalstva živi v predelih ob morju, ki jih bo ob taljenju ledu na zemeljskih polih zalila voda. Primer 4: Posledica zmrzovanja vode v steklenicah je tudi pokanje steklenic v zamrzovalnikih ali med prevozom v zimskem času na odprtih kamionih ali v neogrevanih vikend hišicah. Zaradi enakega razloga pokajo tudi vodovodne cevi v stenah, medtem ko so pod zemljo, na globini pod 80 cm razmeroma na varnem. Iz varnostnih razlogov je v veliko sistemih za centralno kurjavo ali napravah za ogrevanje s sončno energijo, namesto vode tekočina proti zmrzovanju. Enako velja tudi za avtomobile v zimskem času.