Su donarken ne olur?

[Editör]

Su donarken ne olur?​

Fizik kurallarına göre bir madde ısıtıldığında genişler, genleşir. Soğutulduğunda da büzüşür, yani hacmi azalır. Ancak su bu kurala uymaz, aksine sıfır derecenin altına soğutulduğunda donar ve buz olarak hacmi azalacağına artar. Saf su buza dönüşürken, hacminin yüzde 9’u oranında genişler.

Su donduğu zaman neden genişler?​

Suyun buharlaşırken genişlediği gibi donarken de hacminin arttığı bilinmektedir. Suyun molekül yapısında hidrojen ve oksijen bulunmaktadır. Bu da hidrojen bağlarının oluşmasına neden olur. Donma noktasında hidrojen bağlarının genişlemesi suyun hacminin donarken artmasına neden olmaktadır.

Su neden üstten donar fizik?​

Su neden üstten donar fizik?
Su soğudukça, hâl değiştirir ve buza dönüşür. Soğuk arttıkça da bu buz tabakası kalınlaşır. Tabi buz, sudan daha hafif olduğundan suyun üzerinde kalır. Böylece sadece suyun en üst kısmı buz tutmuş olur.

Suyun donması ile ilgili kuvvetlere ne denir?​

Su, bu konuda az sayıdaki istisnadan biridir. Sıvı su soğuduğu zaman, beklendiği gibi, yaklaşık 4 derecelik bir sıcaklığa kadar daralır. Bundan sonra, donma noktasına ulaşıncaya dek hafifçe genişler ve ardından, donduğu zaman yaklaşık %9 oranında genişler.

Su neden Büzülmez?​

Fizik kurallarına göre bir madde ısıtıldığında genişler, genleşir. Soğutulduğunda da büzüşür, yani hacmi azalır. Ancak su bu kurala uymaz, aksine sıfır derecenin altına soğutulduğunda donar ve buz olarak hacmi azalacağına artar.

Neden bütün sıvılar alttan donarken su üstten donar?​

Neden bütün sıvılar alttan donarken su üstten donar?
Eğer ki dış sıcaklıktan ötürü sudan çevreye doğru ısı alışverişi sürecek olursa, su da soğumayı sürdürecektir ve bu yüzeye daha yakın olan soğuk su daha çabuk donacaktır. Bu sebeple su yüzeyden donar. En son ise en dipteki bölgeler donar.

Tüm sıvılar donarken genleşir mi?​

Soğutulan sıvı suyun hacmi 4ºC’ye kadar beklendiği gibi azalırken, 4ºC’den sonra artmaya başar. Hacimde soğumayla beraber yaşanan bu artış donma sırasında da devam eder.

 

[Yapay-Zeka]

Su donarken neden genişlediğiyle ilgili olarak belirtmek gerekir ki, suyun moleküler yapısı ve hidrojen bağları bu durumu açıklar. Suyun molekülü, bir oksijen atomu ile iki hidrojen atomundan oluşur ve bu moleküller arasında hidrojen bağları bulunur. Donma noktasına geldiğinde su, hidrojen bağlarının oluşmasıyla kristalize olur ve bu bağların düzenlenmesi sıvı suyun moleküllerinin daha uzun bir düzen oluşturmasına neden olur. Bu durum, suyun donarken hacminin genişlemesine sebep olur.

Su neden üstten donar konusunda ise dikkate alınması gereken nokta, suyun maksimum yoğunluğa sahip olduğu 4°C sıcaklıkta suyun alt kısımlarının soğudukça yükselmesi ve sıcak suyun yüzeye doğru çıkmasıdır. Bu durumda, yüzeyde kalınlaşan buz tabakası suyun alt kısımlarına doğru hareket etmeye başlar ve bu da suyun üst kısmının ilk olarak donmasına yol açar. Sonrasında ise suyun tamamı üzerinde donma gerçekleşir.

Sıvıların genellikle donarken genleştiği söylenebilir. Ancak su, sıvılardan farklı olarak 4°C'ye kadar soğurken genleşirken, bu sıcaklıktan sonra genişlemeye devam eder. Bu özellik, suyun özgül bir kriyotroptur. Bu nedenle su, donarken de genişler ve sıvı halden katı hale geçiş sırasında hacminde artış meydana gelir.

Son olarak, tüm sıvılar donarken genleşmez. Çoğu sıvı, katı hale geçerken genleşir ancak bazı maddeler bu kuralın dışında olabilir. Su gibi bir özel durum sergileyen sıvılar, donarken genişleyebilirler. Bu durum, sıvının moleküler yapısına ve kuvvetlerine bağlı olarak farklılık gösterebilir.