Qu'est-ce que la dilatation d'eau irrégulière?
La dilatation irrégulière de l'eau est une propriété physique qui provoque le processus d'expansion de l'eau lorsqu'elle gèle.
Il est considéré comme une propriété irrégulière, car la plupart des éléments se dilatent avec la chaleur et se contractent avec le froid. Cependant, dans l'eau, le processus d'expansion se produit dans l'un ou l'autre des deux changements de température.
L'eau est généralement considérée comme le liquide le plus répandu en raison de son abondance sur Terre. Mais en fait, c'est tout le contraire: ses propriétés anormales en font le liquide le plus atypique.
Cependant, ce sont précisément leurs propriétés irrégulières qui ont permis le développement de la vie sur Terre.
La dilatation thermique et la densité des corps
La dilatation ou dilatation thermique est un phénomène qui se produit lorsque la taille d’un objet augmente en raison d’un changement de température.
Lorsque la température d'un corps augmente, ses molécules se déplacent plus rapidement. Ce mouvement provoque un plus grand espace entre ces molécules et ce nouvel espace entraîne une augmentation de la taille de l'objet.
Il est important de garder à l'esprit que tous les corps ne se développent pas de manière égale. Par exemple, les métaux tels que l'aluminium et l'acier sont des éléments qui atteignent une plus grande expansion lorsqu'ils sont chauffés.
Lorsqu'un corps subit une dilatation thermique, il modifie non seulement sa taille mais également sa densité.
La densité est la quantité de matière contenue dans une unité de volume. En d'autres termes, il s'agit du nombre total de molécules qu'un élément a dans un espace donné.
Par exemple, l'acier a une densité plus élevée que les plumes. C'est pourquoi un kilo d'acier occupe moins d'espace qu'un kilo de plumes.
Lorsqu'un corps se dilate, il conserve la même masse mais augmente la place qu'il occupe. Par conséquent, lorsque la température augmente, la taille augmente également, mais la densité diminue.
Dilatation irrégulière de l'eau
La dilatation thermique dans l'eau présente des caractéristiques spéciales qui sont fondamentales pour la préservation de la vie.
D'une part, lorsque l'eau est chauffée, elle subit le même processus de dilatation que la plupart des corps. Ses molécules se séparent et se dilatent en se transformant en vapeur d'eau.
Cependant, lorsqu'il refroidit, un processus unique se produit: lorsque sa température baisse, ce liquide commence à se comprimer.
Mais quand il atteint 4 ° C, il se dilate. Enfin, lorsqu'il atteint 0 ° C, température nécessaire à la congélation, son volume augmente jusqu'à 9%.
En effet, les molécules d'eau gelée sont regroupées dans des structures différentes de celles des autres matériaux, ce qui laisse de grands espaces entre elles. Par conséquent occuper un plus grand volume que l'eau à l'état liquide.
Un exemple quotidien dans lequel ce phénomène peut être observé est la préparation de glace dans des seaux à glace. Lorsque les seaux sont remplis d’eau à l’état liquide, il est impossible de les remplir par-dessus bord car cela se renverserait évidemment.
Toutefois, lors du retrait de la glace, il est possible d’observer comment elle dépasse des seaux à glace. Démontrer que le volume de ceci a augmenté pendant le processus de congélation.
Évidemment, lorsque les molécules d’eau converties en glace s’agrandissent, leur densité diminue également. Par conséquent, l'eau gelée est moins dense que l'eau liquide, ce qui confère à la glace la propriété de flotter.
Cela se voit dans des exemples très simples, comme lorsque la glace qui a été placée dans une boisson flotte dans le verre.
Mais on peut également l'observer lors de phénomènes naturels importants tels que la couche de glace qui se forme au-dessus des eaux d'hiver et même dans l'existence d'icebergs.
L'importance de la dilatation irrégulière de l'eau
La dilatation irrégulière de l'eau n'est pas seulement une curiosité scientifique. C'est également un phénomène qui a joué un rôle fondamental dans le développement de la vie sur Terre, à la fois dans et hors de l'eau.
Dans la vie aquatique
Dans les étendues d'eau telles que les lacs, il est possible d'observer que, lorsque l'hiver arrive, la couche supérieure d'eau gèle. Cependant, l'eau ci-dessous est maintenue à l'état liquide.
Si la glace était plus dense que l'eau, cette couche de glace coulerait. Cela provoquerait l'exposition d'une nouvelle couche de liquide au froid de l'atmosphère et le gelait jusqu'à son effondrement. De cette façon, toute l'eau des lacs gèlerait, mettant en danger la vie sous-marine.
Cependant, grâce aux propriétés irrégulières de l'eau, un phénomène différent se produit. Lorsque la couche superficielle gèle, l’eau qui la recouvre est maintenue à une température de 4 ° C.
Cela se produit parce que l'eau atteint sa plus haute densité à 4 ° C, ce qui signifie que l'eau de fond sera toujours maximum à cette température.
En cas d'augmentation éventuelle, la densité le repousserait à la surface, là où la banquise le congelerait à nouveau.
Grâce à ce phénomène, la température des masses d’eau reste stable et protégée du froid de l’atmosphère. Cela garantit la survie des espèces animales et végétales qui vivent dans l'eau.
Ces 4 degrés font la différence pour toutes les créatures qui vivent dans les eaux des pôles, comme les épaulards et les phoques de crabe.
Dans la vie en dehors de l'eau
La vie humaine et en général toutes les formes de vie existant sur Terre bénéficient également des qualités anormales de l'eau.
D'une part, il est nécessaire de considérer que la majeure partie de l'oxygène provient des différentes espèces composant le phytoplancton. Ce mode de vie ne survivrait pas si les océans pouvaient geler, ce qui entraverait le développement de la vie humaine et animale.
D'autre part, une dilatation irrégulière de l'eau affecte également les courants océaniques. Par conséquent, cela a également des effets sur les conditions climatiques de la planète.
