O que é dilatação de água irregular?

A dilatação irregular da água é uma propriedade física que faz com que a água sofra um processo de expansão quando congela.

Considera-se uma propriedade irregular, porque a maioria dos elementos se expandem com o calor e se contraem com o frio. No entanto, na água, o processo de expansão ocorre em qualquer uma das duas mudanças de temperatura.

Normalmente, a água é considerada o líquido mais comum devido à sua abundância na Terra. Mas, na verdade, é exatamente o contrário: suas propriedades anômalas tornam o líquido mais atípico.

No entanto, são precisamente suas propriedades irregulares que permitiram o desenvolvimento da vida na Terra.

A expansão térmica e a densidade dos corpos

Dilatação ou expansão térmica é um fenômeno que ocorre quando o tamanho de um objeto aumenta devido a uma mudança em sua temperatura.

Quando a temperatura de um corpo aumenta, isso faz com que suas moléculas se movam com maior velocidade. Esse movimento causa um maior espaço entre essas moléculas e esse novo espaço faz com que o tamanho do objeto aumente.

É importante ter em mente que nem todos os corpos se expandem igualmente. Por exemplo, metais como o alumínio e o aço são elementos que alcançam maior expansão quando aquecidos.

Quando um corpo sofre expansão térmica, ele não muda apenas seu tamanho, mas também sua densidade.

A densidade é a quantidade de matéria contida em uma unidade de volume. Em outras palavras, esse é o número total de moléculas que um elemento possui em um determinado espaço.

Por exemplo, o aço tem uma densidade maior que as penas. É por isso que um quilo de aço ocupa menos espaço que um quilo de penas.

Quando um corpo se expande, retém a mesma massa, mas aumenta o espaço que ocupa. Portanto, quando a temperatura aumenta, o tamanho também aumenta, mas a densidade diminui.

Dilatação irregular da água

A expansão térmica na água apresenta características especiais que são fundamentais para a preservação da vida.

Por um lado, quando a água é aquecida, passa pelo mesmo processo de dilatação que a maioria dos corpos. Suas moléculas se separam e se expandem transformando em vapor de água.

No entanto, quando esfria, ocorre um processo único: à medida que sua temperatura cai, esse líquido começa a se comprimir.

Mas quando atinge 4 ° C, ele se expande. Finalmente, quando atinge 0 ° C, a temperatura necessária para o congelamento, seu volume aumenta até 9%.

Isso ocorre porque as moléculas de água congelada estão agrupadas em estruturas diferentes de outros materiais, que deixam grandes espaços entre elas. Portanto, ocupe um volume maior do que a água no estado líquido.

Um exemplo cotidiano em que esse fenômeno pode ser observado é a preparação de gelo em baldes de gelo. Quando os baldes estão cheios de água no estado líquido, é impossível enchê-los pela borda, porque obviamente vazaria.

No entanto, ao remover o gelo, é possível observar como ele se projeta dos baldes de gelo. Demonstrando que o volume deste aumentou durante o processo de congelamento.

Obviamente, quando as moléculas de água convertidas em gelo se expandem, sua densidade também diminui. Portanto, a água congelada é menos densa que a água líquida, o que dá ao gelo a propriedade de flutuar.

Isso pode ser visto em exemplos muito simples, como quando o gelo que foi colocado em uma bebida flutua no copo.

Mas também pode ser observado em grandes fenômenos naturais, como a camada de gelo que se forma sobre a água de inverno e até mesmo na existência de icebergs.

A importância da dilatação irregular da água

A dilatação irregular da água não é apenas uma curiosidade científica. É também um fenómeno que desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da vida na Terra, tanto dentro como fora da água.

Na vida aquática

Em corpos d'água como lagos, é possível observar que quando chega o inverno a camada superior de água congela. No entanto, a água abaixo é mantida em estado líquido.

Se o gelo fosse mais denso que a água, este manto de gelo afundaria. Isso faria com que uma nova camada de líquido fosse exposta ao frio da atmosfera e congelasse até desmoronar. Desta forma, toda a água nos lagos congelaria, pondo em perigo a vida subaquática.

No entanto, graças às propriedades irregulares da água, ocorre um fenômeno diferente. Quando a camada superficial congela, a água que está abaixo é mantida a uma temperatura de 4 ° C.

Isso acontece porque a água atinge sua maior densidade a 4 ° C, o que significa que a água do fundo sempre será máxima a esta temperatura.

Se eventualmente aumentasse, a densidade a empurraria para a superfície, onde a camada de gelo a congelaria novamente.

Graças a esse fenômeno, a temperatura dos corpos d'água permanece estável e protegida do frio da atmosfera. Isso garante a sobrevivência das espécies animais e vegetais que vivem na água.

Esses 4 graus são o que fazem a diferença para todas as criaturas que vivem nas águas dos pólos, como baleias assassinas e focas caranguejeiras.

Na vida fora da água

A vida humana e, em geral, todas as formas de vida que existem na Terra, também se beneficiam das qualidades anômalas da água.

Por um lado, é necessário considerar que a maior parte do oxigênio vem das diferentes espécies que compõem o fitoplâncton. Esse modo de vida não sobreviveria se os oceanos pudessem congelar e isso impediria o desenvolvimento da vida humana e animal.

Por outro lado, a dilatação irregular da água também afeta as correntes oceânicas. Portanto, também tem efeitos nas condições climáticas do planeta.