შეკითხვა:

ძალიან გთხოვთ სხეულების სითბურ გაფართოებაზე და წყლის მოცულობის ანომალიაზე  რაც იცით მითხარით :))) წინასწარ გმადლობთ <3

პასუხი:

გათბობისას ნივთიერებათა დიდი უმეტესობა ფარდოვდება. ეს სითბოს მექანიკური თეორიით ადვილად აიხსნება. მყარ სხეულებში ატომები იწყებენ დიდი ამპლიტუდით რხევას კრისტალურ მესერში წონასწორული მდებარეობის მიდამოში და მათ სჭირდებათ მეტი თავისუფალი სივრცე. შედეგად სხეული ფართოვდება. ასევეა უმეტეს სითხეებში და გაზებში ტემპერატურის ზრდით თავისუფალი მოლეკულების სითბური მოძრაობის სიჩქარის ზრდის გამო იზრდება მათი მოცულობა. სითბური გაფართოების ძირითადი კანონი გვეუბნება, რომ თუ გვაქვს სხეული ხაზოვანი ზომით \(L\), მისი ტემპერატურის \(\Delta T\) სიდიდით გაზრდით, სხეული ფარდოვდება სიდიდით  \(\Delta L\) , რომელიც ტოლია  \(\Delta L=\alpha L\Delta T\), სადაც \(\alpha\) არის გაფართოების კოეფიციენტი. ანალოგიურია ფორმულები არის ფართისა და მოცულობის გაფართოებისთვის.

თუმცა არა ყველა ნივთიერება ფართოვდება თანაბრად ყველა მიმართულებით (კრისტალური მყარი სხეულები) და არა ყველა ნივთიერება ფართოვდება ერთნაირად სხვადასხვა ტემპერატურაზე. ველაზე ნათელი მაგალითი ამ უკანასკნელისა არის წყალი.

წყალს თავისი ქიმიური აღნაგობის გამო ახასიათებს მრავალი განსაკუთრებული თვისება (მათი კვლევა კვლავ აქტუალურია და გადაუჭრელი მეცნიერების მიერ). მათგან შეიძლება გამოიყოს:

1. სიმკვრივის ანომალია.  წყლის სიმკვრივე მისი 100-დან 40С-მდე გაციებისას იზრდება, მაგრამ, აღწევს რა მაქსიმალურ მნიშვნელობას 40С ტემპერატურაზე, სიმკვრივე შემდეგი გაციებისას იწყებს კლებას. მაქსიმალური სიმკვრივე (1.00 გ·სმ -3) წყლისთვის დაიმზირება როცა მისი ტემპერატურა არის 40С, და არა  გაყინვის ტემპერატურაზე 00С..

2. გაყინვისას წყლის მოცულობის ზრდის ანომალია.  წყლის გაყინვას თან ახლავს მისი სიმკვრივის 10%-ით ნახტომისებური ზრდა ანუ მისი მოცულობა იზრდება 10%-ით. ნაკლები სიმკვრივის გამო ყინული ექცევა წყალს ზევიდან. ეს თვისება განაპირობებს დედამიწაზე სიცოცხლის იმ სახით არსებობას თუ საერთოდ არსებობას არა, რა სახითაც დღეს არის. დიდ წყალსაცავებში ზედაპირზე მოქცეული ყინული თავისი ცუდი თბოგამტარობის გამო იცავს მის ქვემოთ მოქცეულ წყალს გაყინვისგან.