Woda - substancja inna niż wszystkie

Woda - bezwonna, bezbarwna i pozbawiona smaku substancja, bez której ciężko wyobrazić

sobie jakąkolwiek formę życia na naszej planecie. Rumuński filozof i eseista

Emil Cioran

powiedział o niej:

"Na tym świecie nie znam nic bardziej tajemniczego od

wody".

I choć pan Emil nie rozważał co prawda fizycznych jej właściwości, to jego słowa wcale nie są

pozbawione fizycznego sensu. Woda rzeczywiście potrafi być bardzo tajemnicza, przekonasz

się o tym wykonując choćby poniższy eksperyment.

Do przeprowadzenia doświadczenia potrzebne będą:

- plastikowy kubek (np. jednorazowy),

- woda.

Do plastikowego kubka nalewamy do pełna wody. Kubek wystawiamy na kilka godzin na mróz

(możemy również posłużyć się kuchenną zamrażarką).

Woda w kubku najpewniej zamarznie, to zapewne nikogo nie zdziwi...

1 / 3

Woda - substancja inna niż wszystkie

Przyjrzyjmy się jednak bliżej i  zwróćmy uwagę na to, że woda przed zamarznięciem sięgała

góry kubka, a teraz, po zamarznięciu, lód wystaje ponad kubek... Czyżby ktoś dolał wody, kiedy

nie patrzyliśmy? A może do środka napadało śniegu?

Nie martw się! Eksperyment przebiegł tak, jak powinien, a jego wynik doprawdy świadczy o

tajemniczych właściwościach wody.

Dlaczego? Po kolei...

Ciała fizyczne (czyli rzeczy, które nas otaczają) posiadają tę właściwość, że ich wymiary

(długość, objętość) zależą od temperatury. Zjawisko to nosi nazwę rozszerzalności

temperaturowej ciał

.

Zjawisko to możesz zaobserwować nawet w pobliżu swojego domu. W zimę, kiedy na dworze

jest mroźno, przyjrzyj się liniom telefonicznym lub energetycznym zawieszonych na słupach.

Linie są mocno naciągnięte. Te same przewody latem natomiast zwisają między słupami, jakby

były za długie... Za to zjawisko zmiany długości przewodów zimą i latem odpowiada właśnie

rozszerzalność temperaturowa ciał; liny w zimą się kurczą, a w lato wydłużają pod wpływem

temperatury.

Jak widzisz, inżynierowie planując budowę sieci telefonicznych  czy energetycznych muszą

wziąć pod uwagę między innymi zjawisko rozszerzalności temperaturowej ciał, aby zimą

przewody nie  zerwały się, a w lato, kiedy się wydłużą, wisiały na bezpiecznej wysokości.

Rozszerzalność cieplna ciał musi być również wzięta pod uwagę między innymi przy budowie

torów dla pojazdów szynowych (pociągów, tramwajów, itp.). Następnym razem, kiedy będziesz

jechał pociągiem lub tramwajem zwróć uwagę na miarowy stukot kół. Stukot ten bierze się stąd,

ponieważ w szynach znajdują się przerwy. Latem, szyny pod wpływem wysokiej temperatury

wydłużają się i gdyby nie odstępy między nimi mogłyby się powyginać. Przerwy takie nazywa

się przerwami dylatacyjnymi.

Przerwy dylatacyjne znajdziesz również na moście. Z jakiego powodu tam są? Już doskonale

wiesz.

2 / 3

Woda - substancja inna niż wszystkie

Ale zaraz, zaraz... Z tego o czym mowa wyżej wynika, że im wyższa temperatura tym ciało ma

większą objętość, a im temperatura niższa tym objętość ciała mniejsza... To przecież nie

zgadza się z otrzymanymi przez nas wynikami doświadczenia! Woda w kubku z naszego

eksperymentu obniżyła temperaturę, ale jednocześnie zwiększyła swoją objętość. Przecież jest

jej więcej niż przed zamarznięciem. O co chodzi?!

Spokojnie. To jest właśnie ta właściwość, która czyni wodą substancją inną niż wszystkie.

Zdecydowana większość substancji i ciał w otaczającym nas świecie ma tę właściwość, że

kiedy ich temperatura rośnie, to rosną również ich wymiary (długość lub objętość). I na odwrót -

kiedy temperatura maleje, maleją ich wymiary.

Z wodą jest jednak inaczej. Woda, jako jedna z niewielu substancji podczas krzepnięcia (tak

prawidłowo nazywa się zamarzanie) zwiększa swoją bojętość, czego dowodem jest

przeprowadzone przez nas doświadczenie.

Zjawisko powiększania objętości wody podczas krzepnięcia znalazło zastosowanie przy

kruszeniu skał.

Negatywnym skutkiem opisywanego zjawiska jest niszczenie nawierzchni dróg, które

rozsadzane są przez krzepnącą w szczelinach jezdni wodę.

3 / 3