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Dilatación y Comportamiento anómalo de agua

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by

Kathy José Benítez

on 2 October 2013

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Transcript of Dilatación y Comportamiento anómalo de agua

Dilatación y Comportamiento anómalo del agua
Dilatación
La dilatación es el cambio de dimensiones por la temperatura.
En el caso de los líquidos tiene más sentido hablar de la dilatación volumétrica. Suelen aumentar el volumen con la temperatura.

Dilatación anómala del agua
A temperatura ambiente, el agua se dilata cuando la temperatura sube y se contrae cuando baja. Pero próximo al punto de congelación, a los 0 ºC ocurre lo contrario, lo cual es muy importante para la preservación de la vida.
Comportamiento anómalo del agua
Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que las de lo sólidos.
Sin embargo el agua, el líquido más común, no se comporta como los otros líquidos. La densidad del agua tiene un máximo a 4ºC, donde su valor es de 1000 kg/m3. A cualquier otra temperatura su densidad es menor.
Importancia de la anomalía del agua en la vida subacuática
Al disminuir su temperatura desde cero grados el agua comienza a congelarse y la densidad comienza a disminuir esto hace que los hielos o iceberg floten.
Si se hundieran estos hielos el mar se congelaría y no seria posible la vida .
El agua de la superficie transformada en hielo mantiene constante su temperatura en 0°C y el agua del fondo queda protegida térmicamente del exterior , y puede alcanzar los 4 a 5 °C que son suficientes para la supervivencia de ciertas especies .
Dilatación en líquidos
En la fase líquida el agua cumple con ello, pero si se va enfriando se contrae sólo mientras es líquido teniendo un volumen mínimo (para igual cantidad de masa) en los 4ºC (aproximado).

Ese es el punto de mayor densidad y si es agua pura (considerando presión atmosférica normal sobre su superficie aunque las variaciones tendrán casi cero incidencia) ocupará 1 dm³ por cada kg de masa (a eso se llama volumen específico y es la inversa de la densidad). La densidad será 1 kg/dm³ o 1000kg/m³ en M.K.S.

Según esta curva, su densidad máxima es a 4°C, es decir al estado líquido, y a 0°C, al estado sólido, es menor.
Para comprender esta propiedad supóngase que por efecto del calor externo, la masa sólida comienza a fundirse. En esta transformación, un número relativamente pequeño de moléculas adquiere energía cinética suficiente como para que se rompan sus enlaces de hidrógeno. Estas moléculas se liberan de la red cristalina que comienza a desmoronarse y quedan ocupando los huecos hexagonales que forman canales, con lo cual comienza a aumentar la masa por unidad de volumen. A medida que crece la energía externa aumenta la densidad del agua líquida, porque se ocupan mas espacios vacíos hasta llegar al máximo de 4°C. Esta es la razón por la cual el hielo es menos denso que el agua y por lo tanto flota sobre ella.
Al mismo tiempo que el agua se calienta, se expande y por lo tanto disminuye su densidad. Estos dos procesos, ocupado de huecos hexagonales y expansión térmica actúan en sentidos contrarios. De 0°C a 4°C predomina el proceso de llenado de huecos y el agua se torna más densa. Sobre 4°C predomina la expansión térmica con la consiguiente disminución de densidad.
¿Porqué ocurre esto?
Cuando el agua cambia de estado líquido a estado sólido se comporta de forma inusual, anómala: en vez de contraerse o reducir su volumen, como el resto de los líquidos, se expande, es decir, las moléculas del agua se organizan en el espacio, conformando una estructura molecular abierta. Esto determina que el hielo sea menos denso que el agua líquida, y por lo tanto flote en el agua. En consecuencia, este comportamiento es la razón por la que en los lagos se congela primero la superficie, y es en definitiva lo que hace posible la vida subacuática. A temperatura ambiente, el agua se dilata cuando la temperatura sube y se contrae cuando baja. Pero próximo al punto de congelación, al 0 ºC, ocurre lo contrario, lo cual es muy importante para la preservación de la vida.

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