SU DONARKEN NEDEN GENLEŞİR?

           

   Genel olarak var olan maddelerin neredeyse tamamı sıcaklıkları ile ilgili olarak değişime uğrayabiliyor. Bu aşamada sıcaklıkları arttığı zaman cisimlerde bir genleşme söz konusu oluyor. Bu genleşme durumu aynı zamanda enerjilerinin de artmasına neden oluyor. Öncelikle insanlar su donarken neden genleşir sorusuna bir yanıt bulmak istiyor. Bir kere taneciklerin bir arada hareket edebilmesine yardımcı olan kuvvet elektromanyetik kuvvettir. Maddelerin yoğunlukları ile birlikte bu taneciklerin arasındaki kuvvet azalır ya da artar. Görüldüğü üzere katı maddelerde tanecikler birbirlerine çok daha yakındır ve burada kuvvet çok daha güçlüdür. Sıvılarda ise bu kuvvet azalır. Isınma söz konusu olduğunda bu taneciklerin arasındaki kuvvet azalır ve dolayısıyla da tanecikler birbirinden uzaklaşır.

          Suyun Donması Durumu

    Tabi ki de katıdan sıvıya dönüşümde ısı etkisi çok fazladır ve elektromanyetik kuvvet de bu aşamada azalacaktır. Ama burada su istisna olan durumlardan biridir. Suyun hacmi 4 dereceye kadar azalır. Fakat 4 dereceden sonra bu hacim artışta bulunuyor. Özellikle de donma aşamasında da bu hacim artışı söz konusu oluyor. Dolayısıyla da bu durumu araştıran bilimciler suyun tanecikli yapısını incelemiş ve kristallerden yola çıkarak yorumlarda bulunmuştur. Su içerisinde hem hidrojen hem de oksijen atomları bulunuyor ve bunların arasında da hidrojen bağı bulunuyor. Bu bağ hidrojenler arasında atomları birleştiren bir çizgi etrafında oluşuyor. Bu hidrojen bağları ise oluşumundan ötürü yüksek oranda birbirilerinden uzak tanecikleri birbirine bağlar. Bu da demek oluyor ki katı halde yüksek boşluklu tanecikler karşınıza çıkıyor. Isı alındığı zaman ise bu boşluklar azalıyor ve hacim de buna bağlı olarak azalmaya gidiyor.