물의 변칙성은 가장 중요하고 특별한 모든 액체 물질로 구별되고 위치하는 속성입니다. 물리적, 화학적으로 물은 다른 액체와 비교할 때 큰 차이를 보여 주며, 심지어 예상과 이론적 계산을 뛰어 넘습니다. 아마도 그것은 삶만큼이나 단순하면서도 동시에 복잡 할 것입니다.
탄소가 생명의 초석이라면 물은 그 유체에 해당합니다. 그것이 독특하고 비교할 수없는 것이 아니라면, 그 변칙성의 산물 인 생물학적 매트릭스를 구성하는 탄소 결합은 소용이 없을 것입니다. 생명체에 대한 인식이 무너지고 바다가 완전히 얼고 구름이 하늘에 매달려 있지 않습니다.
물 위에 떠있는 빙산과 얼음 몸체는 일반적으로 간과되는 물 이상 현상 중 하나입니다. 출처 : Pexels.
수증기는 다른 가스보다 훨씬 가볍고 대기와의 상호 작용으로 인해 구름이 형성됩니다. 액체는 기체에 비해 훨씬 더 밀도가 높으며 밀도의 차이는 다른 화합물에 비해 두드러집니다. 고체는 비정상적으로 액체보다 밀도가 훨씬 낮습니다.
후자의 예는 빙산과 얼음이 낮은 밀도의 산물 인 액체 물에 떠 다니는 사실에서 관찰됩니다.
비열
비정상적인 물의 비열이 거시적으로 관찰되는 또 다른 자연 사례 인 해변. 출처 : Pixabay.
물은 열원 이전에 온도를 높이는 데 심각한 반대를 나타냅니다. 따라서 원천은 물이 섭씨 1도까지 온도를 올리도록 충분한 열을 공급해야합니다. 즉, 비열이 높고 일반 화합물보다 높으며 값은 4.186 J / g · ºC입니다.
비정상적인 비열에 대한 가능한 설명은 물 분자가 무질서하게 다중 수소 결합을 형성하고 그러한 다리의 진동을 증가시키기 위해 열이 소산된다는 사실 때문입니다. 그렇지 않으면 물 분자가 더 높은 주파수에서 진동하지 않아 온도가 상승합니다.
반면에 분자가 열적으로 여기되면 수소 결합의 원래 상태를 다시 확립하는 데 시간이 걸립니다. 이것은 정상적인 조건에서 냉각하는 데 시간이 걸리며 열 저장소처럼 작동한다는 말과 동일합니다.
예를 들어 해변은 일년 중 다른 계절에 두 가지 행동을 모두 나타냅니다. 겨울에는 주변 공기보다 따뜻하고 여름에는 시원합니다. 그렇기 때문에 화창하지만 바다에서 수영하면 더 시원합니다.
기화 잠열
물은 매우 높은 엔탈피 또는 증발 잠열 (2257 kJ / kg)을 가지고 있습니다. 이 이상 현상은 비열과 시너지 효과를냅니다. 열 저장고 및 조절기 역할을합니다.
그것의 분자는 기체 상태로 통과하기에 충분한 열을 흡수해야하며, 열은 주변에서 얻어집니다. 특히 그들이 부착 된 표면에.
예를 들어이 표면은 우리의 피부 일 수 있습니다. 신체가 운동을 할 때 땀을 방출하는데, 그 성분은 본질적으로 물 (90 % 이상)입니다. 땀은 피부의 열을 흡수하여 기화 시켜서 시원한 느낌을줍니다. 수분을 증발시킨 후 온도를 낮추고 더 차갑게 느끼는 토양도 마찬가지입니다.
유전 상수
물 분자는 극도로 극성입니다. 이것은 다른 액체 물질보다 높은 유전 상수 (25ºC에서 78.4)에 반영됩니다. 높은 극성으로 인해 많은 수의 이온 및 극성 화합물을 용해시킬 수 있습니다. 이러한 이유로 범용 용매로 간주됩니다.
확산
파이프를 통한 물 확산. 출처 : Pxhere.
액체 물의 이상한 변칙 중 하나는 크기가 줄어든 구멍을 통해 예상보다 훨씬 빠르게 확산된다는 것입니다. 유체는 일반적으로 좁은 파이프 나 채널을 통해 흐를 때 속도를 증가시킵니다. 그러나 물은 더 강력하고 격렬하게 가속됩니다.
육안으로 이것은 물이 순환하는 파이프의 단면적을 변경하여 관찰 할 수 있습니다. 그리고 나노 미터 적으로도 똑같이 할 수 있지만, 컴퓨터 연구에 따르면 탄소 나노 튜브를 사용하여 분자 구조와 물의 역학 사이의 관계를 명확히하는 데 도움이됩니다.
밀도
얼음은 물보다 밀도가 낮다고 처음에 언급되었습니다. 또한 약 4ºC의 최대 값에 도달합니다. 물이이 온도 이하로 냉각되면 밀도가 감소하기 시작하고 더 차가운 물이 상승합니다. 마지막으로 0ºC에 가까워지면 밀도는 얼음의 최소값으로 떨어집니다.
이것의 주요 결과 중 하나는 빙산이 떠 다니는 것만이 아닙니다. 또한 삶에 유리합니다. 얼음이 더 빽빽 해지면 가라 앉고 깊이가 얼어 붙을 것입니다. 그런 다음 바다는 바닥에서 위로 식혀서 해양 동물 군에 사용할 수있는 물막 만 남았습니다.
또한 물이 암석의 움푹 들어간 곳으로 스며 들고 온도가 떨어지면 얼면 팽창하여 침식과 외부 및 내부 형태를 촉진합니다.
경수 및 중수
얼음이 뜨면 호수와 강의 표면이 얼고 물고기는 산소가 잘 용해되고 온도가 4ºC 이상 또는 이하인 심해에서 계속 살 수 있습니다.
반면에 액체 물은 실제로 이상적으로 균질 한 것으로 간주되지 않지만 밀도가 다른 구조적 응집체로 구성됩니다. 표면에는 가장 가벼운 물이 있고 바닥에는 가장 밀도가 높습니다.
그러나 이러한 액체-액체 "전이"는 과냉각 수와 고압 시뮬레이션에서만 눈에 띕니다.
얼음 확장
물의 또 다른 특징은 얼음이 압력이 증가함에 따라 녹는 온도를 감소 시킨다는 것입니다. 즉, 더 높은 압력에서 얼음은 더 낮은 온도 (0ºC 이하)에서 녹습니다. 얼음이 수축하는 대신 압력의 결과로 팽창하는 것과 같습니다.
이 거동은 다른 고체의 거동과 상반됩니다. 압력이 높을수록 수축이 일어나면 녹는 데 더 높은 온도 나 열이 필요하므로 분자 나 이온을 분리 할 수 있습니다.
얼음은 자연에서 가장 미끄러운 고체 중 하나라는 점도 언급 할 가치가 있습니다.
표면 장력
물 표면을 걷는 곤충. 출처 : Pixabay.
마지막으로, 몇 가지 이상 (알려진 약 69 개 및 발견 된 다른 많은 것)이 언급되었지만 물은 비정상적으로 높은 표면 장력을 가지고 있습니다.
많은 곤충들이이 속성을 이용하여 물 위를 걸을 수 있습니다 (상단 이미지). 이는 그 무게가 물의 표면 장력을 깨뜨리기에 충분한 힘을 발휘하지 못하기 때문입니다.
참고 문헌
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