Bedste svar
En væskes frysepunkt er den temperatur, hvor væsken omdannes til en fast form, og smeltepunktet er den temperatur, ved hvilken det faste stof vender tilbage til væske. Hvordan kunne de IKKE være de samme?
Ved den nøjagtige temperatur har du opnået ligevægt, hvor det samme antal molekyler omdannes til fast form som konverterer til flydende form. Hvad der forskyder den fysiske reaktion på den ene eller den anden måde er ændringen i entalpi. Hvis der fjernes mere varme fra systemet, vil der forekomme frysning, og hvis der tilføjes mere varme til systemet, vil der forekomme mere smeltning. Det er vigtigt, at du tager den latente fusionsvarme i betragtning, som den mængde energi (varme), der kræves for at skifte fra en fase til en anden.
Vand kan eksistere ved 0 grader C, ligesom is kan. Normalt tager det kun 1 kalorie energi at ændre temperaturen på 1 gram vand med en grad Celsius. Ikke så ved frysepunktet / smeltepunktet. Det tager hele 79,7 kalorier pr. Gram at skifte flydende vand til is eller omvendt.
Svar
Nå, du har ret i, at de fleste genstande krymper, når de fryser.
Årsagen til, at vand udvides, når det fryser, er på grund af et vandmolekyls meget ejendommelige form og også dets egenskaber.
Som du måske vidste, er vand H2O, og hvis du ikke gør det ikke ved, hvordan det ser ud, de ser sådan ud
Nu valgte jeg det billede af en meget ejendommelig grund. Som du kan se, er vand et polært molekyle, hvilket betyder, at dets elektriske ladning ikke fordeles ensartet over hele dets struktur. I dette tilfælde på grund af oxygenets højere elektronegativitet (grundlæggende har ilt tendens til at tiltrække elektroner til det, så det tiltrækker elektroner fra brint til det, og da formen på et vandmolekyle ikke er symmetrisk på tværs af alle tre akser vil den ene side være mere negativt ladet end den anden, og hydrogenerne vil være lidt positivt ladede)
Så hvordan relaterer dette sig til, hvorfor vand udvider sig, når det fryser?
Nå, som du ser, når de er i flydende form, kan vandmolekylerne glide rundt på hinanden på en kaotisk måde (prøv at skabe au form med din venstre og højre hånds pegefinger og tommelfinger, og få dem til at glide og rotere frit omkring hinanden, den slags forklarer dette del)
Når vand fryser, sker dette dog
Som du kan se, pga. ladningen af vandmolekylet, det arrangerer sig på en meget særlig måde, således at det mere negative ilt har tendens til at arrangere sig selv i retning af den nærmeste hydroge n-molekyle. Pludselig har du alle disse enorme huller mellem vandmolekylerne, der tilføjer betydeligt det samlede volumen af strukturen. Årsagen til, at denne form for tilpasning ikke sker i vandets flydende form, er, at disse intermolekylære bindinger er svage nok, så de kan overvindes ved vores normale temperaturer.
Så for at opsummere det hele, er årsagen hvorfor vand udvider sig, når det er frossent, skyldes dets molekylære geometri og ladningspolaritet.