Najlepsza odpowiedź
Punkt zamarzania cieczy to temperatura, w której ciecz przekształca się w postać stałą i temperatura topnienia to temperatura, w której ciało stałe powraca do stanu ciekłego. Jak mogłyby NIE być takie same?
W tej dokładnej temperaturze osiągnąłeś równowagę, w której ta sama liczba cząsteczek przekształca się w postać stałą, co w postaci ciekłej. To, co zmienia fizyczną reakcję w jedną lub drugą stronę, to zmiana entalpii. Jeśli więcej ciepła zostanie usunięte z systemu, nastąpi zamarzanie, a jeśli do systemu zostanie dodane więcej ciepła, nastąpi większe stopienie. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę utajone ciepło topnienia, czyli ilość energii (ciepła) potrzebną do przejścia z jednej fazy do drugiej.
Woda może istnieć w temperaturze 0 stopni C, podobnie jak lód. Zwykle wystarczy 1 kaloria energii, aby zmienić temperaturę 1 grama wody o jeden stopień Celsjusza. Nie tak w punkcie zamarzania / topnienia. Potrzeba aż 79,7 kalorii na gram, aby zmienić wodę w stanie ciekłym w lód lub odwrotnie.
Odpowiedź
Cóż, masz rację co do tego, że większość obiektów kurczy się, gdy zamarzają.
Powodem, dla którego woda rozszerza się po zamarznięciu, jest bardzo osobliwy kształt cząsteczki wody, a także jej właściwości.
Jak pewnie wiesz, woda to H2O, a jeśli tego nie zrobisz nie wiem, jak to wygląda, wyglądają tak.
Teraz wybrałem ten obraz z bardzo dziwnego powodu. Jak widać, woda jest cząsteczką polarną, co oznacza, że jej ładunek elektryczny nie jest równomiernie rozłożony w całej jej strukturze. W tym przypadku, ze względu na wyższą elektroujemność tlenu (w zasadzie tlen ma tendencję do przyciągania do niego elektronów, więc przyciąga do niego elektrony z wodoru, a ponieważ kształt cząsteczki wody nie jest symetryczny we wszystkich trzech osiach) być bardziej ujemnie naładowane niż inne, a wodory będą nieco naładowane dodatnio)
Więc jak to się ma do tego, dlaczego woda rozszerza się, gdy zamarza?
Cóż, jak widzisz, gdy są w postaci płynnej, cząsteczki wody mogą ślizgać się wokół siebie w chaotyczny sposób (spróbuj nadać kształt au palcem wskazującym i kciukiem lewej i prawej ręki oraz spraw, by ślizgały się i obracały swobodnie wokół siebie, to wyjaśnia to) part)
Dzieje się tak, gdy woda zamarza
Jak widać, ze względu na ładunek cząsteczki wody układa się w bardzo szczególny sposób, tak że bardziej ujemny tlen ma tendencję do ustawiania się w kierunku najbliższego wodoru n cząsteczka. Nagle masz te wszystkie ogromne luki między cząsteczkami wody, które znacznie zwiększają ogólną objętość struktury. Powodem, dla którego tego rodzaju wyrównanie nie zachodzi w płynnej postaci wody, jest to, że te międzycząsteczkowe wiązania są wystarczająco słabe, aby można je było przezwyciężyć w naszych normalnych temperaturach.
Podsumowując, powód dlaczego woda rozszerza się, gdy jest zamarznięta, wynika z jej geometrii molekularnej i biegunowości ładunku.