Πήξη του νερού

Στην καθημερινή μας ζωή, όταν αναφερόμαστε στο νερό εννούμε την υγρή του κατάσταση. Στην πραγματικότητα όμως η υγρή δεν είναι η μόνη κατάσταση στην οποία μπορεί να βρεθεί το νερό. Μπορεί να βρεθεί στη στερεή και στην αέρια κατάσταση. Η στερεή κατάσταση του νερού είναι ο παγός που συναντάμε σχετικά συχνά στην καθημερινή μας ζωή.

Η μετατροπή του νερού από την υγρή στη στερεή του κατάσταση ονομάζεται πήξη του νερού. H πήξη του καθαρού νερού γίνεται στους 0 oC. 

Με ποιον ακριβώς τρόπο γίνεται η πήξη του νερού;

Για να αντιληφθούμε τον τρόπο με τον οποίο γίνεται η μετατροπή του νερού από την υγρή στην στερεή του κατάσταση, πρέπει να σκεφτούμε ότι στο εσωτερικό του νερού υπάρχουν μόρια νερού.

Ένα μόριο νερού αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο  άτομα υδρογόνου. Πρέπει να γνωρίζουμε ότι κάθε ένα από τα άτομα υδρογόνου σχηματίζει  δεσμό, δηλαδή κολλάει με ένα άτομο οξυγόνου και έτσι σχηματίζεται το μόριο του νερού. Μεταξύ των μορίων του νερού σχηματίζονται επίσης δεσμοί, συγκεκριμένα μεταξύ του ατόμου του οξυγόνου ενός μορίου νερού και ενός ατόμου υδρογόνου ενός άλλου μορίου νερού. Εξαιτίας αυτών των δεσμών, το κάθε μόριο νερού δεν μπορεί να απομακρυνθεί πολύ από τα υπόλοιπα.

Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, αν μπορούσαμε να δούμε από κοντά τα μόρια του νερού, θα βλέπαμε ότι κινούνται συνέχεια τριγύρω.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να σπάνε συνέχεια και να ξανασχηματίζονται οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων του υδρογόνου και των ατόμων του οξυγόνου διαφορετικών μορίων. Εξαιτίας αυτών των δεσμών, τα υγρά διατηρούν σταθερό τον όγκο τους αφού τα μόρια τους δεν μπορούν να βρεθούν σε πολύ μεγάλη απόσταση μεταξύ τους.

Όταν η θερμοκρασία στην οποία βρίσκεται το νερό είναι υψηλή, τα μόρια του νερού κινούνται  πολύ γρήγορα. Όταν μειώνεται η θερμοκρασία του νερού, η ταχύτητα της κίνησης των μορίων του νερού μειώνεται και αυτό έχει ως αποτέλεσμα να σπάνε λιγότερο  συχνά οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων του υδρογόνου και του οξυγόνου διαφορετικών μορίων νερού. Έτσι, καθώς μειώνεται η θερμοκρασία, οι δεσμοί που υπάρχουν μεταξύ των μορίων του νερού γίνονται πιο σταθεροί και μειώνεται η απόσταση που υπάρχει μεταξύ τους.

Όταν θα γίνει αρκετά χαμηλή η θερμοκρασία, γύρω στους 0oC, τα μόρια του νερού αρχίζουν να σχηματίζουν κρυστάλλους πάγου.

Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται τα μόρια του νερού στην υγρή (αριστερά) και στη στερεή κατάσταση(δεξιά).

πήξη του νερού
Τα μόρια του νερού στην υγρή κατάσταση (αριστερά) και στην στερεή κατάσταση (δεξιά)

Για να γίνει η μετατροπή του νερού απο την υγρή στη στερεή κατάσταση, θα πρέπει να μειώθει με κάποιον τρόπο η θερμοκρασία του νερού. Αυτό μπορεί να γίνει εύκολα στην καθημερινή μας ζωή αν βάλουμε το νερό στο ψυγείο. 

Εκτός από την υγρή και την στερεή κατάσταση του νερού, υπάρχει και η αέρια κατάσταση του. Πληροφορίες για αυτήν και για την μετατροπή του νερού από την υγρή στην αέρια κατάσταση μπορείτε να βρείτε αν κάνετε κλικ στην παρακάτω εικόνα.

Παρακάτω σας δίνεται η δυνατότητα να δοκιμάσετε άμεσα μια προσομοίωση στην οποία μπορείτε να δείτε με ποιον τρόπο κινούνται τα μόρια του νερού στη στερεή, στην υγρή και στην αέρια κατάσταση του αν κάνετε κλικ στην επιλογή “States”.

Μπορείτε επίσης να δείτε την αλλαγή της ταχύτητας της κίνησης των μορίων του νερού αν το ψύξετε στην περίπτωση που κάνετε κλικ στην επιλογή “Phase Changes”

Περισσότερα για την πήξη του νερού και γενικότερα όλων των σωμάτων μπορείτε να μάθετε αν κάνετε κλικ στην παρακάτω εικόνα.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *