Su Donarken Hacmi Neden Artar?

Donan Suyun Hacmi Küçülür Mü?

Bütün varlık alemlerinin tek yaşam kaynağı olan su çok gizemli özelliklere sahiptir.Bütün hayatın kaynağı olması bir yana sudaki sırlar ve gizemler de teknolojinin insanlığın geldiği bu noktaya rağmen hala çözülmüş değil.

Eğer fizik kurallarına bakacak olursak bir madde ısıtıldığında genişler, genleşir. Soğutulduğunda da büzüşür, yani hacmi azalır. Ancak su bu kurala uymaz, aksine sıfır derecenin altına soğutulduğunda donar ve buz olarak hacmi azalacağına artar. Saf su buza dönüşürken, hacminin yüzde 9’u oranında genişler. Buzda su molekülleri olağanüstü gevşek bir oluşum içinde yer alırlar. Buz, arada deliklerin kaldığı bir yapıya sahiptir.

Suyun Yapısı

Kimyasal formülü ‘H2O’ olan su, iki hidrojen ve bir oksijen atomundan oluşmuştur. Bu iki hidrojen atomu, oksijen atomu ile birleştiklerinde, kendi aralarında 105 derecelik bir açı meydana getirirler. Yapı olarak iki hidrojen atomunu birleştiren başka elementler de vardır ve onlar fizik kurallarına uyarlar. Örneğin aynı yapıdaki ‘H2S’ eksi 83 derecede donar ve eksi 60 derecede gaz haline geçer. Ancak su hidrojen atomlarının dipol bağlantıları nedeni ile sıfır derecede donar, artı 100 derecede gaz haline geçer, donarken de hacmi küçüleceğine büyür.

Buz ve Su Arasındaki İlişki

İşte bu fizik yasalarına aykırı özellik dünyamızdaki yaşamı sağlar. Eğer buz sudan daha yoğun, yani daha ağır olsaydı, suyun içinde dibe batardı. Soğuk bölgelerde denizlerde, göllerde ve nehirlerdeki dibe batan buzlar, güneş ışığı alamayacaklarından eriyemeyeceklerdi. Böylece yıllar süren birikimlerle her tarafı buzlar kaplayacak ve buzullar devri başlayabilecekti. Ancak buz, yoğunluğunun azlığı nedeni ile suyun üzerinde kalır. Bu durumda buzlar altlarındaki suların donmalarına engel oldukları için dünyamızdaki ani ısı değişikliklerini de önlerler, gece ve gündüz arasındaki ısı farklarını azaltırlar ve yaz günlerindeki güneş ışığı ile kolayca erirler.

Eğer buz sudan daha ağır olmuş olsaydı, gezegenimizdeki tüm su rezervleri donmuş olurdu. Belki de başlangıçtaki buzul devrinde öyleydi de, tabiat ana kendi koyduğu kurallara aykırı olarak, hidrojen atomlarının arasındaki açıya biraz dokundu, buzun suyun üstünde kalmasını sağladı ve dünyamızı bizim için yaşanır hale getirdi.