Su Donduğunda Neden Hacmini Kaybeder?

Sizden gelen soru:

Su donduğunda neden hacmini kaybeder?

Cevap:

Su Donunca Hacmi Azalır Mı?

Sorduğunuz sorunun öncelikle yanlış olduğunu belirtmem gerekiyor.Su donduğunda neden hacmini kaybeder demişsiniz fakat su donunda hacmi azalmaz aksine hacmi artar.Yani su donduğu zaman hacmini kaybetmez aksine hacim kazanır.Şimdi size bunun nasıl gerçekleştiğini açıklayalım;

Suyun hacmi, bilinen tüm sıvıların aksine, belirli bir sıcaklığa (+4 °C’ye) düşene kadar azalır, daha sonra tekrar artmaya başlar. Donduğunda ise hacmi sıvı hale göre daha fazladır. Bu nedenle suyun katı hali, sıvı halinden daha hafiftir. Bu yüzden buz, suyun dibine batmayıp su üstünde yüzer. Suyun bu özelliği yaşamın kış aylarında ya da her zaman soğuk olan bölgelerde sudaki yaşamın devam etmesine olanak tanır. Deniz, nehir ve göllerin üst kısmı donar, buz üst kısımda kaldığı için su içindeki canlılar yaşamlarını sürdürmeye devam edebilirler.

Su Donunca Hacmi Neden Artar

Fizik kurallarına göre 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.

Bilindiği gibi, bilimsel 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.

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 eriyemiyeceklerdi. 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, yüce yaratıcı (Allah) kendi koyduğu kurallara aykırı olarak, hidrojen atomlarının arasındaki açıya biraz dokundu, buzun suyun üstünde kalmasını sağladı ve dünyamızı bizim için yaşanır hale getirdi.