Apa itu Pelebaran Air Tidak Teratur?

Pelebaran air yang tidak teratur adalah sifat fisik yang menyebabkan air mengalami proses ekspansi ketika membeku.

Ini dianggap sebagai properti tidak teratur, karena sebagian besar elemen mengembang dengan panas dan berkontraksi dengan dingin. Namun, di dalam air proses ekspansi terjadi di salah satu dari dua perubahan suhu.

Biasanya, air dianggap sebagai cairan yang paling umum karena kelimpahannya di Bumi. Tetapi kenyataannya justru sebaliknya: sifatnya yang anomali menjadikannya cairan paling atipikal.

Namun, justru sifat tidak teratur mereka yang memungkinkan pengembangan kehidupan di Bumi.

Ekspansi termal dan kepadatan benda

Pelebaran atau ekspansi termal adalah fenomena yang terjadi ketika ukuran suatu benda meningkat karena perubahan suhunya.

Ketika suhu tubuh meningkat, ini menyebabkan molekulnya bergerak dengan kecepatan yang lebih besar. Gerakan ini menyebabkan ruang yang lebih besar antara molekul-molekul ini dan ruang baru ini menyebabkan ukuran objek meningkat.

Penting untuk diingat bahwa tidak semua tubuh berkembang secara merata. Misalnya, logam seperti aluminium dan baja adalah elemen yang mencapai ekspansi yang lebih besar ketika dipanaskan.

Ketika suatu benda mengalami ekspansi termal, benda itu tidak hanya mengubah ukurannya tetapi juga kerapatannya.

Kepadatan adalah jumlah materi yang terkandung dalam satuan volume. Dengan kata lain, ini adalah jumlah total molekul yang dimiliki suatu unsur dalam ruang tertentu.

Misalnya, baja memiliki kerapatan yang lebih tinggi daripada bulu. Itu sebabnya satu kilo baja menempati ruang kurang dari satu kilo bulu.

Ketika sebuah benda mengembang, ia mempertahankan massa yang sama tetapi menambah ruang yang ditempati. Oleh karena itu, ketika suhu meningkat, ukurannya juga meningkat tetapi kepadatannya menurun.

Dilatasi air yang tidak teratur

Ekspansi termal di air menghadirkan karakteristik khusus yang mendasar untuk pelestarian kehidupan.

Di satu sisi, ketika air dipanaskan ia mengalami proses dilatasi yang sama seperti kebanyakan tubuh. Molekulnya terpisah dan berkembang menjadi uap air.

Namun, ketika dingin proses unik terjadi: saat suhu turun, cairan ini mulai mengompres.

Tetapi ketika mencapai 4 ° C, itu mengembang. Akhirnya, ketika mencapai 0 ° C, suhu yang diperlukan untuk pembekuan, volumenya meningkat hingga 9%.

Ini karena molekul air beku dikelompokkan dalam struktur yang berbeda dari bahan lain, yang meninggalkan ruang besar di antara mereka. Karena itu menempati volume yang lebih besar daripada air dalam keadaan cair.

Contoh sehari-hari di mana fenomena ini dapat diamati adalah persiapan es dalam ember es. Ketika ember diisi dengan air dalam keadaan cair, tidak mungkin untuk mengisinya di tepian karena jelas akan tumpah.

Namun, saat mengeluarkan es, dimungkinkan untuk mengamati bagaimana es itu keluar dari ember es. Menunjukkan bahwa volume ini meningkat selama proses pembekuan.

Jelas, ketika molekul-molekul air yang dikonversi menjadi es mengembang, kepadatannya juga berkurang. Oleh karena itu, air beku kurang padat daripada air cair, yang memberi es properti mengambang.

Ini dapat dilihat dalam contoh-contoh yang sangat sederhana seperti ketika es yang telah ditempatkan dalam minuman mengapung di gelas.

Tetapi juga dapat diamati dalam fenomena alam besar seperti lapisan es yang terbentuk di atas air musim dingin dan bahkan dalam keberadaan gunung es.

Pentingnya pelebaran air yang tidak teratur

Pelebaran air yang tidak teratur bukan hanya keingintahuan ilmiah. Ini juga merupakan fenomena yang telah memainkan peran mendasar dalam pengembangan kehidupan di Bumi, baik di dalam maupun di luar air.

Dalam kehidupan akuatik

Dalam badan air seperti danau, adalah mungkin untuk mengamati bahwa ketika musim dingin tiba lapisan atas air membeku. Namun, air di bawah dipertahankan dalam keadaan cair.

Jika es lebih padat dari air, lapisan es ini akan tenggelam. Ini akan menyebabkan lapisan cairan baru terkena dingin atmosfer dan membeku sampai runtuh. Dengan cara ini, semua air di danau akan membeku, membahayakan kehidupan bawah laut.

Namun, berkat sifat air yang tidak teratur, fenomena yang berbeda terjadi. Ketika lapisan permukaan membeku, air yang di bawahnya disimpan pada suhu 4 ° C.

Ini terjadi karena air mencapai kerapatan tertinggi pada 4 ° C, yang berarti bahwa air dasar akan selalu maksimum pada suhu ini.

Jika akhirnya meningkat, kepadatan akan mendorongnya ke permukaan di mana lapisan es akan membekukannya lagi.

Berkat fenomena ini, suhu badan air tetap stabil dan terlindung dari dinginnya atmosfer. Ini menjamin kelangsungan hidup spesies hewan dan tumbuhan yang hidup di air.

Keempat derajat itu adalah yang membuat perbedaan bagi semua makhluk yang hidup di perairan kutub seperti paus pembunuh dan anjing laut pemangsa.

Dalam kehidupan di luar air

Kehidupan manusia dan secara umum semua bentuk kehidupan yang ada di Bumi, juga mendapat manfaat dari kualitas air yang tidak biasa.

Di satu sisi, perlu untuk mempertimbangkan bahwa sebagian besar oksigen berasal dari berbagai spesies yang membentuk fitoplankton. Cara hidup ini tidak akan bertahan jika lautan bisa membeku dan ini akan menghambat perkembangan kehidupan manusia dan hewan.

Di sisi lain, pelebaran air yang tidak teratur juga mempengaruhi arus lautan. Karena itu, ia juga memiliki efek pada kondisi iklim planet ini.