Γιατί το νερό επεκτείνεται όταν κρυώσει; Μια νέα εξήγηση

Για αιώνες, μας έχουν διδαχθεί ότι το νερό επεκτείνεται όταν κρυώνει κάτω από τους 4 ° C, μέχρι να φτάσει στη χαμηλότερη πυκνότητα περίπου 4 ° C, καθιστώντας την τη μόνη γνωστή ουσία της οποίας το στερεό είναι λιγότερο πυκνό από την υγρή του μορφή.

Η ιδιόμορφη συμπεριφορά του νερού έχει σημαντική επίδραση στο οικοσύστημα της Γης, επειδή, χωρίς αυτό, μεγάλα σώματα νερού πιθανότατα θα παγώσουν εντελώς κατά τη διάρκεια των χειμώνων με δραστική ψύξη.

Δεν ήταν απολύτως σαφές γιατί ακριβώς το νερό αψήφησε μια τέτοια προφανή τάση στη φύση για να πυκνώσει κατά την ψύξη και αντ 'αυτού συμπεριφέρθηκε εντελώς αντισταθμιστικά.

Η νέα έρευνα, που εκτελείται από δύο ερευνητές του Πανεπιστημίου Buffalo - Τμήμα Μηχανικών και Αεροδιαστημικών Μηχανικών, στοχεύει να θέσει τελικά το θέμα να ξεκουραστεί με την ανάπτυξη ενός μοντέλου βασισμένου σε μια θεμελιώδη θεωρία των ιδιοτήτων υγρών και στερεάς κατάστασης για ουσίες. Το νέο μοντέλο όχι μόνο προβλέπει ότι το νερό, αλλά και άλλες ουσίες όπως το πυρίτιο και το υγρό νάτριο θα εμφανίζουν επέκταση κατά την ψύξη.

Σύμφωνα με το άρθρο, το μοντέλο προβλέπει ότι το νερό συμπεριφέρεται με τον τρόπο που οφείλεται σε "μια αλληλεπίδραση αρκετών θεμελιωδών διεργασιών στην ατομική κλίμακα καθώς οργανώνονται σε τοπικά ευνοούμενες συστάδες που έχουν υψηλότερη πυκνότητα και πιο χαλαρά συσκευασμένες δομές με μεγαλύτερες θερμικές διακυμάνσεις γύρω".