Tiheyden teoriaa
Vesi on
ainutlaatuinen tunnettujen aineiden joukossa, koska sen
tiheys muuttuu lämpötilan laskiessa. Tiheys ilmoittaa kuinka
paljon on yhden kuutiometrin kokoisen aineen massa
(kg/dm3). Vesimolekyylien
polaarisuudesta johtuen vesi ei sisällä yksittäisiä molekyylejä vaan
kahden tai useamman molekyylin ”ryppäitä”.
Tämän ”rypäsmäärän” suhde vapaisiin vesimolekyyleihin on suurin + 4
°C:ssa. Nestemäisen veden tiheys on suurin + 4 °C:ssa 1,000
kg/dm3 eli litra vettä "painaa" yhden kilon. 0
°C:ssa kiinteän veden eli jään tiheys on 0,915
kg/dm3. Kun kilogramma vettä
jäätyy, sen tilavuus kasvaa, mutta massa pysyy samana. Pienemmän
tiheytensä vuoksi jää kelluu veden pinnalla. Tämä veden ja
jään tiheysero estää järvien ja merin jäätymisen pohjaan asti, koska +
4 °C vesi painuu pohjaan ja sen tilalle tulee syvemmältä lämpimämpää
vettä. Tällainen veden kiertoliike
mahdollistaa elämän säilymisen jopa kaikkein kylmimmilläkin
seuduilla. Jäätyessään veden tilavuus
kasvaa noin 9 prosenttia. Tämä selittää mm. sen miksi jäävuorista
näkyy vain pieni osa ja suurin osa siitä (n. 90 %) on pinnan
alla. Vedessä vesimolekyylit voivat liukua toistensa ohi, jäässä
ne muodostavat säännöllisen kiinteän rakenteen, jota kutsutaan
heksagonaaliseksi.
(Näiden videoiden katselu vaatii nopean yhteyden ja uusimman QuickTime -ohjelman.)
Kananmunien kelluminen erilaisissa vesissä
Erilämpösten vesien tiheyserot.
(Näiden videoiden katselu onnistuu hitaammalla yhteydellä ja vanhemmalla QuickTime -versiolla.)