წყალი ნებისმიერი სხვა ნაერთის მსგავსად რეაგირებს ტემპერატურის ცვალებადობაზე, მაგრამ ანომალია ხდება ვიწრო დიაპაზონში დნობის წერტილის გარშემო და ეს არის ცვლილება, რომელიც დიდ ცვლილებას იწვევს. ყინულის გახურებისას, მოლეკულები იძენენ კინეტიკურ ენერგიას და ყინული ფართოვდება მანამ, სანამ არ დნება. მას შემდეგ, რაც ყველა ყინული წყალში გადაიზარდა და ტემპერატურა კვლავ დაიწყებს ზრდას, გაფართოება შეჩერდება. 32 და 40 გრადუს ფარენგეიტს (0 და 4 გრადუსი ცელსიუსით) ტემპერატურასთან ერთად მდნარი წყალი იკუმშება. 40 F (4 C) მიღმა, ის კვლავ იწყებს გაფართოებას. ეს ფენომენი ყინულს ნაკლებად მკვრივს ხდის, ვიდრე მის გარშემო არსებული წყალი, რის გამოც ყინული ცურავს.
TL; DR (ძალიან გრძელია; არ წავიკითხე)
ყინული ფართოვდება ფიქსირებული სიჩქარით, თხევადი წყალი ფართოვდება აჩქარებული ტემპით ტემპერატურის მატებით და ორთქლი ისევ ფიქსირდება სიჩქარით. 32 F (0 C) - 40 F (4 C) ტემპერატურას შორის თხევადი წყალი რეალურად იკუმშება ტემპერატურის მატებასთან.
ყინულის, წყლისა და ორთქლის გაფართოება
როგორც მყარი, ყინული შეიძლება მხოლოდ ხაზობრივად გაფართოვდეს, რაც ნიშნავს, რომ ყინულის კუბის სიგრძე და სიგანე შეიძლება შეიცვალოს. ყინულის წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი, რომელიც ზომავს სიგრძისა და სიგანის ფრაქციულ ცვლილებას კელვინზე, არის მუდმივი 50 x 10
-6კ. ეს ნიშნავს, რომ ყინული ფართოვდება ერთიანი რაოდენობით სითბოს ყოველი ხარისხით, რომელსაც მას ემატება.როდესაც ყინული ხდება თხევადი წყალი, მას აღარ აქვს ფიქსირებული ხაზოვანი ზომები, მაგრამ მას აქვს მოცულობა. თხევადი წყლის რეაქციის ტემპერატურის გასაზომად მეცნიერები იყენებენ განსხვავებულ თერმულ კოეფიციენტს - მოცულობის გაფართოების კოეფიციენტს. ეს კოეფიციენტი, რომელიც ზომავს კელვინის მოცულობის ფრაქციულ ცვლილებებს, არ არის დაფიქსირებული. იგი იზრდება დამონტაჟების ტემპერატურასთან ერთად, სანამ წყალი არ დაიწყებს დუღილს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ტემპერატურის მომატებისთანავე თხევადი წყალი ფართოვდება.
როდესაც წყალი ორთქლად იქცევა, ის ფართოვდება იდეალური გაზის კანონის შესაბამისად: PV = nRT. თუ წნევა (P) და ორთქლის მოლების რაოდენობა (n) მუდმივად შენარჩუნდება, ორთქლის მოცულობა (V) ხაზობრივად იზრდება ტემპერატურასთან (T). ამ განტოლებაში R არის მუდმივი, რომელსაც ეწოდება გაზის იდეალური მუდმივა.
გადამწყვეტი ანომალია
დნობის წერტილში წყალი ავლენს დამახასიათებელ მახასიათებელს და არცერთ სხვა ნაერთს. იმის ნაცვლად, რომ გააგრძელოს გაფართოება თხევად მდგომარეობაში, ის იკუმშება და მისი სიმკვრივე იზრდება, სანამ არ მიაღწევს მაქსიმუმს 40 F (4 C). დნობის წერტილიდან ამ კრიტიკულ წერტილამდე, გაფართოების კოეფიციენტი უარყოფითია, ხოლო მაქსიმალური სიმკვრივის წერტილში, გაფართოების კოეფიციენტი 0. თუ ტემპერატურა აგრძელებს ზრდას, გაფართოების კოეფიციენტი კვლავ ხდება დადებითი.
თუ შეცვლით ტემპერატურის გრადიენტს და გრილ წყალს გაყინვის წერტილამდე, ის იწყებს გაფართოებას 40 F (4 C) ტემპერატურაზე და აგრძელებს გაფართოებას გაყინვამდე. ეს არის მიზეზი, რომ გაყინულ ამინდში წყლის მილები აფეთქდა და რატომ არ უნდა ჩადოთ საყინულეში წყლით სავსე მინის ბოთლი.