물은 다른 화합물처럼 온도 변화에 반응하지만 녹는 점 주변의 좁은 범위에서 이상 현상이 발생하고 큰 차이를 만드는 변화입니다. 얼음을 가열하면 분자가 운동 에너지를 얻고 얼음이 녹을 때까지 팽창합니다. 그러나 모든 얼음이 물로 바뀌고 온도가 다시 상승하기 시작하면 팽창이 멈 춥니 다. 화씨 32 ~ 40도 (섭씨 0 ~ 4도) 사이에서 녹은 물은 온도가 상승함에 따라 실제로 수축합니다. 40F (4C)를 넘으면 다시 팽창하기 시작합니다. 이 현상은 얼음이 주변의 물보다 밀도가 낮아서 얼음이 떠 다니는 이유입니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
얼음은 고정 속도로 팽창하고 액체 물은 온도가 상승함에 따라 가속 속도로 팽창하며 증기는 다시 고정 속도로 팽창합니다. 32F (0C) ~ 40F (4C)의 온도 사이에서 액체 물은 실제로 온도가 상승함에 따라 수축합니다.
얼음, 물, 증기의 팽창
고체로서 얼음은 선형으로 만 팽창 할 수 있으며, 이는 각 얼음의 길이와 너비가 바뀔 수 있음을 의미합니다. 켈빈 도당 길이와 너비의 부분적인 변화를 측정하는 얼음의 선팽창 계수는 상수 50 x 10입니다.-6÷ K. 이것은 얼음이 열을 가할 때마다 균일 한 양으로 팽창한다는 것을 의미합니다.
얼음이 액체 물이되면 더 이상 고정 된 선형 치수가 아니라 부피가 있습니다. 과학자들은 다른 열 계수 (체적 팽창 계수)를 사용하여 온도에 대한 액체 물의 반응을 측정합니다. 켈빈 도당 부피의 부분적 변화를 측정하는이 계수는 고정되어 있지 않습니다. 물이 끓기 시작할 때까지 장착 온도와 함께 증가합니다. 즉, 액체의 물은 온도가 올라감에 따라 증가하는 속도로 팽창합니다.
물이 증기로 변하면 이상 기체 법칙: PV = nRT에 따라 팽창합니다. 압력 (P)과 증기 몰수 (n)가 일정하게 유지되면 증기량 (V)은 온도 (T)에 따라 선형 적으로 증가합니다. 이 방정식에서 R은 이상 기체 상수라고하는 상수입니다.
결정적인 이상
녹는 점에서 물은 다른 화합물과 공유되지 않는 특성을 나타냅니다. 액체 상태에서 계속 팽창하는 대신 수축하여 40F (4C)에서 최대 값에 도달 할 때까지 밀도가 증가합니다. 융점에서이 임계점까지 팽창 계수는 음수이고 최대 밀도 지점에서 팽창 계수는 0입니다. 온도가 계속 상승하면 팽창 계수가 다시 양수가됩니다.
온도 구배를 바꾸고 물을 빙점까지 냉각하면 40F (4C)에서 팽창하기 시작하고 얼 때까지 계속 팽창합니다. 이것이 얼어 붙은 날씨에 수도관이 터지는 이유와 물이 가득 찬 유리 병을 냉동실에 넣지 말아야하는 이유입니다.