Kısa Cevap:
Suyun yoğunluğunun 4°C'nin altındaki olağandışı davranışı, su molekülleri arasında açık altıgen kafes yapısının oluşmasına yol açan hidrojen bağından kaynaklanır. Bu yapı, sıcaklık 4°C'nin altına düştükçe hacmin artmasına ve yoğunluğun azalmasına neden olur. Bu özellik buzun su üzerinde yüzmesini sağlayarak altındaki su kütlesine yalıtım sağlar ve su yaşamının buz tabakasının altında gelişmesini mümkün kılar.[2]
Uzun Cevap
Su molekülünün kendine has özellikleri ve buzun yapısı nedeniyle su 4 santigrat derecenin altında soğutulduğunda genleşir. Su molekülleri arasında oluşan hidrojen bağları, sıvı suyun daha kompakt yapısına kıyasla katı buzda daha açık, daha az yoğun bir kristal yapı oluşturur.
Su soğutuldukça, su molekülleri arasındaki hidrojen bağları güçlenir ve moleküllerin dört yüzlü bir kristal kafes yapısında hizalanmasına neden olur. Buzun bu açık, daha az yoğun yapısı, sıvı suyun daha kompakt yapısından daha fazla hacim kaplar. Sonuç olarak, su donup katı buza dönüştüğünde hacmi genişler ve bu nedenle buz, sıvı suyun üzerinde yüzer.
4 santigrat derece sıcaklık, suyun yoğunluğunun maksimum olduğu noktadır. Bu sıcaklığın altında, buz kristali yapısının oluşumundan kaynaklanan genleşme baskın hale gelir ve daha fazla soğuyup sonunda donarken suyun genel olarak genleşmesine yol açar.[1]
Kaynaklar
- Quora. Why Does Water Expand When Cooled Below 4 Degrees Celsius?. Alındığı Tarih: 16 Temmuz 2024. Alındığı Yer: Quora | Arşiv Bağlantısı
- V. J. Ostdiek, et al. Step By Step Solution. Alındığı Tarih: 16 Temmuz 2024. Alındığı Yer: Vaia | Arşiv Bağlantısı