Fizik Öğretmeni

Birçok madde katı halden sıvı hale geçerken hacmi artar. Suyun ise erirken hacmi azalır. 0^oC’deki 1 gram buzun hacmi 1,0101 cm³ iken, 0^oC’deki 1 gram suyun hacmi 1,0002 cm3 e düşüyor. Bunun sebebini anlamak için suyu ve buzu oluşturan oksijen ve hidrojen moleküllerinin buz ve su durumundaki yapılarına bakmak gerekir. Aşağıdaki resim buzun ve suyun moleküler yapısını göstermektedir.

Erime esnasında hacmi azalan su, +4oC’ye gelinceye kadar hacmi azalmaya, sonrasında tekrar artmaya başlar. Su +4oC’de maksimum yoğunluğa sahip olur.

Suyun donarken hacminin artması dolayısıyla yoğunluğunun azalması dünyadaki hayatın devamı için gerekli milyonlarca şartlardan sadece bir tanesidir. +4oC’deki su en dibe inip burada yaşayan canlıların donmaktan kurtulmasını sağlar. Su donduğunda hacmi azalsaydı, göller, akarsular ve hatta denizler alttan donmaya başlayacaktı. Kış yeterince soğuk geçse bütün denizin donma ihtimali doğacaktı.

Suyun donarken hacminin artması birçok kişiyi, buz soğudukça hacmi daha da artar düşüncesine sürükleyebilir. Ama durum öyle değil. Buz soğudukça hacmi azalmaya ve yoğunluğu artmaya başlar. Bu konu fizik sorusu hazırlayan fizikçilerin dikkatine sunulur. Suyun hacim-sıcaklık grafiği aşağıdadır.