ΦΕ7: Θερμαίνοντας και ψύχοντας τα υγρά  

Όταν ένα υγρό θερμαίνεται χωρίς να αλλάζει η φυσική του κατάσταση τότε διαστέλλεται, δηλαδή μεγαλώνει ο όγκος του.

Επίσης όταν ένα υγρό ψύχεται χωρίς να αλλάζει η φυσική του κατάσταση τότε συστέλλεται, δηλαδή ο όγκος του μικραίνει.

Νερό: Μια ιδιαίτερη περίπτωση

Πάνω από τους 4ο C το νερό συμπεριφέρεται όπως όλα τα υγρά, δηλαδή όταν αυξάνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται και ο όγκος του (διαστέλλεται)

Κάτω όμως από τους 4ο C η συστολή είναι ανώμαλη. Όταν ψύχεται, ο όγκος του μεγαλώνει και επομένως η πυκνότητά του ελαττώνεται. Δηλαδή αντί να συστέλλεται, διαστέλλεται. Αυτό έχει μεγάλη σημασία στη ζωή και ιδίως των οργανισμών που ζουν μέσα στις λίμνες και στις θάλασσες. Έτσι όταν η θερμοκρασία πέφτει κάτω από 0ο C το νερό παγώνει. Όμως μόνο της επιφάνειας και αυτό γιατί ο πάγος έχει μικρότερη πυκνότητα από το υγρό νερό επιπλέει και εμποδίζει τα στρώματα του νερού που βρίσκονται κάτω από αυτόν, να παγώσουν και αυτά. Έτσι οι υδρόβιοι οργανισμοί διατηρούνται στη ζωή.

Σκέψου τι θα συνέβαινε αν ο πάγος βυθιζόταν. 

Χαρακτηριστικό παράδειγμα που συμβαίνει στο σπίτι μας είναι όταν οι γονείς μας ετοιμάζουν τον γνωστό ελληνικό καφέ. Όταν θερμανθεί αρκετά ο καφές αρχίζει να φουσκώνει, αν όμως τον πάρουμε από το μάτι της κουζίνας ή το γκαζάκι, όπου τον ετοιμάζαμε, παρατηρούμε ότι ηστάθμη του κατεβαίνει.

Άρα και στα υγρά ισχύει το φαινόμενο της διαστολής και της συστολής.

Η ιδιότητα αυτή της διαστολής και συστολής των υγρών χρησιμοποιείται κυρίως για την κατασκευή θερμομέτρων.

Κάθε υγρό υλικό σώμα διαστέλλεται με διαφορετικό τρόπο και σε άλλο βαθμό.
Έτσι βλέπουμε το λάδι διαστέλλεται λίγο περισσότερο από το νερό , λιγότερο όμως από το οινόπνευμα.

Παρουσιάσεις

Όταν το νερό γίνει πάγος,τα  µόριά του σχηµατίζουν εξαγωνικούς κρυστάλλους. Έτσι στο κρύσταλλο δημιουργούνται πολλά κενά. Για αυτό λοιπόν όταν παγώσει μία ποσότητα νερού,  καταλαμβάνει μεγαλύτερο όγκο

Σχέση της διαστολής και συστολής με την πυκνότητα των υγρών

Έχουμε μάθει ότι η διαστολή των υγρών οφείλεται στην αύξηση της ταχύτητας της κίνησης των μορίων.

Καθώς λοιπόν στη διαστολή τα μόρια των υγρών απομακρύνονται το ένα από το άλλο, τότε η πυκνότητα του υγρού μειώνεται.

Αντίθετα, στη συστολή  η ταχύτητα των μορίων ελαττώνεται και αυτά έρχονται πιο κοντά το ένα στο άλλο, άρα η πυκνότητά τους αυξάνεται.

 Το μπουκάλι με το καλαμάκι μοιάζει με ένα θερμόμετρο.

Και στα θερμόμετρα υδραργύρου ή οινοπνεύματος η στάθμη του υγρού ανεβαίνει, όταν η θερμοκρασία αυξάνεται και κατεβαίνει, όταν η θερμοκρασία μειώνεται.

Σύστηματα αυτόματης πυρόσβεσης.

Στην εικόνα βλέπουμε ένα στόμιο από ένα σύστημα αυτόματης πυρόσβεσης.

Σε διάφορα σημεία πολλών κτηρίων τα στόμια αυτά τοποθετούνται στην άκρη σωλήνων, που τροφοδοτούνται με νερό ή πυροσβεστικό υγρό. Η κόκκινη αμπούλα, που είναι κατασκευασμένη από λεπτό γυαλί και περιέχει ένα υγρό, φράζει την παροχή του νερού. Αν ξεσπάσει πυρκαγιά στο κτήριο, η θερμοκρασία ανεβαίνει πολύ. Τότε η αμπούλα σπάει και το νερό ή το πυροσβεστικό υγρό σβήνει τη φωτιά.

Δε γεμίζουμε τα βυτία μέχρι πάνω, γιατί τα υγρά που μεταφέρουν διαστέλλονται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Πρέπει λοιπόν να υπάρχει άδειος χώρος στο βυτίο για να μην προκληθούν ζημιές.

Iδέες για πειράματα από το Ε.Κ.Φ.Ε. Χανίων