Teplotní objemová roztažnost kapalin, anomálie vody


  • při zvyšování teploty pozorujeme u většiny kapalin zvětšení jejich objemu 
  • obecně platí: 
  • V ... objem kapaliny po zahřátí
  • V1 ... počáteční objem kapaliny (při teplotě t1)
  • Δt = t - t1 ... rozdíl teplot
  • β ... teplotní součinitel objemové roztažnosti kapalinkapalin > βpevných látek)
    • např.: při 20°C
      • βvoda = 1,8 ∙ 10-4 K-1
      • βpetrolej = 9,6 ∙ 10-4 K-1 
      • βlíh = 11 ∙ 10-4 K-1
  •     změna hustoty kapaliny při změně teploty:
  • ρ ... hustota kapaliny po zahřátí
  • ρ1 ... počáteční hustota
Využití teplotní objemové roztažnosti kapalin:
  • u kapalinových teploměrů

Vyjímku z tohoto pravidla vykazuje fyzikální jev
ANOMÁLIE VODY
V teplotním intervalu od 0 °C do 4 °C voda zmenšuje svůj objem (zvyšuje svojí hustotu)

Vysvětlení jevu:
  • Při teplotě 0 °C led zcela neroztál a ve vodě zůstaly drobné krystalky ledu
    • střední vzdálenosti mezi molekulami krystalků ledu větší než v kapalném skupenství
  • Další zvyšování teploty - tyto krystalky mizí a hustota vody se zvyšuje, objem se zmenšuje
  • Při teplotě vyšší než 4 °C se voda chová už stejně, jako ostatní kapaliny
Význam anomálie vody:
  • Voda v rybnících, řekách a jezerech v zimních měsících zamrzá od povrchu (voda u dna má teplotu 4 °C) a vodní živočichové zimní období přežijí