წყლის თვისებები: „ჩვეულებრივი სასწაულები“ ​​ჩვენს ცხოვრებაში. ყინულის ფიზიკა და ქიმია

თავი 12 წყალი ადამიანის სიცოცხლის ერთ-ერთი მთავარი კომპონენტია. წყალი შხამიანია, წყალი სამკურნალოა. სახლისა და ადამიანის სხეულის გაუმჯობესება წყლის დახმარებით. ამულეტებისა და თილისმანების წყლით გაწმენდა წყალი სამყაროს ერთ-ერთი უნივერსალური სიმბოლოა. ჩინელებს, მაგალითად, სჯეროდათ

რატომ სჭირდებათ მშობლებს ბუდიზმი და რატომ უნდა გახდნენ ბუდისტები სიყვარულითა და თანაგრძნობით აღძრული მშობლები მათთვის, ვინც ჯერ კიდევ არ იცის ეს ნამდვილი ბუნება, მე ვუძღვნი ჩემს ქმედებებს სხვების სასარგებლოდ: დაე, ყველა არსებამ მიაღწიოს განთავისუფლებას! გამოვხატე ადამიანში

წყალი და ჩვენ „რა აზრი აქვს ნაპირზე ცურვას და იმის გარანტიას, რომ ზღვაში მარგალიტი არ არის? თქვენ უნდა გაცუროთ ნაპირიდან და ჩაყვინთოთ ღრმად ... ”არავისთვის აღარ არის საიდუმლო, რომ ყველა ცოცხალმა არსებამ დაიწყო განვითარება წყლის გარემოში და, შესაბამისად, თითქმის 80% შედგება წყლისგან.

სიმჭიდროვე

სუფთა ყინულის სიმკვრივე ρ სთ 0 ° C ტემპერატურაზე და 1 ატმოსფეროზე წნევა (1,01105 Pa) არის 916,8 კგ / მ 3. წნევის მატებასთან ერთად, ყინულის სიმკვრივე ოდნავ იზრდება. ასე რომ, ანტარქტიდის ყინულის ფურცლის ძირში მისი უდიდესი სისქის ადგილებში, 4200 მ-ს აღწევს, ყინულის სიმკვრივე შეიძლება მიაღწიოს 920 კგ/მ 3-ს. ყინულის სიმკვრივე ასევე იზრდება ტემპერატურის შემცირებით (დაახლოებით 1,5 კგ / მ 3-ით ტემპერატურის შემცირებით 10 ° C-ით).

თერმული დეფორმაცია

ტემპერატურის კლებასთან ერთად მცირდება ნიმუშების და ყინულის მასების წრფივი ზომები და მოცულობა, ხოლო ტემპერატურის მატებასთან ერთად შეინიშნება საპირისპირო პროცესი - ყინულის თერმული გაფართოება. ყინულის ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, იზრდება მისი მატებასთან ერთად. ტემპერატურის დიაპაზონში -20-დან 0 ° C-მდე, ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი საშუალოდ არის 5,5-10~5. და მოცულობითი გაფართოების კოეფიციენტი, შესაბამისად, არის 16,5-10"5 1 °C-ზე. -40-დან -20 °C-მდე დიაპაზონში წრფივი გაფართოების კოეფიციენტი მცირდება 3,6-10"5-მდე 1 °C-ზე.

შერწყმისა და სუბლიმაციის სითბო

სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ყინულის ერთეული მასის დნობისთვის მისი ტემპერატურის შეცვლის გარეშე, ყინულის დნობის სპეციფიკური სითბო ეწოდება. გაყინული წყალი გამოყოფს იმავე რაოდენობის სითბოს. 0 °C ტემპერატურაზე და ნორმალურ ატმოსფერულ წნევაზე ყინულის დნობის სპეციფიკური სითბო არის Lm = 333,6 კჯ/კგ.

წყლის აორთქლების ფარული სითბო მისი ტემპერატურის მიხედვით უდრის
L isp \u003d 2500 - 246 კჯ / კგ,
სადაც 6 არის ყინულის ტემპერატურა °C-ში.

ყინულის სუბლიმაციის სპეციფიკური სითბო, ე.ი. მუდმივ ტემპერატურაზე სუფთა ყინულის ორთქლზე პირდაპირი გადასვლისთვის საჭირო სითბოს რაოდენობა უდრის ყინულის Lpo-ს დნობისა და წყლის აორთქლებისთვის საჭირო სითბოს ჯამს:
L ჰაერი =L pl +L გამოყენება

სუბლიმაციის სპეციფიკური სითბო თითქმის დამოუკიდებელია აორთქლებადი ყინულის ტემპერატურისგან (0 °С Lsub = 2834 კჯ/კგ, -10°С - 2836, -20 °С - 2837 კჯ/კგ). ორთქლის სუბლიმაციის დროს გამოიყოფა იგივე რაოდენობის სითბო.

სითბოს ტევადობა

სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ყინულის ერთეული მასის გასათბობად მუდმივი წნევის დროს 1°C-ით, ყინულის სპეციფიკური სითბო ეწოდება. ახალი ყინულის სითბოს მოცულობა C l მცირდება ტემპერატურის შემცირებით:
C l \u003d 2.12 + 0.00786 კჯ / კგ.

რეჟელაცია

ყინულს აქვს გაყინვის (გაყინვის) თვისება, რაც ხასიათდება იმით, რომ ყინულის ორი ნაჭერი შეხებისას და შეკუმშვისას იყინება. კონტაქტებზე ადგილობრივი ამაღლებული წნევის გავლენის ქვეშ შეიძლება მოხდეს ყინულის გარკვეული დნობა. მიღებული წყალი იწურება იმ ადგილებში, სადაც წნევა ნაკლებია და იქ იყინება. ყინულის ზედაპირის გაყინვა შეიძლება მოხდეს როგორც წნევის გარეშე, ასევე თხევადი ფაზის მონაწილეობის გარეშე.

დაშლის თვისებების გამო, ყინულის ფურცლებსა და მასივებში ბზარებს შეუძლიათ „განკურნება“ და დაბზარული ყინული შეიძლება გადაიქცეს მონოლითურ ყინულად. ეს ძალზე მნიშვნელოვანია საინჟინრო ნაგებობების (ყინულის საწყობები, ჰიდრავლიკური კონსტრუქციების წყალგაუმტარი ბირთვები და ა.შ.) სამშენებლო მასალად ყინულის გამოყენებისას.

მეტამორფიზმი

ყინულის მეტამორფიზმი არის მისი სტრუქტურისა და ტექსტურის ცვლილება მოლეკულური და თერმოდინამიკური პროცესების გავლენის ქვეშ. ეს პროცესები ყველაზე სრულყოფილად ვლინდება მეტამორფული ყინულის წარმოქმნის დროს, როდესაც დროთა განმავლობაში წარმოიქმნება ყინულის კრისტალების უწყვეტი, შეუღწევადი აგრეგატი თოვლის ნაწილაკების საწყისი დაგროვებისგან, რომლებიც ძლივს არიან ერთმანეთთან კონტაქტში. ამ შემთხვევაში ხდება კრისტალების შედარებითი გადაადგილება, ზედაპირის ცვლილება მათი ფორმისა და ზომის, ზოგიერთი კრისტალების დეფორმაცია და ზრდა სხვის ხარჯზე.

კრისტალურ ყინულში მეტამორფიზმი ძირითადად ხდება კოლექტიური რეკრისტალიზაციის სახით კრისტალების საშუალო ზომის ზრდით და მათი რაოდენობის შემცირებით ერთეულ მოცულობაზე. როგორც კრისტალების ზომა იზრდება, რეკრისტალიზაციის ინტენსივობა ნელდება.

ოპტიკური თვისებები

ყინული არის ცალღერძული, ოპტიკურად დადებითი, ორმხრივი კრისტალი, რომელსაც აქვს ყველაზე დაბალი რეფრაქციული ინდექსი ნებისმიერი ცნობილი მინერალისგან. ორმხრივი შეფერხების შედეგად კრისტალში სინათლის ნაკადი პოლარიზებულია. ეს შესაძლებელს ხდის ბროლის ღერძების პოზიციის განსაზღვრას პოლაროიდების გამოყენებით.

როდესაც სინათლე გადის პოლიკრისტალურ ყინულში, ნაკადი სუსტდება შთანთქმისა და გაფანტვის გამო, ხოლო სინათლის ენერგია გარდაიქმნება თერმულ ენერგიად, რაც იწვევს რადიაციულ გათბობას და ყინულის დნობას. გაფანტული სინათლე ყინულში ვრცელდება ყველა მიმართულებით, მათ შორის დასხივებული ზედაპირიდან გასვლის ჩათვლით. სინათლის გაფანტვის გამო ყინული გამოიყურება ლურჯი და ზურმუხტისფერიც კი, ხოლო თუ ყინულში ჰაერის მნიშვნელოვანი რაოდენობაა, ის თეთრი ხდება.

ყინულის ზედაპირიდან არეკლილი და ზედაპირზე გამომავალი გაფანტული სხივების ენერგიის რაოდენობის თანაფარდობას ზედაპირზე შემომავალი სინათლის მთლიან ენერგიასთან ეწოდება ყინულის ალბედო. ალბედოს მნიშვნელობა დამოკიდებულია ყინულის ზედაპირის მდგომარეობაზე - სუფთა ცივი ყინულისთვის ალბედოს მნიშვნელობა არის დაახლოებით 0,4, ხოლო როდესაც ზედაპირი დნება და დაბინძურდება, ის მცირდება 0,3-0,2-მდე. როდესაც თოვლი ყინულის ზედაპირზე დევს, ალბედო მნიშვნელოვნად იზრდება. თოვლის საფარის ალბედო მერყეობს 0,95-დან ახლად დაცემული მშრალი თოვლისთვის პოლარულ და მთიან რეგიონებში 0,20-მდე სველი დაბინძურებული თოვლისთვის.

ვოიტკოვსკი კ.ფ. გლაციოლოგიის საფუძვლები. მ.: ნაუკა, 1999, 255 გვ.

გაფართოება თუ შემცირება? პასუხი ასეთია: ზამთრის დადგომასთან ერთად წყალი იწყებს გაფართოების პროცესს. Რატომ ხდება ეს? ეს თვისება განასხვავებს წყალს ყველა სხვა სითხეებისა და აირების სიიდან, რომლებიც, პირიქით, შეკუმშულია გაციებისას. რა არის ამ უჩვეულო სითხის ასეთი ქცევის მიზეზი?

ფიზიკა III კლასი: გაყინვისას წყალი ფართოვდება თუ იკუმშება?

ნივთიერებებისა და მასალების უმეტესობა გახურებისას ფართოვდება და გაცივებისას იკუმშება. აირები უფრო შესამჩნევად აჩვენებენ ამ ეფექტს, მაგრამ სხვადასხვა სითხეები და მყარი ლითონები ავლენენ ერთსა და იმავე თვისებებს.

გაზის გაფართოებისა და შეკუმშვის ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი მაგალითია ჰაერი ბუშტში. როდესაც ბუშტს მინუს ამინდში გამოვიყვანთ გარეთ, ბუშტი მაშინვე მცირდება ზომით. თუ ბურთს გახურებულ ოთახში შევიტანთ, მაშინვე იზრდება. მაგრამ თუ ბუშტს აბანოში შევიტანთ, ის გასკდება.

წყლის მოლეკულებს მეტი სივრცე სჭირდებათ

მიზეზი, რის გამოც ხდება სხვადასხვა ნივთიერების გაფართოებისა და შეკუმშვის ეს პროცესები, არის მოლეკულები. ისინი, რომლებიც მეტ ენერგიას იღებენ (ეს ხდება თბილ ოთახში) გაცილებით სწრაფად მოძრაობენ, ვიდრე ცივ ოთახში მოლეკულები. ნაწილაკები, რომლებსაც მეტი ენერგია აქვთ, ბევრად უფრო აქტიურად ეჯახებიან და უფრო ხშირად, მათ გადაადგილებისთვის მეტი სივრცე სჭირდებათ. მოლეკულების მიერ განხორციელებული წნევის შესანარჩუნებლად, მასალა იწყებს ზომებში ზრდას. და ეს საკმაოდ სწრაფად ხდება. ასე რომ, გაყინვისას წყალი ფართოვდება თუ იკუმშება? Რატომ ხდება ეს?

წყალი არ ემორჩილება ამ წესებს. თუ წყლის გაციებას დავიწყებთ ოთხ გრადუს ცელსიუსამდე, მაშინ ის ამცირებს მის მოცულობას. მაგრამ თუ ტემპერატურა განაგრძობს ვარდნას, მაშინ წყალი მოულოდნელად იწყებს გაფართოებას! არსებობს ისეთი თვისება, როგორიცაა ანომალია წყლის სიმკვრივეში. ეს თვისება ხდება ოთხი გრადუსი ცელსიუსის ტემპერატურაზე.

ახლა, როდესაც ჩვენ გავარკვიეთ, გაყინვისას წყალი ფართოვდება თუ იკუმშება, მოდით გავიგოთ, როგორ ჩნდება ეს ანომალია პირველ რიგში. მიზეზი მდგომარეობს იმ ნაწილაკებში, რომელთაგანაც იგი შედგება. წყლის მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ერთი ჟანგბადისგან. ყველამ იცის წყლის ფორმულა დაწყებითი სკოლიდან. ამ მოლეკულაში ატომები ელექტრონებს სხვადასხვა გზით იზიდავს. წყალბადს აქვს დადებითი სიმძიმის ცენტრი, ხოლო ჟანგბადს, პირიქით, უარყოფითი. როდესაც წყლის მოლეკულები ერთმანეთს ეჯახება, ერთი მოლეკულის წყალბადის ატომები გადადის სრულიად განსხვავებული მოლეკულის ჟანგბადის ატომში. ამ ფენომენს წყალბადის კავშირი ეწოდება.

გაციებისას წყალს მეტი სივრცე სჭირდება

იმ მომენტში, როდესაც წყალბადის ბმების წარმოქმნის პროცესი იწყება, წყალში იწყება ადგილების გამოჩენა, სადაც მოლეკულები იმავე წესრიგშია, როგორც ყინულის კრისტალში. ამ ბლანკებს კლასტერებს უწოდებენ. ისინი არ არიან გამძლე, როგორც წყლის მყარ კრისტალში. როდესაც ტემპერატურა იზრდება, ისინი ნადგურდებიან და იცვლიან ადგილს.

პროცესის განმავლობაში, სითხეში მტევნის რაოდენობა სწრაფად იწყებს ზრდას. მათ გავრცელებისთვის მეტი სივრცე სჭირდებათ, რის გამოც წყალი არანორმალური სიმკვრივის მიღწევის შემდეგ ზომაში იზრდება.

როდესაც თერმომეტრი ნულს ქვემოთ ეცემა, მტევნები იწყებენ პატარა ყინულის კრისტალებად გადაქცევას. ისინი იწყებენ ასვლას. ამ ყველაფრის შედეგად წყალი ყინულად იქცევა. ეს წყლის ძალიან უჩვეულო უნარია. ეს ფენომენი აუცილებელია ბუნებაში მიმდინარე პროცესების ძალიან დიდი რაოდენობით. ჩვენ ყველამ ვიცით და თუ არ ვიცით, მაშინ გვახსოვს, რომ ყინულის სიმკვრივე ოდნავ ნაკლებია გრილი ან ცივი წყლის სიმკვრივეზე. ეს საშუალებას აძლევს ყინულს წყლის ზედაპირზე ცურავს. ყველა წყალსაცავი იწყებს გაყინვას ზემოდან ქვემოდან, რაც საშუალებას აძლევს წყლის ბინადრებს იარსებონ ბოლოში და არ გაიყინონ. ასე რომ, ახლა ჩვენ დეტალურად ვიცით, გაყინვისას წყალი ფართოვდება თუ იკუმშება.

ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. თუ ავიღებთ ორ იდენტურ ჭიქას და ჩავასხათ ცხელ წყალს ერთსა და იმავე რაოდენობის ცივ წყალში მეორეში, შევამჩნევთ, რომ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება, ვიდრე ცივი წყალი. არ არის ლოგიკური, არა? გაყინვამდე ცხელი წყალი უნდა გაცივდეს, ცივი წყალი კი არა. როგორ ავხსნათ ეს ფაქტი? მეცნიერებს დღემდე არ შეუძლიათ ამ გამოცანის ახსნა. ამ ფენომენს მპემბას ეფექტს უწოდებენ. იგი აღმოაჩინა 1963 წელს ტანზანიელმა მეცნიერმა უჩვეულო გარემოებებში. მოსწავლეს სურდა თავად გაეკეთებინა ნაყინი და შენიშნა, რომ ცხელი წყალი უფრო სწრაფად იყინება. მან ეს გაუზიარა თავის ფიზიკის მასწავლებელს, რომელსაც თავიდან არ დაუჯერა.

გაცხელებული ალი, მეორეში კი იგივე რაოდენობის სითბო მოდის შედარებით ცივი რკინისგან.

ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ორივე შემთხვევაში განსხვავება არ არის და, შესაბამისად, სიცხე, განხილული მის უნართან დაკავშირებით, გაათბოს სხეულები და შეცვალოს მათი მდგომარეობა, არის სიდიდე, რომელიც ექვემდებარება ზუსტ გაზომვას და ვერ წარმოადგენს ხარისხობრივ განსხვავებებს.

C. Maxwell. "სითბოს თეორია", % 1883.

წყლის გაფართოება გაყინვისას.

4°C-დან დაწყებული. გაყინვის წერტილამდე წყალი გაცივებისას ფართოვდება და ყინულში გადაქცევისას მისი გაფართოება ხდება სწრაფად და მოულოდნელად. ყინული, მოგეხსენებათ, წყალზე ცურავს, რადგან გაფართოების გამო, მასზე მსუბუქი ხდება.

ძალა, რომლითაც ხდება წყლის ეს გაფართოება გაყინვისას, უზარმაზარია. ამ დაძაბულობის შესახებ წარმოდგენა რომ ჩამოვაყალიბოთ, მოდით გავაკეთოთ ექსპერიმენტი: წყალი ჩაედინება რკინის ჭურჭელში, რომლის კედლების სისქე ნახევარი სანტიმეტრია. წყლის რაოდენობა დიდი არ არის, მაგრამ ავსებს ჭურჭელს; ამის შემდეგ, იგი მჭიდროდ იხურება კისერზე ხრახნიანი სახურავით. ვიღებთ კიდევ ერთ მსგავს ჭურჭელს. ორივე ჭურჭელი ჩაყარეთ გამაგრილებელ ნარევში. ისინი თანდათან კლებულობენ, მათში მყოფი წყალი აღწევს უდიდეს სიმკვრივეს და უდავოა, ამ დროს ის ბოლომდე არ ავსებს ბოთლებს, მაგრამ ტოვებს პატარა სიცარიელეს შიგნით. მაგრამ მალე წყლის შეკუმშვა ჩერდება, გაფართოება იწყება; სიცარიელე ნელ-ნელა ივსება; წყალი თანდათან იცვლება თხევადი მდგომარეობიდან თმყარი და მისი მოცულობა იზრდება და რკინის ჭურჭლის კედლები წინააღმდეგობას უწევს მოცულობის ამ ზრდას. მაგრამ მათი წინააღმდეგობა უძლურია მოლეკულური ძალების წინაშე: მოლეკულები შენიღბული გიგანტები არიან. ისმის ხრაშუნის ხმა: ბოთლი იშლება ნაწილაკების კრისტალიზებით; იგივე ხდება მეორე ბოთლთან დაკავშირებით.

სხვა ექსპერიმენტში, ხმამაღალი აფეთქებით, საარტილერიო ბომბის სქელი კედლები აფეთქდა: ბომბი წყლით იყო სავსე, მჭიდროდ ხრახნიან და მოათავსეს ტუბში გამაგრილებელი ნარევით. ამ ექსპერიმენტის ჩატარებისას აუცილებელია აბაზანის დაფარვა სქელი ტილოთი: როცა ამას არ გავაკეთებდი, ბომბის ფრაგმენტები ჭერამდე იყო გადმოყრილი.

ახლა თქვენ გესმით ყინვის ეფექტი სახლებში წყლის მილებზე. ჩვეულებრივ ფიქრობენ, რომ მილების აფეთქება ხდება მილებში ყინულის დნობის დროს *), მაგრამ სინამდვილეში ეს ხდება გაყინვის დროს:

*) Იმის გამო ცუდი თბოგამტარობა კედლები და ნიადაგი, ცივი ძალიან ნელა შესახებ ნიკეტი გადაღმა მათ და აღწევს სანტექნიკა მილები in სახლები (განსაკუთრებით in სარდაფები) თან ზნა ზედმიწევნითი გვიან - ხშირად მხოლოდ მაშინ, როდესაც გარეთ შენობა დრო ჰქონდა უკვე შემდეგ ყინვაგამძლე დააბიჯე დათბობა; in ეს, on ყველა ალბათობა, და უნდა იხილეთ მიზეზი საერთო ფეხი ბოდვები, თითქოს სანტექნიკა მილები ადიდებული არა in გაყინვა, ა in დათბობა, იმათ. არა საწყისი გაყინვა წყალი, ა საწყისი დნობის ყინული.- კომპ.

როდესაც წყალი იყინება, მას მეტი სივრცე სჭირდება, ვიდრე თხევადი.

ეს განასხვავებს წყალს სითხეებისა და აირების უმეტესობისგან, რომლებიც იკუმშება გაგრილებისას. მაგრამ რატომ იქცევა ასე უჩვეულოდ?

ნივთიერებების უმეტესობა გაცხელებისას ფართოვდება და გაცივებისას იკუმშება. გაზებში ეს ეფექტი განსაკუთრებით გამოხატულია. სითხეები და მყარი ნივთიერებები ერთნაირად იქცევიან. კარგი მაგალითია ჰაერი ბუშტში: ცივ ამინდში ბუშტი იკუმშება და რადიატორის მახლობლად შეიძლება ასკდეს კიდეც.

მოლეკულებს სჭირდებათ ადგილი

მოლეკულები არის ამ ნიმუშის მიზეზი: რაც უფრო თბილია ობიექტი ან გაზი, ანუ რაც უფრო მეტ ენერგიას იღებენ მოლეკულები, მით უფრო სწრაფად მოძრაობენ ისინი. ამიტომ მოლეკულები უფრო ხშირად და უფრო ძლიერად ეჯახებიან ერთმანეთს, მათ მეტი სივრცე სჭირდებათ და წნევა, რომელსაც აირის მოლეკულები ახორციელებენ ბალონის გარსზე, იზრდება. მეტი მოცულობაა საჭირო იმისათვის, რომ გაუძლოს წნევას, ამიტომ მასალა ფართოვდება.

მაგრამ წყალი სხვაგვარად იქცევა. დაახლოებით 4 გრადუს ცელსიუსამდე გაგრილებისას წყლის მოცულობა იკლებს, რაც სავსებით მოსალოდნელია. თუმცა, თუ ტემპერატურა კვლავ იკლებს, მაშინ წყალი იწყებს გაფართოებას. ანუ მისი სიმკვრივე მაქსიმალურ მნიშვნელობას 4 გრადუსზე აღწევს. ამ თვისებას წყლის სიმკვრივის ანომალია ეწოდება.

მაგრამ საიდან მოდის? ეს ყველაფერი მოლეკულებზეა: წყლის ერთი მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ერთი ჟანგბადის ატომისგან – აქედან მოდის კარგად ცნობილი ქიმიური ფორმულა H2O. თუმცა, ეს ატომები იზიდავს ელექტრონებს წყლის მოლეკულაში სხვადასხვა სიძლიერით.

ეს ქმნის ოდნავ დადებით სიმძიმის ცენტრს წყალბადისთვის და უარყოფითს ჟანგბადისთვის. წყლის მოლეკულების შეჯახებისას ერთი მოლეკულის წყალბადის ატომები იზიდავს და მიმაგრებულია მეორე მოლეკულის ჟანგბადის ატომებთან – წარმოიქმნება ე.წ.

როცა წყალი გაცივდება, მეტი სივრცეა საჭირო

თხევად წყალში წყალბადის ბმების წარმოქმნის გამო ჩნდება ადგილები, სადაც მოლეკულები დალაგებულია ისევე, როგორც ყინულის კრისტალებში. ეს ეგრეთ წოდებული მტევანი არ არის ისეთი ძლიერი, როგორც მყარ კრისტალში: მაღალ ტემპერატურაზე ისინი ძალიან სწრაფად იცვლება.

როგორც წყალი გაცივდება, უფრო და უფრო მეტი ეს მტევანი ჩნდება. და მათ უფრო და უფრო მეტი სივრცე სჭირდებათ - ამ მიზეზით, წყალი იწყებს გაფართოებას 4 გრადუსი ცელსიუსის ზღვრული მნიშვნელობის მიღწევის შემდეგ. თუ ტემპერატურა ნულზე დაბლა დაეცემა, მაშინ მტევნებიდან წარმოქმნილი ყინულის უმცირესი კრისტალები ჭარბობს და წყალი იყინება.

ბევრი ბუნებრივი პროცესისთვის წყლის ეს უჩვეულო თვისება ძალიან მნიშვნელოვანია. ვინაიდან ყინულის სიმკვრივე ოდნავ ნაკლებია ცივი წყლის სიმკვრივეზე, მას შეუძლია წყალსაცავის ზედაპირზე ცურვა. ამის გამო წყალი ზემოდან ქვევით იყინება, ბოლოში კი წყლის მაქსიმალური სიმკვრივის 4 გრადუსიანი ფენაა. ეს საშუალებას აძლევს თევზს და წყლის სხვა ბინადრებს გადაურჩონ ზამთარს წყალსაცავის ფსკერზე და არ გაიყინონ.