Gölet Neden Dipten Ziyade Yüzeyde Donmaya Başlar?

Sıvılar, genellikle artan sıcaklık ile hacim olarak artar ve katılarınkinden yaklaşık 10 kat daha fazla hacimsel genleşme ortalama katsayılarına sahiptir. Soğuk su ise bu kuralın istisnasıdır.

Sıcaklık 0 dereceden 4 dereceye yükseldikçe, suyun hacmi azalır ve bu neden ile yoğunlu artar. 4 derecenin üzerinde, su artan sıcaklık ile genleşir ve böylece yoğunluğu azalır. Bu nedenle, suyun yoğunluğu 4 derecede maksimum 1000 g/cm^3 değerine ulaşır.

Suyun bu olağandışı ısıl genleşme davranışını, bir göletin neden neden dipten ziyade yüzeyde donmaya başladığını açıklamak için kullanabiliriz.

Hava sıcaklığı örneğin 9 dereceden 8 dereceye düştüğünde, bu sıcaklıklardaki su yüzeyi de soğu ve sonuç olarak hacim azalır. Yüzeydeki su, altındaki soğumamış ve hacim olarak azalmamış sudan daha yoğundur. Sonuç olarak, yüzey suyu dibe çöker ve alttan daha sıcak su yüzeye hareket eder. Bunun ile birlikte, hava sıcaklığı 4 derece ile 0 derece arasında olduğunda, suyun yüzeyi soğurken genleşir ve alttaki su daha az yoğun hale gelir. Karıştırma işlemi durur ve sonunda yüzeyi donar. Su donarken, buz yüzeyde kalır, çünkü buz sudan daha az yoğundur. Buz, yüzeyde birikmeye devam ederken, tabana yakın su ise 4 derecede kalır. Eğer böyle bir şey olmasaydı balık ve diğer deniz canlıları hayatta kalamazlardı.