Post by Kurt GMen så kan jeg jo fortsætte med at spørge om hvorfor krystallerne er
svære at stakke? Men jeg giver mig tilfreds med dette svar.
Så vidt jeg har forstået er det sådan her:
I vand er ethvert iltatom er kovalent bundet til to
brintatomer. Samtidig er iltatomerne i vand svagt negativt ladede,
mens brintatomerne er svagt positivt ladede. Derfor vil et iltatom
gerne sidde i nærheden af brinatomer fra andre vandmolekyler. Hvis et
iltatom således sidder tæt på et brintatom uden at de er kovalent
bundet, så kaldet det en brintbinding.
I den optimale struktur er ethvert brintatom kovalent bundet til et
iltatom og brintbundet til et andet iltatom, mens ethvert iltatom er
kovalent bundet til to brintatomer og brintbundet til to andre
brintatomer. Hvis man laver nogen små molekylemodeler i plastik kan
man se at disse mål ikke er helt lette at opnå, og hvis alle molekyler
skal være tifredse, så kræver det et forholdsvis stort volumer per
molekyle.
Hvis du køler et system af vandmolekyler ned, så vil systemet få mere
og mere lyst til at minimere sin energi. Dette kræver at antallet af
brintbindinger stiger. Men antallet af brintbindinger kan kun stige
hvis systemet udvider sig. Så jo mere du køler systemet ned desto mere
udvider det sig. Med andre ord har vand ved tilpas lav temperatur en
negativ varmeudvidelses koefficient.
Ved højere temperatur gætter jeg på at denne effekt bliver overdøvet
af andre effekter. I hvert falt har vand ved høj temperatur en positiv
varmeudvidelseskoefiicient lige som de fleste andre stoffer. Men tæt
på 4C er varmeudvidelseskoefficienten 0, så ved denne temperatur har
systemet dn største vægtfylde.
Niels