Rohan – to je velmi pěkná otázka. Předpokládám, že máte na mysli kapalnou vodu, nikoli led, protože 4°C je o teplotě (T), při které má kapalná voda minimální objem, při atmosférickém tlaku.
expanze vody při nižším T vyplývá z molekul vody, které se uspořádají, aby se minimalizovala energie jejich interakcí. U většiny molekul to obvykle zahrnuje trochu stlačování, ale voda má nízkoenergetické uspořádání, které je spíše otevřené. Když se věci ochladí, usadí se do nižších energetických uspořádání. Při vyšším T, molekuly vzorkují ještě vyšší energetické stavy, a většina z nich je volně zabalena, takže kapalina expanduje – typičtější chování.
neřekl jsem, proč je 4°C zvláštní. Ve struktuře vody se tam neděje nic zvláštního. 4°C je náhodou T, při kterém se expanze v důsledku usazování do zvláštních nízkoenergetických stavů a kontrakce v důsledku obecného trendu trávit více času v kontaktu při nízkém T zruší.
0°C je jiná věc. V tom T, tendence k usazování do speciální nízkoenergetické struktury kooperativním způsobem uteče, a tvoří se ledové krystaly. Vzorky vody těsně nad a pod 0°C jsou velmi odlišné. Těsně nad a pod 4°C jsou téměř stejné.
Mike w.
(zveřejněno 22.10.2007)