Hvorfor udvider vandet sig, når det afkøles? En ny forklaring

I århundreder er vi blevet lært, at vand udvider sig, når det afkøles til under 4°C, indtil det når sin laveste massefylde omkring 4°C, hvilket gør det til det eneste kendte stof, hvis faste stof er mindre tæt end dets flydende form.

Vands ejendommelige adfærd har en stor effekt på Jordens økosystem, fordi uden det ville store vandmasser sandsynligvis fryse fuldstændigt i løbet af vintre med drastisk afkøling.

Det har ikke været helt klart, hvorfor netop vand trodsede en så åbenlys tendens i naturen til at fortætte ved afkøling og i stedet opførte sig fuldstændig kontraintuitivt.

Ny forskning, udført af to forskere ved University of Buffalo - Department of Mechanical and Aerospace Engineering, sigter mod endelig at bringe sagen til ro ved at udvikle en model baseret på en grundlæggende teori om væske- og faststofegenskaber for stoffer. Den nye model forudsiger ikke kun, at vand, men andre stoffer som silicium og flydende natrium vil vise ekspansion ved afkøling.

Ifølge artiklen forudsiger modellen, at vand opfører sig, som det gør på grund af "et samspil mellem flere fundamentale processer på atomær skala, når de organiserer sig i lokalt foretrukne klynger, der har højere tæthed og mere løst pakkede strukturer med større termiske udsving omkring."