Dilatación Irregular del agua
Como ya se ha municionado anteriormente el volumen se los líquidos aumenta cuando su temperatura aumenta, los líquidos tiene un coeficiente de expansión aproximadamente diez veces más grande que el coeficiente de expansión de un sólido.
El agua es el líquido que rompe con la afirmación anterior, ya que es el único líquido que al presentar un cambio de temperatura pequeño, digamos de 0 grados Celsius a 4 grados Celsius, el agua se contrae y por consiguiente su densidad incrementa.
El agua arriba de 4 grados Celsius, su expansión con temperatura creciente se comporta como se espera que se comporte en cualquier líquido, y se puede decir que a 4 grados Celsius, el agua alcanza su valor máximo de densidad l cual es de 1000 Kg/m3.
Este comportamiento del agua se puede notar de mejor manera a ver como se congela una charco de agua, el proceso de congelamiento de este es lento y comienza de arriba hacia abajo, cuando la temperatura de la atmosfera baja de 8 grados Celsius a 6 grado Celsius, el agua que se encuentra en la superficie del charco se enfría y el volumen de esta se reduce, en consecuencia su densidad aumenta, al ser la densidad del agua que se encuentra en la superficie mayor que la densidad del agua que se encuentra debajo de ella, el agua de la superficie se hunde y en agua caliente es forzada a subir a la superficie para posteriormente ser enfriada y seguir con el proceso, a este proceso se le llaman corriente ascendente.
Ahora cuando la temperatura de la atmosfera se encuentra entre 4 grados Celsius y 0 grados Celsius, el agua en la superficie se expande al ser enfriada a esta temperatura y como resultado su densidad disminuye, al ser el agua de la superficie menos densa que el agua que se encuentra debajo de ella, el agua del a superficie se mantiene en la superficie hasta ser congelada, al ser congelada el agua se convierte el hielo y como este es menos denso que el agua más caliente que se encuentra debajo, el hielo se mantendrá en la superficie y se seguirá acumulando mientras que el agua debajo de él se mantendrá a 4 grado Celsius.
Se debe reflexionar que si este proceso no ocurriera toda forma de vida (flora y fauna) marina no serian capases de sobrevivir al invierno, solo escasas excepciones lo lograrían.
Otro ejemplo se presenta en las tuberías de agua en el invierno y explica porque alguna de estas revienta, cuando a través de la tubería sale la energía del agua por medio del calor y esta energía es transferida al aire frio en el exterior, las capas en la parte exterior del agua en la tubería se congelan primero.
Por la presión el hielo que se acumule en la tubería será concentrado en el centro de la misma y mientras existe un punto de abertura en el hielo por donde pueda fluir el agua, esta se podrá seguir expandiendo a medida que el agua se vaya aproximando a 0 grados Celsius, el agua se continuara congelando y se acumulara en una sección de la tubería hasta hacer una especie de tapón, al no poder continuar el hielo con su expansión y con la presión del agua en el hielo provocarían que la tubería se reviente.
En el siguiente video puedes observar un experimento que demuestra este fenómeno:
