Suyun donarken hacmi neden artar

Maddenin hal değişimi ısı ve sıcaklık dengeleri ile gerçekleşmektedir. Normal şartlar altında belli basınç ve nem değerlerinde maddenin hal değişimi ısı ve sıcaklık artışına ve azalışına göre değişmekte ve maddenin tanecikli yapısı buna göre şekil almaktadır.

Su, normal şartlar altında ve belli basınç değerlerinden deniz seviyesinde yüz derecede kaynamaktadır. Suyun kaynaması buharlaşmanın yoğunlaşması anlamına gelir. Her sıcaklıkta meydana gelen buharlaşma kaynama ile maddenin hal değişiminin hızlanmasına neden olur.

Su donma noktasında sıfır derecede bir başlangıç gösterir. Sıfırın altındaki değerlerde suyun buz hale geldiği bilinmektedir. Suyun katı haline buz, gaz haline buhar denir. Suyun buharlaşırken genişlediği gibi donarken de hacminin arttığı bilinmektedir.

Suyun molekül yapısında  hidrojen ve oksijen bulunmaktadır. Bu da hidrojen bağlarının oluşmasına neden olur. Donma noktasında hidrojen bağlarının genişlemesi suyun hacminin donarken artmasına neden olmaktadır. Suyun hacminin artması ve suyun katısının sıvısının içinde yüzmesi denizlerde, okyanuslarda, göllerde ve su birikintilerinde canlıların hayatlarına devam etmelerine neden olur.

Suyun donarken hacminin artması suyun karakteristik özelliklerine bağlı olarak gerçekleşir. Suyu meydana getiren elementlerin oluşturduğu molekülün özellikleri donma noktalarında bağ olarak genişler ve suyun kapladığı alan artar. Buzun kapladığı alanın artması hacmin artması olarak gerçekleşir ve yoğunluğu düşerek sıvı içinde buz yüzmeye başlar.