Zgjerimi linear i ujit gjatë ngrirjes. Vetitë e ujit: “Mrekullitë e zakonshme” në jetën tonë

Kur uji ngrin, ai ka nevojë për më shumë hapësirë sesa në gjendjen e tij të lëngshme.

Kjo e dallon ujin nga shumica e lëngjeve dhe gazeve që kompresohen kur ftohet. Por pse ajo sillet kaq e pazakontë?

Shumica e substancave zgjerohen kur nxehen dhe tkurren kur ftohen. Në gazrat ky efekt është veçanërisht i dukshëm. Lëngjet sillen në të njëjtën mënyrë. trupat e ngurtë. Shembull i mirë– ajri në një tullumbace: në mot i ftohtë topi tkurret dhe madje mund të shpërthejë pranë një radiatori ngrohjeje.

Molekulat kanë nevojë për hapësirë

Arsyeja për këtë model janë molekulat: sa më i ngrohtë të jetë objekti ose gazi, domethënë sa më shumë energji të marrin molekulat, aq më shpejt lëvizin. Prandaj, molekulat përplasen më shpesh dhe më fort, kanë nevojë për më shumë hapësirë dhe presioni që molekulat e gazit ushtrojnë në guaskën e balonit rritet. Për të përballuar presionin, nevojitet më shumë vëllim, kështu që materiali zgjerohet.

Por uji sillet ndryshe. Kur ftohet në rreth 4 gradë Celsius, vëllimi i ujit zvogëlohet, gjë që është e pritshme. Megjithatë, nëse temperatura vazhdon të bjerë, uji fillon të zgjerohet. Kjo është, dendësia e saj arrin vlera maksimale në 4 gradë. Kjo veti quhet anomali e densitetit të ujit.

Por nga vjen? Gjithçka ka të bëjë me molekulat: një molekulë uji përbëhet nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni - prandaj e njohura formula kimike H2O. Sidoqoftë, këto atome tërheqin elektrone në molekulën e ujit me forca të ndryshme.

Kjo krijon një qendër paksa pozitive të gravitetit të ngarkesës për hidrogjenin dhe një qendër negative të gravitetit për oksigjenin. Kur molekulat e ujit përplasen, atomet e hidrogjenit të një molekule tërhiqen dhe bashkohen me atomet e oksigjenit të molekulës tjetër - duke formuar një të ashtuquajtur lidhje hidrogjeni.

Ndërsa uji ftohet, nevojitet edhe më shumë hapësirë

Për shkak të formimit të lidhjeve hidrogjenore në ujin e lëngshëm, ka vende ku molekulat janë të renditura në të njëjtën mënyrë si në kristalet e akullit. Këto të ashtuquajtura grupime nuk janë aq të forta sa në kristal i ngurtë: me më shumë temperaturat e larta ndryshojnë shumë shpejt.

Ndërsa uji ftohet, shfaqen gjithnjë e më shumë nga këto grupime. Dhe ata kanë nevojë për gjithnjë e më shumë hapësirë - për këtë arsye, uji fillon të zgjerohet pasi të arrijë vlera e pragut 4 gradë Celsius. Nëse temperatura bie nën zero, kristalet e vogla të akullit të formuar nga grupimet marrin përsipër dhe uji ngrin.

Për shumë proceset natyrore kjo tipar i pazakontë uji është shumë i rëndësishëm. Meqenëse dendësia e akullit është pak më pak densitet ujë të ftohtë, mund të notojë në sipërfaqen e një rezervuari. Falë kësaj, uji ngrin nga lart poshtë, dhe në fund ka një shtresë uji 4 gradë me densitet maksimal. Kjo lejon që peshqit dhe gjallesat e tjera ujore të mbijetojnë dimrin në fund të rezervuarit pa ngrirje.

flaka e ndezur, dhe në të dytën e njëjta sasi nxehtësie vjen nga hekuri relativisht i ftohtë.

Eksperimentet kanë treguar se nuk ekziston asnjë ndryshim në të dyja rastet, dhe për këtë arsye nxehtësia, e konsideruar në lidhje me aftësinë e saj për të ngrohur trupat dhe për të ndryshuar gjendjen e tyre, është një sasi që i nënshtrohet matjes së saktë dhe nuk mund të përfaqësojë dallime cilësore.

K. Maxwell. "Teoria e nxehtësisë" % 1883.

Zgjerimi i ujit gjatë ngrirjes.

Duke filluar nga 4°C. deri në pikën e ngrirjes, uji zgjerohet ndërsa ftohet dhe kur kthehet në akull, zgjerimi i tij ndodh shpejt dhe papritmas. Akulli, siç e dini, noton në ujë sepse, për shkak të zgjerimit, bëhet më i lehtë se ai.

Forca me të cilën ndodh ky zgjerim i ujit kur ngrin është e madhe. Për të marrë një ide të këtij tensioni, le të bëjmë një eksperiment: uji derdhet në një enë hekuri, muret e së cilës janë gjysmë inç të trasha. Sasia e ujit nuk është e madhe, por e mbush enën; pas kësaj mbyllet fort me kapak të vidhosur në qafë. Ne marrim një anije tjetër të ngjashme. Zhytni të dyja enët në përzierjen ftohëse. Ata ftohen gradualisht, uji brenda tyre arrin pikën e tij dendësia më e lartë, dhe pa dyshim në këtë moment nuk i mbush plotësisht shishet, por lë një zbrazëti të vogël brenda. Por së shpejti ngjeshja e ujit ndalon dhe fillon zgjerimi; zbrazëtia po mbushet dalëngadalë; uji gradualisht lëviz nga gjendje e lëngshme h e ngurtë, dhe vëllimi i saj rritet, dhe muret e enës së hekurit i rezistojnë kësaj rritje të vëllimit. Por rezistenca e tyre është e pafuqishme përballë forcat molekulare: Molekulat janë gjigantë të maskuar. Dëgjohet një përplasje: shishja shpërthen me grimca kristalizuese; e njëjta gjë ndodh me shishen tjetër.

Në një eksperiment tjetër, muret e trasha të një bombe artilerie shpërthyen me një shpërthim të fortë: bomba u mbush me ujë, u vidhos fort dhe u vendos në një vaskë me një përzierje ftohëse. Kur kryeni këtë eksperiment, duhet të mbuloni vaskën me një kanavacë të trashë: kur nuk e bëra këtë, fragmentet e bombës u hodhën deri në tavan.

Tani e kuptoni efektin e ngricës në tubat e ujit në shtëpi. Zakonisht mendohet se tubat shpërthejnë kur akulli shkrihet në tuba *), por në fakt kjo ndodh gjatë ngrirjes:

*) Për shkak të keq përçueshmëri termike muret Dhe dheu, ftohtë shumë ngadalë rreth shkon larg përmes ato Dhe arrin Furnizim me ujë tubacionet V shtëpitë (sidomos V bodrumet) Me e di respektues të jesh vonë është shpesh vetëm Pastaj, Kur jashtë ndërtesë kishte kohë tashmë pas ngrica bëj një hap përpara shkrihet; V kjo, Nga të gjitha probabilitetet, Dhe duhet Shiko arsyeja i zakonshëm jo keqkuptime sikur hidraulik tubacionet plas Jo V ngrirje, A V shkrihet, ato. Jo nga ngrirje ujë, A nga shkrirja akull.- Komp.

A po zgjerohet apo tkurret? Përgjigja është: me ardhjen e dimrit, uji fillon procesin e zgjerimit të tij. Pse po ndodh kjo? Kjo veçori e veçon ujin nga të gjitha lëngjet dhe gazrat e tjerë, të cilët, përkundrazi, ngjeshen kur ftohen. Cila është arsyeja e kësaj sjelljeje të këtij lëngu të pazakontë?

Fizikë klasa e tretë: zgjerohet apo tkurret uji kur ngrin?

Shumica e substancave dhe materialeve rriten në vëllim kur nxehen dhe ulen në vëllim kur ftohen. Gazrat e shfaqin këtë efekt më të dukshëm, por lëngje të ndryshme dhe metale të ngurta shfaqin të njëjtat veti.

Një nga më shembuj të ndritshëm Gazi që zgjerohet dhe kontraktohet është ajri në tullumbace. Kur durojmë tullumbace jashtë në mot nën zero, topi zvogëlohet menjëherë në madhësi. Nëse sjellim një top në një dhomë të nxehtë, ai menjëherë rritet. Por nëse e sjellim tullumbacen në banjë, ajo do të shpërthejë.

Molekulat e ujit kërkojnë më shumë hapësirë

Arsyeja pse ndodhin këto procese të zgjerimit dhe tkurrjes është substancave të ndryshme, janë molekula. Ato që marrin më shumë energji (kjo ndodh në një dhomë të ngrohtë) lëvizin shumë më shpejt se molekulat në një dhomë të ftohtë. Grimcat që kanë më shumë energji përplasen në mënyrë shumë më aktive dhe më shpesh ato kanë nevojë për më shumë hapësirë për të lëvizur. Për të përmbajtur presionin e ushtruar nga molekulat, materiali fillon të rritet në madhësi. Për më tepër, kjo ndodh mjaft shpejt. Pra, a zgjerohet apo tkurret uji kur ngrin? Pse po ndodh kjo?

Uji nuk i bindet këtyre rregullave. Nëse fillojmë të ftohim ujin në katër gradë Celsius, atëherë ai zvogëlon vëllimin e tij. Por nëse temperatura vazhdon të bjerë, atëherë uji papritmas fillon të zgjerohet! Ekziston një veti e tillë si një anomali në densitetin e ujit. Kjo veti ndodh në një temperaturë prej katër gradë Celsius.

Tani që kemi përcaktuar nëse uji zgjerohet apo tkurret kur ngrin, le të zbulojmë fillimisht se si ndodh kjo anomali. Arsyeja qëndron në grimcat nga të cilat përbëhet. Molekula e ujit krijohet nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni. Të gjithë e dinë formulën e ujit që nga ajo kohë klasat fillore. Atomet në këtë molekulë tërheqin elektrone në mënyra të ndryshme. Hidrogjeni krijon një qendër pozitive të gravitetit, ndërsa oksigjeni, përkundrazi, krijon një qendër negative të gravitetit. Kur molekulat e ujit përplasen me njëra-tjetrën, atomet e hidrogjenit të një molekule transferohen në atomin e oksigjenit të një molekule krejtësisht të ndryshme. Ky fenomen quhet lidhje hidrogjenore.

Uji ka nevojë për më shumë hapësirë kur ftohet

Në momentin kur fillon procesi i formimit të lidhjeve hidrogjenore, në ujë fillojnë të shfaqen vende ku molekulat janë në të njëjtin rend si në një kristal akulli. Këto boshllëqe quhen grupe. Ato nuk janë të qëndrueshme, si në një kristal uji të ngurtë. Ndërsa temperatura rritet, ato shemben dhe ndryshojnë vendndodhjen e tyre.

Gjatë procesit, numri i grupimeve në lëng fillon të rritet me shpejtësi. Ata kërkojnë më shumë hapësirë për t'u përhapur, si rezultat i së cilës uji rritet në madhësi pasi të arrijë dendësinë e tij anormale.

Kur termometri bie nën zero, grupet fillojnë të kthehen në kristale të vogla akulli. Ata fillojnë të ngrihen. Si rezultat i gjithë kësaj, uji shndërrohet në akull. Kjo është një aftësi shumë e pazakontë e ujit. Ky fenomen është i nevojshëm për shumë sasi e madhe proceset në natyrë. Të gjithë e dimë, dhe nëse nuk e dimë, atëherë kujtojmë se dendësia e akullit është pak më e vogël se dendësia e ujit të ftohtë ose të ftohtë. Falë kësaj, akulli noton në sipërfaqen e ujit. Të gjithë trupat e ujit fillojnë të ngrijnë nga lart poshtë, gjë që lejon që banorët ujorë në fund të ekzistojnë të qetë dhe të mos ngrijnë. Pra, tani ne e dimë në detaje nëse uji zgjerohet apo tkurret kur ngrin.

Uji i nxehtë ngrin më shpejt se uji i ftohtë. Nëse marrim dy gota identike dhe hedhim ujë të nxehtë në njërën dhe të njëjtën sasi uji të ftohtë në tjetrën, do të vërejmë se ujë i nxehtë do të ngrijë më shpejt se i ftohtë. Kjo nuk është logjike, a jeni dakord? Uji i nxehtë duhet të ftohet para se të fillojë të ngrijë, por uji i ftohtë nuk ka nevojë. Si të shpjegohet ky fakt? Shkencëtarët deri më sot nuk mund ta shpjegojnë këtë mister. Ky fenomen quhet "Efekti Mpemba". Ajo u zbulua në vitin 1963 nga një shkencëtar nga Tanzania në një grup rrethanash të pazakonta. Një student donte të bënte vetë akullore dhe vuri re se uji i nxehtë ngrin më shpejt. Këtë ai e ndau me mësuesin e tij të fizikës, i cili në fillim nuk e besoi.

Dendësia

Dendësia akull i pastërρ h në një temperaturë prej 0 °C dhe një presion prej 1 atm (1,01105 Pa) është e barabartë me 916,8 kg/m3. Me rritjen e presionit, dendësia e akullit rritet pak. Kështu, në bazën e shtresës së akullit të Antarktidës në vendet me trashësinë e saj më të madhe, duke arritur 4200 m, dendësia e akullit mund të arrijë 920 kg/m3. Dendësia e akullit rritet gjithashtu me uljen e temperaturës (me rreth 1,5 kg/m 3 kur temperatura ulet me 10 °C).

Deformimi termik

Me uljen e temperaturës zvogëlohen dimensionet lineare dhe vëllimi i mostrave dhe masave të akullit dhe me rritjen e temperaturës vërehet procesi i kundërt - zgjerimi termik i akullit. Koeficient zgjerim linear akulli varet nga temperatura, duke u rritur me rritjen e tij. Në intervalin e temperaturës nga -20 në 0 °C, koeficienti i zgjerimit linear është mesatarisht 5,5-10~5. dhe koeficienti i zgjerimit volumetrik, në përputhje me rrethanat, është 16.5-10"5 për 1 °C. Në rangun nga -40 në -20 °C, koeficienti i zgjerimit linear zvogëlohet në 3.6-10"5 për 1 °C.

Nxehtësia e shkrirjes dhe sublimimit

Sasia e nxehtësisë e nevojshme për të shkrirë një masë njësi akulli pa ndryshuar temperaturën e saj quhet nxehtësia specifike e shkrirjes së akullit. Uji i ngrirë çliron të njëjtën sasi nxehtësie. Në 0 °C dhe në presion normal atmosferik ngrohje specifike shkrirja e akullit është e barabartë me Lpl = 333,6 kJ/kg.

Nxehtësia latente e avullimit të ujit, në varësi të temperaturës së tij, është e barabartë me
L isp = 2500 - 246 kJ/kg,
ku 6 është temperatura e akullit në °C.

Nxehtësia specifike e sublimimit të akullit, d.m.th. sasia e nxehtësisë e nevojshme për kalimin e drejtpërdrejtë akull të freskët në avull në temperaturë konstante, është e barabartë me shumën e nxehtësisë që kërkohet për të shkrirë akullin L dhe për të avulluar ujin, përdorimi L:
L nën =L nën +L përdorim

Nxehtësia specifike e sublimimit është pothuajse e pavarur nga temperatura e akullit që avullohet (në 0 °C L sublim = 2834 kJ/kg, në -10 °C - 2836, në -20 °C - 2837 kJ/kg). Kur avulli sublimohet, lëshohet një sasi e ngjashme nxehtësie.

Kapaciteti i nxehtësisë

Sasia e nxehtësisë e nevojshme për të ngrohur një njësi masë akulli me 1 °C në presion konstant, thirri kapaciteti specifik i nxehtësisë akull. Kapaciteti i nxehtësisë i akullit të freskët C l zvogëlohet me uljen e temperaturës:
C l = 2,12 + 0,00786 kJ/kg.

Lidhja

Akulli ka vetinë e resorbimit (ngrirjes), e cila karakterizohet nga fakti se kur dy copa akulli bien në kontakt dhe ngjeshen, ato ngrijnë së bashku. Nën ndikimin e lokale presionin e lartë të gjakut Në kontaktet mund të ndodhë një shkrirje e caktuar e akullit. Uji që rezulton shtrydhet në vendet ku presioni është më i ulët dhe ngrin atje. Ngrirja e sipërfaqeve të akullit mund të ndodhë pa presion dhe pa pjesëmarrjen e fazës së lëngshme.

Falë vetive të resorbimit, çarjet në fletët e akullit dhe masivët janë në gjendje të "shërohen" dhe akulli i plasaritur mund të kthehet në akull monolit. Kjo është shumë e rëndësishme kur përdorni akullin si material ndërtimi për ndërtimin strukturat inxhinierike(depo akulli, bërthama të papërshkueshme nga uji strukturat hidraulike dhe etj.).

Metamorfizmi

Metamorfizmi i akullit është një ndryshim në strukturën dhe strukturën e tij nën ndikimin e proceseve molekulare dhe termodinamike. Këto procese manifestohen plotësisht në formimin e akullit metamorfik, kur një grumbull i vazhdueshëm, i padepërtueshëm i kristaleve të akullit formohet me kalimin e kohës nga një grumbullim fillestar i grimcave të borës që mezi prekin njëra-tjetrën. Në këtë rast ndodhin zhvendosje relative të kristaleve, ndryshime sipërfaqësore në formën dhe madhësinë e tyre, deformim dhe rritje të disa kristaleve në kurriz të të tjerëve.

NË akull kristalor metamorfizmi ndodh kryesisht në formën e rikristalizimit kolektiv me një rritje të madhësisë mesatare të kristaleve dhe një ulje të numrit të tyre për njësi vëllimi. Ndërsa madhësia e kristalit rritet, intensiteti i rikristalizimit ngadalësohet.

Vetitë optike

Akulli është një kristal njëaksial, optikisht pozitiv që është dythyes dhe ka indeksin më të ulët të thyerjes nga çdo mineral i njohur. Si rezultat dypërthyerje fluksi i dritës në kristal është i polarizuar. Kjo bën të mundur përcaktimin e pozicionit të boshteve të kristalit duke përdorur Polaroids.

Kur drita kalon përmes akullit polikristalor, vërehet një dobësim i fluksit për shkak të përthithjes dhe shpërndarjes, ndërsa energjia e dritës shndërrohet në nxehtësi, duke shkaktuar ngrohjen rrezatuese dhe shkrirjen e akullit. Drita e shpërndarë përhapet në akull në të gjitha drejtimet, duke përfshirë daljen përmes sipërfaqes së rrezatuar. Për shkak të shpërndarjes së dritës, akulli duket blu dhe madje smerald, dhe nëse është i pranishëm në akull sasi të konsiderueshme përfshirjet e ajrit bëhet e bardhë.

Raporti i sasisë së energjisë së rrezatimit të reflektuar nga sipërfaqja e akullit dhe të shpërndarë nëpër sipërfaqe në energji totale Sasia e dritës që hyn në sipërfaqe quhet albedo e akullit. Vlera e albedos varet nga gjendja e sipërfaqes së akullit - për akullin e pastër të ftohtë, vlera e albedos është rreth 0.4, dhe kur shkrihet dhe kontaminohet sipërfaqja zvogëlohet në 0.3-0.2. Kur bora depozitohet në sipërfaqen e akullit, albedo rritet ndjeshëm. Albedo mbulesë bore varion nga 0,95 për borën e thatë të sapo rënë në rajonet polare dhe malore në 0,20 për borën e ndotur me lagështi.

Voitkovsky K.F. Bazat e glaciologjisë. M.: Nauka, 1999, 255 f.

Faqe 1

Plasaritja e gurit. Gjatë ngricës, sipër u formua një tapë akulli, e cila bllokonte ujin në pjesën e poshtme të plasaritjes.

Zgjerimi i ujit gjatë ngrirjes është një nga shkaqet e një fenomeni tjetër të rëndësishëm në jetën e Tokës - shkatërrimi. shkëmbinj. Gjatë ngricës së pari ngrin shtresa e sipërme; në këtë rast, shtresat më të thella do të bllokohen. Kur këto shtresa fillojnë të ngrijnë, ato, duke u rritur në vëllim, do të zgjerojnë plasaritjen.

Zgjerimi i ujit gjatë ngrirjes është për faktin se me një rregullim të parregullt (ose me një rregullim të rregullt vetëm në zona të ngushta), molekulat e ujit zënë më pak vëllim sesa me një orientim plotësisht të rregullt në rastin e formimit të një strukture tridimite. Për shkak të zgjerimit të ujit gjatë ngrirjes (sipas parimit të Le Chatelier), pika e ngrirjes zvogëlohet me rritjen e presionit. Megjithatë, nëse pas ngrirjes presioni kalon një vlerë të caktuar, atëherë formohen modifikime të tjera të akullit, të cilat janë më të dendura se zakonisht, madje. per pjesen me te madhe më të shtrënguar ujë të lëngshëm. Prandaj, efekti i shpërthimit të ujit të mbyllur në enë hekuri ose që grumbullohet në çarjet e shkëmbinjve nuk ndodh nëse uji është tashmë nën presion shumë të lartë përpara se të ngrijë.

Zgjerimi i ujit gjatë maturimit të tij është mjaft domethënës dhe merret parasysh gjatë funksionimit të kaldajave me avull: ndezja e kaldajave fillon në nivelin më të ulët të ujit në pajisjet matëse të ujit, me TBMI, në mënyrë që deri në kohën kur presioni i avullit në kaldaja arrin nivelin e funksionimit, ky nivel, duke u rritur si rezultat i zgjerimit të ujit, do të arrinte pozicionin e tij normal.

Zgjerimi i ujit kur nxehet ndryshon nga zgjerimi i lëngjeve të tjera, vëllimi i të cilave rritet gradualisht me rritjen e temperaturës. Nëse Presioni i atmosferës normalisht, atëherë uji zë vëllimin më të vogël në 4 C. Ndërsa temperatura bie në O C (pika e ngrirjes), vëllimi i ujit rritet. Në Fig. Figura 9.4 tregon një grafik të vëllimit të ujit në varësi të temperaturës vetëm deri në 14 C, por tashmë është e qartë se kurba ngrihet më pjerrët në pikën e vlimit.

Zgjerimi i ujit gjatë ngrirjes shpjegon edhe faktin se akulli noton mbi ujë dhe nuk bie në fund.

Për shkak të zgjerimit të ujit gjatë ngrirjes në kutinë 2 dhe pamundësisë së daljes së tij në kanalet e ngrira 8 në kuti, krijohet presion i konsiderueshëm, i cili, duke vepruar në pistonin 3, e lëviz atë drejt xhaketës së ujit, e shtrydh kapakun. 4 dhe hap vrimën e mbyllur nga ky kapak, duke rezultuar që uji nga xhaketa e ujit derdhet jashtë.

Për shkak të zgjerimit të ujit gjatë ngrirjes (sipas parimit të Le Chatelier), pika e ngrirjes zvogëlohet me rritjen e presionit. Megjithatë, nëse pas ngrirjes presioni tejkalon një vlerë të caktuar, atëherë formohen modifikime të tjera të akullit, të cilat janë më të dendura se zakonisht, madje në pjesën më të madhe më të dendur se uji i lëngshëm. Prandaj, efekti gris që ka uji në enët e hekurit ose formimi i çarjeve në gurë gjatë ngrirjes nuk ndodh nëse uji është tashmë nën presion shumë të lartë përpara ngrirjes.

Karakteristikat e zgjerimit të ujit janë të një rëndësie të madhe për klimën e Tokës. Shumica(79%) e sipërfaqes së Tokës është e mbuluar me ujë. rrezet e diellit duke rënë në sipërfaqen e ujit, ato reflektohen pjesërisht prej tij, pjesërisht depërtojnë në ujë dhe e ngrohin atë. Nëse temperatura e ujit është e ulët, atëherë shtresat e nxehta (për shembull, në 2 C) janë më të dendura se shtresat e ftohta (për shembull, në 1 C), dhe për këtë arsye fundosen. Vendin e tyre e zënë shtresa të ftohta, të cilat nga ana tjetër nxehen. Kështu, ka një ndryshim të vazhdueshëm të shtresave të ujit, i cili kontribuon në ngrohjen uniforme të të gjithë kolonës së ujit derisa të arrihet temperatura që korrespondon me densitetin maksimal. Me ngrohje të mëtejshme, shtresat e sipërme bëhen gjithnjë e më pak të dendura, dhe për këtë arsye mbeten në krye.

Karakteristikat e zgjerimit të ujit janë të një rëndësie të madhe për klimën e Tokës. Pjesa më e madhe (79%) e sipërfaqes së Tokës është e mbuluar me ujë. Rrezet e diellit, që bien në sipërfaqen e ujit, reflektohen pjesërisht prej tij, pjesërisht depërtojnë në ujë dhe e ngrohin atë. Nëse temperatura e ujit është e ulët, atëherë shtresat e ngrohura (për shembull, në 2°C) janë më të dendura se shtresat e ftohta (për shembull, në 1°C) dhe për këtë arsye zhyten. Vendin e tyre e zënë shtresa të ftohta, të cilat nga ana tjetër nxehen. Kështu, ka një ndryshim të vazhdueshëm të shtresave të ujit, i cili kontribuon në ngrohjen uniforme të të gjithë kolonës së ujit derisa të arrihet temperatura që korrespondon me densitetin maksimal. Me ngrohje të mëtejshme, shtresat e sipërme bëhen gjithnjë e më pak të dendura, dhe për këtë arsye mbeten në krye.