Вода и ее метаморфозы: как и почему

Всем привет! В статье «Вода: интересное о привычном» я рассказала об удивительных свойствах знакомой нам субстанции. Теперь вы знаете, вода — вещество еще не до конца изученное и наука до сегодняшнего дня корпит над объяснением ее загадочных свойств, анализирует ее необычные состояния и ставит эксперименты.

В этой заметке хочу поговорить с вами о простых фактах, связанных с водой. Вы узнаете о метаморфозах этой уникальной субстанции, о которых мы обычно не задумываемся настолько естественным явлением это нам кажется. Но тем не менее каждое превращение воды тщательно изучено и обосновано научной мыслью.

Кипяток в чайнике, лед в морозилке, синие океанские волны — знакомо? Но почему и как все это происходит? Сейчас расскажу.

Почему вода замерзает и кипит?

Вода в жидком состоянии — это вещество, в котором молекулы постоянно движутся. Они связаны между собой, но не могут образовать устойчивую структуру. Этой подвижностью объясняется способность воды принимать форму сосуда, в который она помещена. При этом вне сосуда вода мгновенно расплещется — она не способна держать форму. Эти свойства как раз понятны и знакомы.

Что происходит с водой при температуре 0°С?

Энергия теплового движения снижается, над ней начинает превалировать энергия молекулярных связей. То есть чем ниже опускается температура — тем меньше препятствий для создания устойчивых молекулярных соединений. Расстояние между молекулами становится больше, плотность воды — меньше. В результате образуется кристаллическая структура воды, которую мы знаем как лед.

Все вроде просто. Но и здесь вода не обходится без сюрпризов. В отличие от остальных жидкостей, она при замерзании не сжимается, а расширяется.

Это свойство подметили еще наши предки, обитающие в северных землях Европы. Они понятия не имели о плотности и молекулярных связях, но это не мешало им использовать особенность льда для получения каменных монолитов, применяемых в строительстве. Чтобы изготовить нужные блоки, в трещины и специально проделанные в скалах пазы заливали воду. Она замерзала и выполняла роль «взрывчатки», дробя горные породы.

Теперь о кипении. Здесь тоже виноваты молекулярные связи. При температуре 100°С они разрываются. Молекулы отделяются друг от друга и воспаряют вверх — становятся паром.

Почему вода цветная?

Еще один интересный вопрос. Мы привыкли к тому, что вода в водоемах бывает разного цвета — от лазурного до желтого или болотисто-зеленого. Почему так происходит, если сама по себе вода прозрачная?

Тому есть несколько причин:

• Вода обладает способностью поглощать, преломлять и отражать световые лучи. Попадая в толщу воды, первыми в ней рассеиваются коротковолновые лучи (синие, голубые, фиолетовые). Именно они дают синий цвет воде. Такой эффект возможен лишь при глубине не менее нескольких метров. Чем глубже водоем — тем интенсивнее цвет. Если зачерпнуть воду ладонями, мы снова увидим ее прозрачной. Потрясающе, не так ли?

• Кроме того, цвет воды зависит и от ее чистоты. Чем больше в воде примесей, тем разнообразнее цветовая палитра. Воду с большим количеством примесей можно наблюдать близ морского побережья, в реках и озерах. Примеси — это ил, песок, неорганический мусор, микроорганизмы и растения. Например, эффект «цветущей» воды — это чрезмерно разросшийся фитопланктон. Он окрашивает водоемы во все оттенки зеленого.

Все интереснее, чем кажется

Еще немного любопытных фактов:

• Обгореть на солнце вблизи водоема легче, чем в пустыне. А знаете почему? Потому что вода отражает ультрафиолетовые лучи. Именно они делают незащищенную кожу красной. Кстати сказать, это свойство распространяется и на воду в бассейне.

• 70% поверхности Земли — вода. Это крайне полезный факт, потому вода прекрасно поглощает тепло. Большое ее количество не дает Солнцу сжечь планету до состояния пустыни.

• Помимо будничной пресной или соленой морской воды, существует также вода аномальная. Ее свойства не вписываются в рамки привычных «трех состояний». Но эта тема достойна отдельного обсуждения. И я расскажу об этом в следующий раз.

Чистой вам воды, друзья, и только интересной информации.