Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле. Леонардо да Винчи
Где-то в Африке женщина проходит в год 2600 км в поисках воды. Никто лучше неё не понимает, что вода - это чудо из чудес. Мы же цены ей не знаем, а потому не дорожим ею, сливая в нее отходы производств и всяческие нечистоты. Некоторые специалисты уверяют, что вода имеет память и на не таких уж больших расстояниях она нам отомстит нашим же перерождением, ведь "в человеческом организме 90 % воды, как, наверное, в Паганини 90 % любви".
Что же такое вода? Ее основные химико-физические свойства известны еще со школы: она не имеет цвета (хотя если смотреть на морскую поверхность, она синяя, что происходит вследствие молекулярного рассеивания солнечного света), вкуса и запаха; замерзает при температуре 0°С, а закипает при +100°С. Вода обладает уникальной способностью расширяться при замерзании, поэтому замерзшая вода (лед) плавает на поверхности водоема.
На Земле вода встречается в жидком, газообразном, парообразном состоянии и в виде льдов и ледников. Это, между прочим, основной запас пресной воды планеты. Довольно значительная поверхность Земли покрыта снегом, толщина снежного покрова достигает 20 м. Льдами покрыто также обширное пространство, как правило, выше снеговой границы поверхности планеты. Образуются ледники из осадков и существуют на протяжении многих лет, даже столетий, находясь в постоянном движении (примерно 1 метр в сутки вверх или вниз в зависимости от времени года). Ледники хранят в себе огромные запасы пресной чистой воды и дают начало многим рекам. Но как доставлять такую воду до потребителя, к сожалению, пока не придумано.
В истории нашей планеты вода имеет исключительно важное значение. Пожалуй, никакое другое вещество не может сравниться с водой по своему влиянию на ход тех величайших изменений, которые претерпела Земля за многие сотни миллионов лет своего существования. Не менее важна роль воды и для жизни растительного и животного мира Земли. Вода может существовать без всякого участия жизни, но жизнь без воды невозможна. Уже один этот факт дал право нашим предкам утверждать, что вода появилась на Земле раньше, чем зародилась жизнь.
Велика роль воды и в технике. Невозможно представить такую отрасль промышленности, где бы в том или другом виде не применялась вода. Вода служит источником энергии. Вода переносит тепло. Вода используется как прекрасный растворитель для многих веществ. Вода является той средой, в которой протекает огромное количество различных химических процессов.
Горячий лёд Лёд не тонет в воде. Это - одна из особенностей воды. Однако нам не следует думать, что поведение воды всегда «безнадёжно»: иногда она начинает вести себя вполне нормально, так же, как и все другие жидкости. Знаете ли вы, что бывает лёд, который тонет в воде? Такой лёд удалось получить около сорока лет назад. При этом было обнаружено, что вода может давать лёд четырёх различных видов, не считая обыкновенного: лёд II, лёд III, лёд V и лёд VI (существование льда IV находится под сомнением).
Возьмём стальной цилиндр и наполним его водой. Сдавим воду до 2000 атмосфер и охладим до тридцати градусов мороза. Вода застынет в нём в обыкновенный лёд. С помощью винта станем при этой температуре увеличивать давление. Прибор показывает 2115 атмосфер, и мы замечаем, что дальнейшее вращение винта уже не приводит к повышению давления. Это происходит потому, что обыкновенный лёд переходит в так называемый лёд III, который не только плотнее обыкновенного льда, но на пять процентов плотнее воды.
Естественно, он будет занимать меньший объём, почему при движении винта и не увеличивается давление. Лёд III - это лёд, который тонет в воде.
Если поднять давление до 3 тысяч атмосфер и охладить цилиндр до минус 80 градусов, то образуется лёд II, который плотнее обыкновенного льда на 22 процента. Быстро развинтив прибор, можно успеть высыпать этот лёд на стол. При этом будет наблюдаться интересное явление: лёд II, увеличиваясь в объёме, станет вспучиваться и рассыпаться в порошок обыкновенного льда (льда I), подобно тому как растёт в своём объёме и рассыпается известь при гашении её водой.
При давлениях немногим выше 20 тысяч атмосфер вода даёт новый лёд, - лёд VI, который плотнее воды на 9,5 процента. Чтобы расплавить такой лёд, надо нагреть его до плюс 80 градусов. Это уже, так сказать, «горячий» лёд.
Теперь предположим, что мы сжали воду в цилиндре до нескольких тысяч атмосфер и после этого выставили его на мороз. Лопнет ли наш цилиндр при замерзании воды? Нет, не лопнет. Ведь он выдержал давление, под которым находилась вода! При застывании воды в таких условиях давление в цилиндре не возрастает, а падает, так как образующийся лёд плотнее воды и занимает меньший объём.
Особенность воды, связанная с увеличением объёма при замерзании, имеет место только при давлениях ниже 2000 атмосфер. При более высоких давлениях эта особенность исчезает, и поведение воды становится похожим на поведение всех других веществ.
Следовательно, нельзя без оговорки утверждать, что лёд всегда плавает в воде и плавится при нуле градусов. При известных условиях лёд может быть тяжелее воды и иметь температуру плавления даже плюс 80 градусов.
Холодный кипяток Температура плавления льда - величина непостоянная. Она зависит от давления: чем выше давление, тем ниже температура, при которой плавится лёд. А будет ли сказываться изменение давления воздуха или пара над водой на значении температуры кипения воды? Попробуем ответить на этот вопрос с помощью простого рассуждения.
Кипение жидкости начинается тогда, когда пузырьки пара, образующиеся ниже поверхности, получают возможность выходить наружу. Чтобы пузырёк пара существовал и рос в своём объёме, он должен преодолевать внешнее давление: давление пара внутри пузырька должно по меньшей мере быть равным внешнему давлению или превышать его. Каждый знает, что нельзя беспредельно нагревать воду в плотно закрытом сосуде: рано или поздно образующийся пар обязательно разорвёт сосуд. Значит, давление пара растёт с повышением температуры. А раз это так, то мы можем заключить, что чем больше давление, тем выше температура кипящей воды.
Так оно в действительности и есть. Температура кипения воды в паровом котле, работающем при двух атмосферах, равна 121 градусу, а при десяти атмосферах-180 градусам. При 84,8 атмосферы температура кипения воды равна 300 градусам.
При пониженном давлении, наоборот, вода закипает при температуре более низкой, чем 100 градусов. Известно, что на высоких горах воздух разрежён, и чем выше гора, тем меньше давление воздуха над нею. Поэтому, например, на вершине Монблана (высота его равна 4810 метрам) вода кипит при 84 градусах, а на высоте 7360 метров - при 75,9 градуса.
При давлении в одну восьмую атмосферы вода кипит уже при 50 градусах, а при давлении в одну восьмидесятую атмосферы при 10 градусах. В таком кипятке уже не сваришь мясо и, конечно, не обожжёшься, а скорее замёрзнешь.
А может ли случиться так, что вода, нагретая до 100 градусов, при обычном давлении не кипит? Да. Это бывает в тех случаях, когда вода не содержит никаких растворённых газов. В этом случае воду можно «перегреть» выше 100 градусов. Но если в такую перегретую воду попадает хотя бы немного газа, сразу же образуется огромное количество пара. Подобное явление может служить причиной взрыва паровых котлов.
Величина теплоты парообразования также изменяется в зависимости от условий, при которых происходит испарение. Чем выше температура воды, тем меньше надо добавить теплоты, чтобы перевести воду в пар. В конце концов можно достигнуть такого состояния, когда для перевода жидкости в пар уже не потребуется совершенно никакой теплоты. Для каждой жидкости это состояние характеризуется вполне определёнными температурой и давлением. Для воды это состояние наступает при 380,5 градуса и при давлении в 217,5 атмосферы.
Память воды Исследования знаменитого японского ученого Масару Эмото показывают, что вода способна впитывать, хранить и передавать человеческие мысли и эмоции. Форма кристаллов льда, образующихся при замерзании воды, не только зависит от ее чистоты, но и изменяется в зависимости от того, какую над этой водой исполняют музыку, какие ей показывают изображения и произносят слова, и даже от того, думают люди о ней или не обращают на нее внимания (см.
