Вода – най-невероятната молекула във Вселената

 ·

Flyer

Горд собственик на сайта © Логиката ще те отведе от точка А до точка В. Въображението ще те отведе навсякъде.

razdelitel

bgtop-vote-new

В момента има доста статии, които са копирани от сайта СВЕЖА НАУКА. Докато се заемем с въпросните статии, моля не се колебайте да посетите СВЕЖА НАУКА за повече информация.

razdelitel

FavoriteLoadingДобави в любими

razdelitel

Водата е навсякъде около нас, приели сме я за даденост, и въпреки всичко, все още има с какво да ни изненада.

water-dropletНай-изобилната субстанция във Вселената веднага след водорода. Тя е способна да разтвори повече материали от всеки друг разтворител. Съхранява невероятно голямо количество енергия. Познатият ни живот не би бил възможен без нея. И въпреки че покрива 70% от повърхността на планетата ни, все още има места където не е достатъчна.

Вода. В много отношения водата е субстанцията, която познаваме най-добре, може би от части защото съставлява 75% от тялото ни. Всеки ден пием вода, къпем се с вода, чистим и мием с нея. И все пак учените изпитват затруднения да обяснят много от забележителните й свойства, а 21-и век ни кара да мислим за водата като нещо, което не познаваме достатъчно добре.

През по-голямата част от човешката история, водата се е смятала за един от четирите основни елемента, заедно с въздуха, земята (пръстта) и огъня. Едва през 18-ти век, химикът Антоан Лавоазие пропускайки електрическо напрежение през водата разбира, че тя всъщност е съставена от два газа: водород (от английски hydrogen – буквално „създател на вода“) и кислород.

Химичната формула на водата е H2O – два атома водород и един кислород. Едно от най-забележителните й свойства може да се проследи до водородните връзки, които постоянно се формират и реформират между негативно заредените кислородни, и позитивно заредените водородни елементи. Благодарение на тези връзки, водните молекули се привличат едни към други по-силно от тези на всяко друго съединение.

Именно тези водородни връзки дават на водата уникалните й термични свойства. Необходимо е голямо количество енергия за да се загрее, а в сравнение с други подобни химични съединения, тя притежава удивително висока точка на кипене. Точно това ценно свойство на водата, позволява на нашите тела да отдават голямо количество топлина чрез изпотяването.

Друго следствие от водородните връзки е капилярното налягане (темата от първата публикация на Айнщайн), което възниква, например, между тънките власинки на четка за боядисване. Водните молекули се привличат толкова силно едни към други, че превъзмогват силата на гравитацията. Когато водата се изпарява от най-високите листа по клоните на дърветата, тя увлича водните молекули след себе си, чак от корените на дървото.

Най-невероятната молекула във Вселената-h20-fb

Друго забележително следствие от водородните връзки е силното повърхностно напрежение на водата. Характеризира се със способността на водата да формира капки и позволява на някои насекоми буквално да ходят по нея. То може да бъде толкова силно, че недоносените новородени, които изпитват недостиг на вещества отслабващи повърхностното напрежение в течностите, могат да се изтощят от усилието, което полагат за да дишат. За щастие, в наши дни, такива вещества са на разположение като медикаменти.

Фактът, че водата има слаби негативни и позитивни поляритети я прави „универсален разтворител“. Тя перфектно разтваря соли, захари, киселини, алкали и дори газове като въглеродния диоксид. Това са така известните хидрофилни вещества, „обичащи водата“.

От друга страна, мазнините и маслата се класифицират като хидрофобни вещества, защото не притежават електрически заряди в краищата си. В резултат се привличат по-силно към себе си, отколкото към водата. За да измием такова вещество от ръцете или дрехите ни, имаме нужда от добре познатия сапун. Той притежава както хидрофилни, така и хидрофобни краища, които разкъсват мазнините на малки капчици, разнасящи се лесно от водата.

От едно състояние в друго

Още по-забележителното е, че на практика водата е единствената субстанция позната на науката, която при преминаване от течно в твърдо агрегатно състояние се разширява. Всяка друга субстанция се свива и става по-плътна когато замръзва, но благодарение тези свойства, ледените кубчета плуват по повърхността на питиетата ни. По-важното за водните обитатели е, че водоемите замръзват от повърхността надолу.

Забележителната ниска плътност на леда се дължи на факта, че в течно състояние водните молекули се нуждаят от енергия за да поддържат динамичните си позиции, които заемат. С намаляване на температура, водните молекули започват да се подреждат в класическа решетъчна структура. Но за да се образува кристалната решетка на леда, разстоянието между молекулите трябва да нарасне, и така водата в твърдо състояние намалява плътността си с около 9%.

Твърдението, че всяка снежинка е различна и няма две еднакви, придобива известен смисъл когато вземете предвид начина, по който замръзват водните молекули, в зависимост от влажността и температурата. И като добавите факта, че един снежен кристал съдържа около 10 секстилиона (10 последвано от 18 нули) водни молекули, е лесно да разберете, че възможните комбинации са невъобразимо много.

Кръговрат на живота

Водата също така е изключително динамична, постоянно се движи по повърхността на Земята в кръговрат на изпарение, кондензация, утаяване и завръщането й отново в моретата и реките. Същият затворен цикъл работи и при живите организми, където съставките на водата, кислород и водород, непрекъснато се свързват и разделят в познатите ни процеси на дишане и фотосинтеза.

Освен че не можем да живеем без вода, също и произвеждаме вода. Всеки път когато молекула глюкоза се разпада, произвеждаме шест молекули вода, реакция която се случва във всеки човешки организъм около 6 септилиона (6 последвано от 24 нули) пъти на ден. Но явно това не е достатъчно дори за нашето тяло.

Вероятно водата ще става още по-гореща тема през следващите десетилетия. Едва 3% от всичката вода на Земята е питейна, останалите 97% се намира в океаните. А около 70% от питейната съставлява глетчерите и ледените шапки на Антарктида. С количеството вода на Земята можем да образуваме сфера с диаметър от около 1 384 км. Това може да изглежда много, но истината е че имаме достъп само до малка част от всичката тази вода. Учените предричат, че по някое време в рамките на 21-ви век, питейната вода ще задмине цените на петрола.

Често се злоупотребява с известния цитат на Алберт Айнщайн, според който има два начина да изживеем живота. Първият, като мислим, че чудесата не съществуват, а вторият, че всяко нещо е чудо. И ето, водата е просто част от природата, напълно естествена, изобилна, но в същото време толкова необходима за живота, че буквално нашите клетки се къпят в нея. Някак си  е тъжно, че не всеки път успяваме да видим чудото във водата. А може би животът на тази планета е просто вода.



Видяно 3907 пъти



  • 

    Подобни материали

    

    Вашият коментар

    Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *