Агрегатные состояния воды в природе – облака, дождь, снег, лед, град, роса, иней туман … мы знакомы с ними с раннего детства.
Агрегатные состояния воды в обычных условиях в природе
Агрегатные состояния воды ежедневно встречаются нам в окружающей нас природе. Они активно влияют на все аспекты жизнедеятельности человека.
В природе в естественных условиях вода, как правило, встречается нам в 3-х основных агрегатных состояниях – это твердое состояние (лед, снег, град, иней … ); жидкое (вода, дождь, туман, роса, радуга, облака …) ; газообразное (пар … ) .
К выше сказанному, важно уточнить, что туман и облака, на самом деле, не являются газообразным состоянием воды. Они являются результатом конденсации водяного пара, а не самим паром как таковым. Подробнее про Водяной пар читайте в статье ВОДЯНОЙ ПАР – ГАЗООБРАЗНОЕ СОСТОЯНИЕ ВОДЫ → .
Круговорот воды в природе
Уникальное свойство воды – возможность быть в природных условиях в трех разных базовых агрегатных состояниях, обеспечивает нашей планете жизненно важный процесс – гидрологический цикл или круговорот воды в природе. Если кратко круговорот воды состоит из таких процессов – осадков, испарения и конденсации. Круговорот воды в природе обеспечивает ее присутствие практически во всех уголках нашей планеты, а вода, как известно, источник жизни. Более подробно про него читайте в нашей статье КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ → .
Жидкое состояние воды в природе
Без воды в жидком состоянии большинство живых существ на нашей планете просто погибнет.
Химическая формула воды – H2O . Два атома водорода имеют положительный заряд, а один атом кислорода отрицательный. Связь между атомами “не сильная”. Поэтому она легко разрывается, впрочем как и устанавливается.
Аккумулируется вода в жидком состоянии в хорошо всем нам известных формах – это океаны, моря, реки, озёра, пруды, ставки, каналы, атмосферных осадках …
Отметим интересный факт – вода в жидком состоянии при фиксированном объёме не имеет фиксированной формы.
Твердое состояние воды в природе
Вода из жидкого состояния переходит в твердое при температуре 0º C (плюс/минус в зависимости от давления). Процесс перехода воды из жидкого состояния в твердое имеет интересную аномалию. При понижении температуры молекулы воды, как и в других материях, сближаются друг с другом. Так происходит вплоть до температуры 4º C. При этой температуре у воды максимальная плотность. При дальнейшем понижении температуры плотность начинает уменьшаться. Благодаря именно этому удивительному свойству лёд плавает, а не тонет. Плотность льда составляет приблизительно 90% от плотности воды.
Вода в твердом состоянии имеет как фиксированный объём, так и фиксированную форму.
Газообразное состояние воды в природе
Из жидкого состояния в парообразное вода переходит при температуре 100º C (плюс/минус в зависимости от давления). Водяной пар не всегда можно увидеть, но его можно почувствовать. Количество пара в атмосфере определяется как влажность. При повышенной влажности можно сказать, что по ощущениям воздух становится “липким”.
Агрегатные состояния воды – переходные процессы
Процессы перехода воды с одного агрегатного состояния в другое определяются следующим образом:
- кипение и парообразование — переход воды из жидкого состояния в пар;
- конденсация — процесс перехода пара в жидкое состояние воды;
- кристаллизация — переход жидкости в лед;
- плавление – переход льда в жидкость;
- сублимация – переход льда прямо в парообразное состояние;
- десублимация – переход пара сразу в лед, примером может служить иней.
Граничные точки перехода воды в состояния лед/вода и вода/пар определили соответственно как 0 и 100 градусов по Цельсию при условии атмосферного давления 760 мм рт. ст. или 101 325 Па. Всем с детства хорошо известна простая примета, температура за окном опустилась ниже нуля, ждите снега :)
Четвёртое или второе жидкое агрегатное состояние воды
Относительно недавно физики обнаружили новое состояние воды. Это состояние проявляется при температурах в промежутке от 40º до 60º C и проявляется в том, что жидкая вода непрерывно переключается между двумя состояниями, которые имеют разный набор физических свойств.
Данное качество жидкой воды обнаружила физик Лаура Маэстро из Оксфордского университета в Великобритании. Она вместе со своими коллегами провела исследования в ходе которых, при разных температурах измерялись такие физические параметры жидкой воды – показатель преломления, поверхностное натяжение, теплопроводность, диэлектрическая проницаемость … .
Дать чёткое объяснение этому феномену учёные пока не смогли. Возможно этот факт связан с другими аномальными свойствами воды, про которые мы подробно писали в нашей статье АНОМАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ, ИЛИ УДИВИТЕЛЬНОЕ РЯДОМ → .
Агрегатные состояния воды – важно знать…
Необходимо отметить такой, важный для человека факт – при понижении атмосферного давления температура кипения падает. Это необходимо учитывать, например, в условиях высокогорья. Отметим также еще одно явление, которое полезно знать человеку в повседневной жизни – объем воды в твердом состоянии больше чем в жидком. Этот факт иллюстрирует общеизвестный пример – бутылка с водой оставленная на морозе будет разорвана, образовавшимся в ней льдом.
Очевидно, что в разных своих агрегатных состояниях Вода обладает разными базовыми физическими свойствами такими как – текучесть, твердость, летучесть.
Необходимо отметить, что пар определяет такой важный для человека и других живых организмов параметр как “влажность воздуха“. Влажность воздуха напрямую зависит от количества водяного пара в атмосфере, больше пара выше влажность. На земле существуют места как с очень высокой, так и с низкой влажностью атмосферы. Одним из самых влажных мест планеты считается индийский город Черрапунджи (Cherrapunji), а одним из самых сухих Сухие долины в Антарктике.
Заключение
Еще раз сделаем акцент на том, что во многом благодаря именно способности воды находиться в природных естественных условиях в трех разных агрегатных состояниях и существует жизнь на нашей планете.
Рекомендуем к изучению по данной теме
- Производство пресной воды.
- Химические свойства воды.
- Использование и применение воды человеком в промышленности.
- Использование и применение воды человеком в домашнем хозяйстве.
- Строение молекулы воды.
- Круговорот воды в природе – гидрологический цикл.
Источники
http://www.inderscienceonline.com/doi/pdf/10.1504/IJNT.2016.079670
Лучшее состояние воды это просто Чистая вода …
Если утрировать – Мороженное тоже хорошое состояние воды :)
Существует еще 4е состояние но это сложно не для широкой публики :) …
это состояние открыто недавно и называется «нанотрубочная вода» … она не замерзает даже при температурах близких к абсолютному 0 … вот так
Да что ни говори а вода уникальное вещество …
Не удивлюсь если окажется что у воды есть и 5ое состояние
Агрегатных состояний у воды гораздо больше
Артезианские воды это НЗ нашей планеты … без надобности лучше туда нос не совать …
5-ое агрегатное состояние — суперионная вода