Состояния воды

Мы объясняем, что такое состояния воды, каковы характеристики каждого из них и как они меняются от одного к другому
Вода изменяет свое состояние в зависимости от давления и температурных условий

Каковы состояния воды?

Мы все знаем, что такое вода и знаем три ее вида, известные как физические состояния воды: жидкое (вода), твердое (лед) и газообразное (пар). Вот три формы, в которых вода встречается в природе , совершенно не меняя своего химического состава: H2O (водород и кислород)

Состояние воды зависит от давления вокруг нее и температуры , при которой она находится, т.е. от условий окружающей среды. Таким образом, манипулируя этими условиями, можно превратить жидкую воду в твердую или газообразную, или наоборот

Из-за важности воды для жизни и ее обильного присутствия на планете, ее физические состояния используются в качестве эталона для многих измерительных систем и таким образом позволяют проводить сравнения с другими материалами и веществами

Свойства воды

Насекомые и пауки могут передвигаться по поверхности воды благодаря ее поверхностному натяжению.

Вода – это вещество без запаха, цвета и вкуса, имеющее pH нейтральный (7, ни кислотный, ни основной). Он состоит из двух атомов водорода и одного кислорода в каждой молекуле

Его частицы обладают огромной когезионной силой, которая удерживает их вместе, поэтому имеет значительное поверхностное натяжение (некоторые насекомые используют его, чтобы ходить по воде), и требуется много энергии , чтобы изменить их физическое состояние

Вода известна как универсальный растворитель , потому что в ней может раствориться гораздо больше веществ, чем в любой другой жидкости. Он также является фундаментальным соединением для жизни, присутствуя в изобилии во всех организмах. Вода покрывает две трети общей площади поверхности нашей планеты

Жидкое состояние

В жидком состоянии вода текуча и эластична.

Состояние, которое мы больше всего ассоциируем с водой, – жидкое, состояние наибольшей плотности и непостижимости, а также самое распространенное на нашей планете

В жидком состоянии частицы воды расположены близко друг к другу, но не слишком близко. Поэтому жидкая вода обладает гибкостью и текучестью, характерными для жидкостей, но теряет свою собственную форму и принимает форму контейнера, в котором она находится

Поэтому жидкая вода требует определенных энергетических условий ( тепла , температуры) и давления. При температуре от 0 до 100°C и нормальном атмосферном давлении вода находится в жидком состоянии. Однако при воздействии повышенного давления (перегретая вода) температура кипения может превысить точку кипения и в жидком состоянии достичь критической температуры 374° C – верхнего предела температуры, при которой газы могут сжижаться

Жидкая вода обычно содержится в морях , озерах, реках и подземных резервуарах, а также в телах живых существ

Твердое состояние

Лед, покрывающий озера, имеет меньшую плотность, чем вода.

Твердое состояние воды известно как лед и достигается путем понижения ее температуры до 0 °C или ниже. Любопытным свойством замороженной воды является то, что она приобретает объем по сравнению с жидким состоянием. То есть лед имеет меньшую плотность, чем вода (именно поэтому лед плавает)

Лед – твердый, хрупкий и прозрачный, от белого до голубого цвета, в зависимости от его чистоты и толщины слоев. При определенных условиях он может временно оставаться в полутвердом состоянии, известном как снег

Твердую воду обычно можно найти в ледниках, на вершинах гор , в замерзших почвах (вечная мерзлота) и на внешних планетах Солнечной системы , а также внутри нашего холодильника для продуктов

Газообразное состояние

При выдохе в холодный день мы можем увидеть воду в газообразном состоянии.

газообразное состояние воды известно как пар или водяной пар и является обычным компонентом нашей атмосферы , присутствуя даже в каждом нашем выдохе. В условиях низкого давления или высокой температуры вода испаряется и стремится вверх, поскольку пар имеет меньшую плотность, чем воздух

Переход в газообразное состояние происходит при 100°C, если человек находится на уровне моря (1 атмосфера). Газообразная вода составляет облака, которые мы видим на небе, содержится в воздухе, которым мы дышим (особенно в наших выдохах), и в тумане, который появляется в холодные и влажные дни. Мы также можем увидеть это, если поставим кастрюлю с водой кипятиться

Изменения в состоянии воды

Как мы видели в некоторых предыдущих случаях, вода может переходить из одного состояния в другое, просто изменяя температурные условия. Это может быть сделано в одном или другом направлении, и каждому различному процессу будет дано соответствующее название:

• Испарение. Переход из жидкого состояния в газообразное, повышение температуры воды до 100° C. Именно это происходит с кипящей водой, отсюда и ее характерное бульканье.
• Конденсат. Обратный процесс: превращение из газообразного состояния в жидкое за счет потери тепла. Вот что происходит с водяным паром, когда он конденсируется на зеркале в ванной: поверхность зеркала становится холоднее, и пар, оседающий на ней, становится жидким.
• Замораживание. Переход из жидкого состояния в твердое, понижение температуры воды ниже 0° C. Вода застывает, образуя лед, как это происходит в наших морозильных камерах или на вершине гор
• плавление. Обратный процесс: превращение твердой воды в жидкость путем добавления тепла ко льду. Этот процесс очень распространен, и мы можем наблюдать его, когда добавляем лед в наши напитки.
• Сублимация. Процесс перехода из газообразного состояния в твердое, в данном случае из водяного пара , непосредственно в лед или снег. Для его возникновения требуются очень специфические условия температуры и давления, вот почему это явление возникает, например, на вершинах гор или в засушливых районах Антарктиды, где жидкая вода существовать не может.
• Обратная сублимация. Обратный процесс: превращение твердого тела непосредственно в газ, т.е. из льда в пар. Это можно наблюдать в очень сухой среде, такой как полярная тундра или на вершинах гор, где при увеличении солнечной радиации большая часть льда сублимируется непосредственно в газ, не проходя через жидкую стадию.

Гидрологический цикл

Гидрологический цикл или круговорот воды – это цепь превращений, которые вода претерпевает на нашей планете, проходя через три своих состояния, набирая и теряя температуру и перемещаясь с места на место

Это сложная схема, включающая атмосферу, океаны , реки и озера, а также залежи льда в горах или на полюсах. Благодаря ей температура на планете поддерживается стабильной, сухие регионы увлажняются, а дождливые – высыхают, поддерживая климатическое равновесие , которое позволяет жизни существовать в течение различных сезонов

Продолжение следует: Круговорот воды