The anomálie vody jsou vlastnosti, které ji odlišují a umisťují jako nejdůležitější a speciální kapalnou látku ze všech. Fyzicky a chemicky vykazuje voda ve srovnání s jinými kapalinami obrovský rozdíl, dokonce překračuje očekávání a teoretické výpočty. Možná je to tak jednoduché a zároveň tak složité jako život sám.
Pokud je uhlík základním kamenem života, voda odpovídá jeho tekutině. Pokud by to nebylo jedinečné a nesrovnatelné, výsledkem jeho anomálií, uhlíkových vazeb, které tvoří biologické matice, by bylo k ničemu; vnímání života by se rozpadlo, oceány by úplně zamrzly a mraky by nebyly zavěšeny na obloze.
Vodní pára je mnohem lehčí než jiné plyny a její interakce s atmosférou vede k tvorbě mraků; kapalina je vzhledem k plynu podstatně hustší a tento rozdíl v hustotách vypadá ve srovnání s jinými sloučeninami zdůrazněn; a pevná látka má anomálně mnohem nižší hustotu než kapalina.
Příklad posledně jmenovaného lze pozorovat ve skutečnosti, že ledovce a led plují v kapalné vodě, která je produktem její nižší hustoty..
Rejstřík článků
Voda vykazuje silnou opozici vůči zvyšování teploty ze zdroje tepla. Proto musí zdroj dodávat dostatek tepla, aby donutil vodu zvýšit teplotu o jeden stupeň Celsia; to znamená, že jeho specifické teplo je vysoké, více než u jakékoli běžné sloučeniny, a má hodnotu 4,186 J / g · ºC.
Možná vysvětlení jeho anomálního specifického tepla jsou způsobena skutečností, že molekuly vody vytvářejí více vodíkových vazeb neuspořádaným způsobem a teplo se rozptyluje, aby se zvýšily vibrace takových mostů; jinak by molekuly vody nevibraly při vyšší frekvenci, což se projevuje zvýšením teploty..
Na druhou stranu, jakmile se molekuly tepelně vzbudí, potřebuje čas na obnovení původního stavu svých vodíkových vazeb; to je totéž jako říkat, že za normálních podmínek trvá vychladnutí, které se chová jako zásobník tepla.
Například pláže ukazují obě chování v různých ročních obdobích. V zimě zůstávají teplejší než okolní vzduch a v létě chladnější. Z tohoto důvodu bude slunečno, ale při koupání v moři se bude cítit chladněji..
Voda má velmi vysokou entalpii nebo latentní výparné teplo (2257 kJ / kg). Tato anomálie synergizuje se svým specifickým teplem: chová se jako zásobník a regulátor tepla..
Jeho molekuly musí absorbovat dostatek tepla, aby mohly projít do plynné fáze, a teplo se získává z jejich okolí; zejména na povrchu, ke kterému jsou přilepeny.
Tímto povrchem může být například naše kůže. Když tělo cvičí, uvolňuje pot, jehož složení je v podstatě voda (více než 90%). Pot absorbuje teplo z pokožky, aby se odpařil, a tím dává pocit ochlazení. Totéž se děje s půdou, která po odpaření vlhkosti snižuje teplotu a cítí se chladnější.
Molekula vody je extrémně polární. To se odráží v jeho dielektrické konstantě (78,4 při 25 ° C), která je vyšší než u jiných kapalných látek. Díky své vysoké polaritě je schopen rozpouštět velké množství iontových a polárních sloučenin. Z tohoto důvodu je považován za univerzální rozpouštědlo.
Jednou ze zvláštních anomálií kapalné vody je, že difunduje mnohem rychleji, než se odhaduje, skrz otvor se zmenšenou velikostí. Kapaliny obecně zvyšují svou rychlost, když procházejí užšími trubkami nebo kanály; ale voda zrychluje drastickěji a prudčeji.
Makroskopicky to lze pozorovat změnou průřezu trubek, kterými voda cirkuluje. A nanometricky lze provést totéž, ale pomocí uhlíkových nanotrubiček, podle výpočtových studií, které pomáhají objasnit vztah mezi molekulární strukturou a dynamikou vody..
Na začátku bylo zmíněno, že led má nižší hustotu než voda. Kromě toho dosahuje maximální hodnoty kolem 4 ° C. Když se voda ochladí pod tuto teplotu, hustota začne klesat a chladnější voda stoupá; a konečně, blízko 0 ° C, hustota klesne na minimální hodnotu, ledu.
Jedním z hlavních důsledků toho není jen to, že ledovce mohou plavat; ale také upřednostňuje život. Pokud by byl led tlustší, potopil by se a ochlazoval hluboce na mráz. Poté se moře ochlazovala zdola nahoru a pro mořskou faunu zůstával k dispozici pouze vodní film..
Kromě toho, když voda prosakuje do vybrání skal a teplota klesá, expanduje, když zmrzne, což podporuje její erozi a vnější a vnitřní morfologii..
Jak led plave, povrchy jezer a řek zmrznou, zatímco ryby mohou i nadále žít v hlubinách, kde se dobře rozpouští kyslík a teplota je nad nebo pod 4 ° C..
Na druhou stranu se kapalná voda ve skutečnosti nepovažuje za ideálně homogenní, ale sestává ze strukturních agregátů s různou hustotou. Na povrchu se nachází nejlehčí voda, zatímco na dně nejhustší.
Takové „přechody“ kapalina-kapalina jsou však patrné pouze v podchlazené vodě a při simulacích s vysokými tlaky..
Další charakteristickou anomálií vody je to, že led snižuje teplotu tání se zvyšujícím se tlakem; to znamená, že při vyšším tlaku se led taje při nižších teplotách (pod 0 ° C). Je to, jako by se led místo smršťování v důsledku tlaku rozpínal.
Toto chování je v rozporu s chováním jiných pevných látek: čím větší je na ně tlak, a tedy i jejich kontrakce, budou k roztavení vyžadovat vyšší teplotu nebo teplo, a tak budou moci oddělit své molekuly nebo ionty..
Za zmínku také stojí, že led je jednou z nejvíce kluzkých pevných látek v přírodě..
Nakonec, i když bylo zmíněno pouze několik anomálií (z přibližně 69, které jsou známy a mnoho dalších, které mají být objeveny), voda má abnormálně vysoké povrchové napětí..
Mnoho hmyzu využívá tuto vlastnost k tomu, aby mohlo chodit po vodě (horní obrázek). Je to proto, že jeho váha nevyvíjí dostatečnou sílu k rozbití povrchového napětí vody, jejíž molekuly se místo rozpínání smršťují a brání tak zvětšení plochy nebo povrchu..
Zatím žádné komentáře