Как вода нарушает правила жидкостей

Вокруг светаНаука

Аква инкогнита

Что мы представляем, когда слышим слово «жидкость»? Наверняка воду. Однако она не обычная, а аномальная жидкость, нарушающая многие закономерности, присущие другим жидкостям. Если бы не это обстоятельство, мир был бы совершенно другим.

Текст: Алексей Тимошенко

Наблюдая пар над кипящим чайником и попивая коктейль со льдом, мы сталкиваемся с первым из удивительных свойств воды. Казалось бы, что странного в трех состояниях вещества? Школьникам и рассказывают о них на примере льда, жидкой воды и пара. И мы воспринимаем это как само собой разумеющееся, не отдавая себе отчет в грандиозности происходящего.

А между тем на Земле нет иных веществ, которые существуют сразу в трех состояниях, да еще и в столь огромных количествах! Кислород, азот и углекислый газ перестают быть газами только при очень низких температурах, недостижимых в природе. А кварц, известняк или любой иной минерал – это твердые тела в любых совместимых с жизнью условиях. В жидком виде при нормальной температуре существует разве что нефть, но ее несравнимо меньше, чем воды.

Можно возразить, что «трехликость» воды – свойство скорее земного климата, чем самой воды. Находись Земля подальше от Солнца, можно было бы представить мир с морями и океанами из сероводорода H2S вместо H2O. Но сероводород плавится при –80 °C и кипит при –60 °C. Промежуток, в котором сероводород остается жидким – всего 20 градусов, впятеро меньше, чем у воды.

Есть и более важное обстоятельство. Вода, в отличие от большинства иных жидкостей, требует очень много тепла для нагрева. Поэтому водоемы, в отличие от каких-нибудь сероводородоемов или метаноемов, намного дольше прогреваются. А потом так же медленно остывают: этот эффект работает в обе стороны.

Облако как атомная бомба

Будь «Вокруг света» желтой прессой, мы бы написали: «Шок! Физик рассказал о супернакопителе энергии! Это простая вода из-под крана». И не погрешили бы против истины!

Простой пример: в 2020 году все мировые электростанции выработали 27 петаватт-часов энергии. Этой энергии хватило бы, чтобы нагреть воды Байкала... всего на один градус.

Если бы не огромная теплоемкость воды, батареи водяного отопления пришлось бы делать в несколько раз больше, а радиатор автомобиля, пожалуй, не умещался бы под капот. Да и живым организмам было бы куда сложнее справляться с колебаниями температуры.

И это еще не все причины, по которым воду можно назвать супернакопителем энергии. Каждый, кто готовил еду, знает: закипевшая вода не обращается в пар мгновенно. Ей нужно довольно долго постоять на огне, прежде чем она выкипит. Дело в том, что даже при температуре кипения превращение жидкости в пар требует дополнительной энергии. Это так для всех жидкостей, но вода опять-таки выделяется своими «аппетитами». Превращение в пар литра воды с температурой 100 градусов требует столько же тепла, сколько ушло бы на нагрев еще одного литра воды с 20 до тех же 100 градусов! Необходимая для превращения воды в пар энергия в несколько раз больше, чем у многих других веществ.

Так же обстоит дело с плавлением льда. Мало нагреть лед до нуля по Цельсию, нужно еще и передать ему дополнительное тепло. Именно поэтому сугробы могут понемногу таять неделями, когда термометр давно уже показывает «выше нуля». И наоборот, лед, возникающий из остывшей до 0 °C воды, выделяет тепло и тем самым замедляет замерзание водоема. Внутри облаков, где пар превращается в капельки воды или тем более сразу в снежинки, тоже становится теплее. Облако, в котором конденсируется вода, по выделению тепла сопоставимо с ядерным взрывом! Только то событие моментальное, а ливень может продолжаться часами.

Еще один занятный факт: в XIX веке медленное таяние льда использовалось для торговли льдом между континентами. Парусники, нагруженные льдом в Северной Америке, разгружались в Индии. Остатков льда хватало еще и на перевозку фруктов в обратном направлении.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Город фестивалей Город фестивалей

1000 лет Суздалю – в чем сомневаются историки?

Вокруг света
Что делать жертве домашнего насилия: инструкция от психолога Что делать жертве домашнего насилия: инструкция от психолога

Что нам всем нужно знать о домашнем насилии?

Psychologies
Музей целой Вселенной Музей целой Вселенной

Кирхерианум: что общего у ордена иезуитов и интерактивного музея

Вокруг света
У них полоска — всегда в моде: почему моряки носят тельняшки У них полоска — всегда в моде: почему моряки носят тельняшки

Откуда у моряков появилась традиция носить полосатую фуфайку?

ТехИнсайдер
Стихийные отношения Стихийные отношения

Громкие заявления о подъеме уровня океана голландцы не слышат, а видят

Вокруг света
Битва на сверхзвуке: почему советский Ту-144 круче британо-французского «Конкорда» Битва на сверхзвуке: почему советский Ту-144 круче британо-французского «Конкорда»

Сравнение советского самолета Ту-144 с британо-французским Concorde

Maxim
Невозможное возможно Невозможное возможно

Зачем боящийся воды отчаянный исследователь преодолел тысячи километров?

Вокруг света
Заря суперинтеллекта: о чем говорит новый проект Ильи Суцкевера Заря суперинтеллекта: о чем говорит новый проект Ильи Суцкевера

О том, как фантастика суперинтеллекта превращается в реальность

Forbes
Был ли аншлюс ГДР? Был ли аншлюс ГДР?

Читаем новый единый учебник всеобщей истории для 11 класса

Дилетант
Мир разными глазами Мир разными глазами

Глаза по устройству сродни фотоаппарату, но техника за природой не угнаться

Наука и жизнь
Природная связь Природная связь

Как общаются существа, у которых нет мозга и вообще нервной системы?

Вокруг света
На шаг ближе к беспилотному будущему: новые возможности обработки геоданных появились в России На шаг ближе к беспилотному будущему: новые возможности обработки геоданных появились в России

Зачем нам нужно развивать геоинформационные технологии?

ТехИнсайдер
Дышащие под водой Дышащие под водой

Могут ли, с точки зрения науки, человекоподобные существа жить под водой?

Вокруг света
Как заставить собаку перестать есть фекалии Как заставить собаку перестать есть фекалии

Почему собаки становятся капрофагами и можно ли с этим что-то сделать?

ТехИнсайдер
Пивной путч. Фальстарт Пивной путч. Фальстарт

1923 год выдался для Германии очень беспокойным

Дилетант
Мать, Миса, Матриарх: как Мэрил Стрип стала главным женским голосом в Голливуде Мать, Миса, Матриарх: как Мэрил Стрип стала главным женским голосом в Голливуде

Как Мэрил Стрип стала абсолютным матриархом Голливуда?

Правила жизни
«Цезарь идёт!» «Цезарь идёт!»

«Alea iacta est» — то ли сказал, то ли не сказал Цезарь, когда переходил Рубикон

Дилетант
Вопросы веры и анорексии Вопросы веры и анорексии

«Клуб "Зеро"»: еще один ноль этой планете

Weekend
Операция «Утка» Операция «Утка»

В 30-х годах Сталин решил, что выслать Троцкого за пределы СССР недостаточно...

Дилетант
Что нужно мужчинам для здоровой сексуальной жизни? Узнайте ответ экспертов! Что нужно мужчинам для здоровой сексуальной жизни? Узнайте ответ экспертов!

Как мужчине поддержать сексуальное здоровье?

ТехИнсайдер
Семь лет спустя Семь лет спустя

Каким был брак Натальи Пушкиной с Петром Ланским, небогатым армейским офицером?

Дилетант
Принципы принцессы Анны Принципы принцессы Анны

О чем выборы киногероев говорят экономисту

N+1
Зима не близко: 10 сериалов для тех, кто соскучился по «Игре престолов» Зима не близко: 10 сериалов для тех, кто соскучился по «Игре престолов»

10 сериалов для тех, кому нравится фэнтезийный мир Джорджа Р. Р. Мартина

Правила жизни
Русский музей Русский музей

Русский музей в свои почтенные 125 лет взял новый курс на выставки-блокбастеры

Собака.ru
Светлана Адоньева Светлана Адоньева

Светлана Адоньева изучает русские ритуалы, традиции и верования

Собака.ru
Исторический роман о жизни великого мудреца. Йохи Брандес: «Сад Акивы» Исторический роман о жизни великого мудреца. Йохи Брандес: «Сад Акивы»

Глава из исторического романа об особом периоде в истории еврейского народа

СНОБ
Это не усталость: почему мы не всегда можем распознать стресс Это не усталость: почему мы не всегда можем распознать стресс

Симптомы серьезного стресса, подтачивающие здоровье

Forbes
Для чего многим животным нужно третье веко и почему у людей его нет Для чего многим животным нужно третье веко и почему у людей его нет

Третье веко — весьма полезный орган, но почему же ей не наделен человек?

ТехИнсайдер
И сладко, и полезно: 5 десертов, разгоняющих метаболизм И сладко, и полезно: 5 десертов, разгоняющих метаболизм

Рецепты полезных десертов, которые можно есть даже на диете

ТехИнсайдер
Кислородных масок хватает только на 15 минут: 9 фактов об авиаперелетах, которые обычно не озвучивают пассажирам Кислородных масок хватает только на 15 минут: 9 фактов об авиаперелетах, которые обычно не озвучивают пассажирам

Некоторых из этих авиасекретов могут не знать даже некоторые опытные летчики!

ТехИнсайдер
Открыть в приложении