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

Худой мир Худой мир

Переговоры сопровождались драматическими, а временами и курьезными эпизодами

Вокруг света
Предыстория появления «художеств» в Петербургской Академии художеств и наук Предыстория появления «художеств» в Петербургской Академии художеств и наук

Наука появилась из удивления и осознания того, что тайны природы можно раскрыть

Знание – сила
Дошли до Волги Дошли до Волги

Как немецкие бюргеры оказались в Поволжье и что вышло из этой авантюры

Вокруг света
Как перышко: 10 легких, но неглупых сериалов Как перышко: 10 легких, но неглупых сериалов

10 отличных и тонко сделанных сериалов, которые смотрятся на одном дыхании

Правила жизни
Путешествие золотой бляхи Путешествие золотой бляхи

Тайны скифской Долины Царей

Вокруг света
Случайностей не бывает Случайностей не бывает

Минимализм с китайскими мотивами — вот формула этого элегантного интерьера

SALON-Interior
Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Пещерный человек Пещерный человек

Георгий Сапожников о тонкостях спелеологической науки и своем пути в ней

Отдых в России
Свержение Аполлона Свержение Аполлона

Как возник «лунный заговор» — главная теория фальсификации XX века

Вокруг света
«Разрывает мне сердце»: россияне жалеют роботов и поднимают упавшие электросамокаты «Разрывает мне сердце»: россияне жалеют роботов и поднимают упавшие электросамокаты

Как люди жалеют роботов и помогают им

Psychologies
Все течет, все меняется Все течет, все меняется

Плавучие школы и больницы, плантации суперфудов – как живут в Амазонии

Вокруг света
Итальяно веро Итальяно веро

История старинного дома на флорентийской виа делла Пергола, ставшего галереей

Seasons of life
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Почему парни-зумеры хотят быть похожими на Патрика Бейтмана из «Американского психопата» Почему парни-зумеры хотят быть похожими на Патрика Бейтмана из «Американского психопата»

Что на самом деле стоит за этой погоней за идеальным лицом?

Psychologies
Кубиты любят тишину Кубиты любят тишину

Чем квантовый компьютер лучше классического?

Наука и жизнь
Пустые дома и плохие деньги: почему «золотые визы» трудно получить и чем их заменить Пустые дома и плохие деньги: почему «золотые визы» трудно получить и чем их заменить

Что не так с «золотыми визами», чем они не нравятся местным жителям?

Forbes
45 лет апартеида 45 лет апартеида

Что такое апартеид? Как он работал в Южно-Африканском Союзе?

Дилетант
Мир разными глазами Мир разными глазами

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

Наука и жизнь
Масса за горизонтом событий Масса за горизонтом событий

О том, как удалось обнаружить и «взвесить» одну из сверхмассивных чёрных дыр

Наука и жизнь
Удалить, нельзя оставить: все, что вы хотели знать о зубах мудрости Удалить, нельзя оставить: все, что вы хотели знать о зубах мудрости

Зубы мудрости: зачем они нужны, когда их стоит удалять и как за ними ухаживать?

Правила жизни
В начале «тропы Батыевой» В начале «тропы Батыевой»

Подробности Батыева нашествия до сих пор вызывают полемику

Дилетант
Мир принял научный «Вызов» Мир принял научный «Вызов»

Национальная премия в области будущих технологий преодолевает границы

Деньги
Роман с роботом: плюсы, минусы, подводные камни Роман с роботом: плюсы, минусы, подводные камни

Насколько безопасно вступать в романтические отношения с роботом?

Forbes
Что такое гостевой брак и кому он подходит Что такое гостевой брак и кому он подходит

В чем плюсы гостевого брака и есть ли подводные камни?

РБК
Принятие женского тела и протесты в Иране: феминистская повестка Канн-2024 Принятие женского тела и протесты в Иране: феминистская повестка Канн-2024

Как Канны-2024 отображают глобальный тренд в мировом кино

Forbes
«Атлас»: какой получилась попытка Дженнифер Лопес освоить научную фантастику «Атлас»: какой получилась попытка Дженнифер Лопес освоить научную фантастику

«Атлас» размышляет о том, как ИИ может испортить жизнь человечества

Forbes
Вечерний бесогон. В прокате «Полночь с дьяволом» — самый необычный хоррор года, который оказался и не хоррором вовсе Вечерний бесогон. В прокате «Полночь с дьяволом» — самый необычный хоррор года, который оказался и не хоррором вовсе

«Полночь с дьяволом» — история про вечернее телешоу, которое пошло не по плану

Правила жизни
Российский гоночный болид BR03: как он устроен Российский гоночный болид BR03: как он устроен

Борис Ротенберг рассказал о преимуществах российского гоночного болида

РБК
Чем опасны белые точки на ногтях Чем опасны белые точки на ногтях

На самом деле белые пятна на ногтях — повод не для радостного ожидания

ТехИнсайдер
Любовные грезы Любовные грезы

Что смотреть в отпуске любителям романтических турецких сериалов

Лиза
Открыть в приложении