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

Колесо Сансары Колесо Сансары

Кем считают себя сами индийцы?

Вокруг света
Хороший, плохой, отсутствующий: как поведение отца повлияло на твою жизнь Хороший, плохой, отсутствующий: как поведение отца повлияло на твою жизнь

Полезно понимать, как на тебя повлияли принципы родителей, в том числе отца

VOICE
Экспансия из рая Экспансия из рая

Кто первым и зачем покинул океан

Вокруг света
Секрет свежести Секрет свежести

5 правил сушки белья, которые стоит знать каждому

Лиза
Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Повелитель беспроводных наушников, умных часов и музыки в машине: кто придумал Bluetooth Повелитель беспроводных наушников, умных часов и музыки в машине: кто придумал Bluetooth

Как четыре сотрудника Intel, которым надоели розетки, придумали Bluetooth

ТехИнсайдер
Теория игр Теория игр

Прав ли сказавший, что наша жизнь – игра?

Вокруг света
Потерянная любовь: как жить, если лучшие отношения остались в прошлом Потерянная любовь: как жить, если лучшие отношения остались в прошлом

Что делать, если любовь, которую мы потеряли, была важнее всего в жизни?

Psychologies
Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Откуда взялась Луна, заразен ли рак и другие вопросы

Вокруг света
Алексей Чадов: «Балабанов держал меня в ежовых рукавицах, это его метод, чтобы актер нервничал» Алексей Чадов: «Балабанов держал меня в ежовых рукавицах, это его метод, чтобы актер нервничал»

Это был абсолютно мужской, очень недетский, пацанский вызов

Караван историй
Сложные связи Сложные связи

Какими удивительными чертами могут обладать человеческие языки

Вокруг света
Почувствуй энергию Почувствуй энергию

Почему витальность так необходима нам для жизни?

Лиза
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Ай да роль! Российские актеры, сыгравшие Пушкина в кино – кто больше похож? Ай да роль! Российские актеры, сыгравшие Пушкина в кино – кто больше похож?

Кому из российских актеров удалось точнее других попасть в образ Пушкина

VOICE
Цветы зла Цветы зла

Главное оружие растений – яд. Даже если это растение банальная картошка

Вокруг света
Маргарита Аброськина: «Мне на многое интересно пойти ради роли» Маргарита Аброськина: «Мне на многое интересно пойти ради роли»

Нам, балетным детям, казалось, что все остальные люди в мире — неудачники

Караван историй
Войны сыновей Войны сыновей

Как потомки Вильгельма I делили его наследие

Дилетант
«Представился Дэном Купером и купил билет»: как неизвестный мужчина совершил угон самолета в 1971 году «Представился Дэном Купером и купил билет»: как неизвестный мужчина совершил угон самолета в 1971 году

Каким был единственный нераскрытый угон коммерческого самолета в истории США

ТехИнсайдер
Красные и белые Красные и белые

Донесения белогвардейцев и немцев о беседах с бойцами и командирами РККА

Дилетант
Вы поразитесь! Вот почему у одних курильщиков здоровье лучше, чем у других Вы поразитесь! Вот почему у одних курильщиков здоровье лучше, чем у других

От чего зависит здоровье курильщиков?

ТехИнсайдер
Великая степь Великая степь

Великая степь была всегда, сколько себя помнит человечество

Вокруг света
Сам себе терапевт: как заглушить внутреннего критика и разозлиться на родителей Сам себе терапевт: как заглушить внутреннего критика и разозлиться на родителей

Как выйти из неприятного цикла самообвинения и заодно простить родителей?

Forbes
Владимир Овчаренко и Павел Пепперштейн: Наше сотрудничество — это следствие долгой дружбы Владимир Овчаренко и Павел Пепперштейн: Наше сотрудничество — это следствие долгой дружбы

Как построить здоровые отношения между галеристом и художником?

СНОБ
Ипотечные ставки почувствовали дно Ипотечные ставки почувствовали дно

Летом рынок останется без массовых госпрограмм

Деньги
Как выйти из травмирующих отношений: советы из книги «Свобода от нарцисса» Как выйти из травмирующих отношений: советы из книги «Свобода от нарцисса»

Чем опасны отношения с нарциссом и как из них выйти

РБК
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
Самым маленьким в мире слонам присвоили статус вымирающих Самым маленьким в мире слонам присвоили статус вымирающих

Борнейский слон впервые получил природоохранный статус

N+1
Виртуальная атака: как защититься от кибермошенников Виртуальная атака: как защититься от кибермошенников

Какими схемами пользуются кибермошенники и как защитить себя от них

ТехИнсайдер
Дружба по переписке Дружба по переписке

О том, может ли искусственный интеллект стать настоящим другом

СНОБ
Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе

На какие особенности жизни Кафки нужно обратить внимание, чтобы его понять?

Правила жизни
Открыть в приложении