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

Красота по-японски Красота по-японски

В чем суть ключевых понятий японской эстетики?

Вокруг света
Правая рука Лагерфельда: как Виржини Виар отдала 37 лет жизни модному дому Chanel Правая рука Лагерфельда: как Виржини Виар отдала 37 лет жизни модному дому Chanel

Какой карьерный путь прошла Виржини Виар за время работы в Chanel

Forbes
Откуда взошла Луна Откуда взошла Луна

Астрономы давно ломают голову над происхождением Луны

Вокруг света
Ученые выяснили, какое занятие помогает сохранить гармонию в браке Ученые выяснили, какое занятие помогает сохранить гармонию в браке

Видеоигры могут благотворно сказываться на взаимоотношениях в паре — как?

Psychologies
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
У шмелей нашли способность к логическим суждениям У шмелей нашли способность к логическим суждениям

Шмели успешно справились с парадигмой двух чашек и ее вариациями

N+1
Все дороги ведут к пирамидам Все дороги ведут к пирамидам

Почему «все боится времени, но время боится пирамид»

Вокруг света
Песни, танцы и зрелища: 10 самых легендарных мюзиклов в истории кино Песни, танцы и зрелища: 10 самых легендарных мюзиклов в истории кино

10 самых интересных фильмов с лучшим музыкальным сопровождением

Forbes
Вопрос времени Вопрос времени

Чем прошлое отличается от будущего и почему время течет в одном направлении?

Вокруг света
Человек состоит из клеток и бактерий. Главные научные новости недели Человек состоит из клеток и бактерий. Главные научные новости недели

Как помогает в лечении кишечный микробиом и атлас клеток спинного мозга?

ТехИнсайдер
Невозможное возможно Невозможное возможно

Зачем боящийся воды отчаянный исследователь преодолел тысячи километров?

Вокруг света
Стикеры, эмодзи, смайлики: как формируется этикет общения в соцсетях Стикеры, эмодзи, смайлики: как формируется этикет общения в соцсетях

Чем руководствоваться при выборе смайлика? Разбираемся с психологом

Psychologies
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Как избавиться от запаха гари в доме: 8 простых лайфхаков Как избавиться от запаха гари в доме: 8 простых лайфхаков

Лайфхаки, которые помогут справиться с неприятным запахом гари

VOICE
Кубиты любят тишину Кубиты любят тишину

Чем квантовый компьютер лучше классического?

Наука и жизнь
Постоянно пьяные! «Синдром автопивоварни»: как желудок некоторых людей вырабатывает алкоголь Постоянно пьяные! «Синдром автопивоварни»: как желудок некоторых людей вырабатывает алкоголь

Как наш собственный организм может нас пьянить?

ТехИнсайдер
Плетущие судьбы Плетущие судьбы

Послания, зашифрованные в орнаментах и узорах России

Вокруг света
Диски и колодки. Как продлить жизнь тормозам Диски и колодки. Как продлить жизнь тормозам

Лайфхаки, которые помогут вам сберечь тормоза

4x4 Club
«У нас хватило ума…» «У нас хватило ума…»

Как завершалась холодная война между СССР и США?

Дилетант
Андрей Смелянский aka Toxi$ Андрей Смелянский aka Toxi$

Toxi$ — новая хип-хоп-звезда и самобытный артист

Собака.ru
Харакири по всем правилам Харакири по всем правилам

6 марта 1929 года произошло событие, которое взбудоражило всю Москву

Дилетант
Рододендроны — в каждый сад Рододендроны — в каждый сад

Что реально потребуется для выращивания рододендронов?

Наука и жизнь
Над облаками Над облаками

Интерьер, в котором соединились лаконичность экостиля и эстетика бохо

SALON-Interior
Железо, одиночество и отсутствие цели: как не дать мозгу состариться раньше времени Железо, одиночество и отсутствие цели: как не дать мозгу состариться раньше времени

Что можно сделать, чтобы отсрочить старение мозга? Отрывок из книги нейробиолога

Forbes
Гидроэнергетика с выдумкой: 4 знакомых и незнакомых типа ГЭС Гидроэнергетика с выдумкой: 4 знакомых и незнакомых типа ГЭС

Типы гидроэлектростанций, про которые знают только специалисты

ТехИнсайдер
«Мы до всего доходили опытным путем» «Мы до всего доходили опытным путем»

Алексеей Карахан о принципиальных отличиях туризма от путешествий

Правила жизни
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
Те же и… Те же и…

Кто отвечает за стабильность зла в пьесе Гоголя «Ревизор»

Weekend
«Муж меня не понимает» «Муж меня не понимает»

Почему супруги могут не находить общего языка в браке?

Лиза
О ситуации с бесконтрольной миграцией: «Им выгодно учить своих детей в России» О ситуации с бесконтрольной миграцией: «Им выгодно учить своих детей в России»

Почему сложилась острая ситуация с мигрантам?

ФедералПресс
Открыть в приложении