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

Все дороги ведут к пирамидам Все дороги ведут к пирамидам

Почему «все боится времени, но время боится пирамид»

Вокруг света
Объявлены в розыск: фантастические твари, которых ищут биологи Объявлены в розыск: фантастические твари, которых ищут биологи

Уникальные существа, которые мастерски скрываются от биологов

СНОБ
После Ленина: гибель левой оппозиции После Ленина: гибель левой оппозиции

Как соратники тяжело больного Ленина начали ожесточённую борьбу за власть

Дилетант
Спасти Станислава: как в России впервые вытащили кита из сетей и почему это произошло Спасти Станислава: как в России впервые вытащили кита из сетей и почему это произошло

Как проходила первая в России операция по спасению из сетей кита

Forbes
Ум как следствие любви Ум как следствие любви

Эволюция выбирает сильнейших и умнейших – чтобы делать их еще сильнее и умнее

Вокруг света
Что такое функциональная тренировка и чем она отличается от силовой Что такое функциональная тренировка и чем она отличается от силовой

Как составить программу функциональной тренировки?

РБК
Погибоша аки обре Погибоша аки обре

Как история обошлась с могучим племенем обров или аваров

Вокруг света
Больше половины россиян в крупных городах уже пользуются устройствами умного дома Больше половины россиян в крупных городах уже пользуются устройствами умного дома

Россияне всё больше используют устройства умного дома

Forbes
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Кто является автором результатов деятельности искусственного интеллекта? Кто является автором результатов деятельности искусственного интеллекта?

Подлежат ли правовой охране результаты деятельности искусственного интеллекта?

Наука и техника
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
Те же и… Те же и…

Кто отвечает за стабильность зла в пьесе Гоголя «Ревизор»

Weekend
Невозможное возможно Невозможное возможно

Зачем боящийся воды отчаянный исследователь преодолел тысячи километров?

Вокруг света
Александр и Лиза Цикаришвили Александр и Лиза Цикаришвили

Александр и Лиза Цикаришвили — активаторы новой волны петербургского искусства

Собака.ru
Пифагор, или Теорема с одним неизвестным Пифагор, или Теорема с одним неизвестным

«Нет ни одной детали в жизни Пифагора, которая не была бы опровергнута»

Дилетант
Дело вкуса Дело вкуса

BMW Concept Skytop как симптом

Автопилот
Лес у реки Лес у реки

«Зеленые легкие планеты, первобытная среда обитания»

Вокруг света
Секретный соус: как привлечь деньги в свой первый венчурный фонд Секретный соус: как привлечь деньги в свой первый венчурный фонд

Как эффективно привлекать деньги в рискованный фонд?

Forbes
«Крыши раскрыты»? «Печь упала»? Три года ссылки «Крыши раскрыты»? «Печь упала»? Три года ссылки

Письмо в журнал «Безбожник» — о непонимании роли религии в молодом СССР

Дилетант
Все сложно: топ-5 новых фильмов о семейных конфликтах Все сложно: топ-5 новых фильмов о семейных конфликтах

Фильмы, фокусирующиеся на сложных родственных отношениях

Psychologies
Новогодний сюрприз Новогодний сюрприз

Борис Николаевич Ельцин был горазд на сюрпризы

Дилетант
«Это был первый и последний раз»: верить ли мужчине, который однажды вас ударил «Это был первый и последний раз»: верить ли мужчине, который однажды вас ударил

Можно ли простить и верить, что партнер больше не решится на рукоприкладство?

Psychologies
Не только в кулинарии: 7 удивительно полезных способов использовать черный перец в быту Не только в кулинарии: 7 удивительно полезных способов использовать черный перец в быту

Неожиданные методы применения молотого черного перца в быту

ТехИнсайдер
Не так страшны, как кажутся: 10 фактов, которые необходимо знать о панических атаках Не так страшны, как кажутся: 10 фактов, которые необходимо знать о панических атаках

Что такое паническая атака? Как с ними бороться?

ТехИнсайдер
Юрий Афанасьев: «Управление делами семьи — наша задача» Юрий Афанасьев: «Управление делами семьи — наша задача»

Как клиенты банков приходят к пониманию, что время дороже золота?

СНОБ
Планеты богатства Планеты богатства

Как Луна, Венера и Плутон влияют на деньги

Лиза
Стивен Кинг одобряет: как фильм ужасов «Полночь с дьяволом» стал сенсацией Стивен Кинг одобряет: как фильм ужасов «Полночь с дьяволом» стал сенсацией

«Полночь с дьяволом»: чем впечатляет эта жуткая сатира на ток-шоу 70-х

Forbes
Как убить себя фитнесом Как убить себя фитнесом

5 вредных советов от тренера

Лиза
Нобелевские премии по физике в контексте истории Нобелевские премии по физике в контексте истории

Как присуждалась Нобелевская премия по физике в начале XX века

Наука и жизнь
Гайки и байки: внук Церетели назвал любимые работы своего деда Гайки и байки: внук Церетели назвал любимые работы своего деда

Внук Зураба Церетели выбирает 7 скульптур своего деда

СНОБ
Открыть в приложении