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

Бег по наклонной Бег по наклонной

Мог бы уровень современной науки позволить создать Человека-паука?

Вокруг света
Переизобрести Пушкинский Переизобрести Пушкинский

Внедрение современных технологий для классического музея — всегда вызов

СНОБ
Вопрос-ответ Вопрос-ответ

Откуда взялась Луна, заразен ли рак и другие вопросы

Вокруг света
Красноярские просторы Красноярские просторы

Красноярск славен большим числом музеев и природными красотами

Лиза
Город фестивалей Город фестивалей

1000 лет Суздалю – в чем сомневаются историки?

Вокруг света
Глава из нового романа Ксении Буржской «Литораль» Глава из нового романа Ксении Буржской «Литораль»

Отрывок из четвертого романа Ксении Буржской «Литораль»

СНОБ
Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Итальяно веро Итальяно веро

История старинного дома на флорентийской виа делла Пергола, ставшего галереей

Seasons of life
Млечный путь Млечный путь

Свиньи и дельфины — близкие родственники, а лошадь роднее собаке, чем корове

Вокруг света
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
Все дороги ведут к пирамидам Все дороги ведут к пирамидам

Почему «все боится времени, но время боится пирамид»

Вокруг света
Новые смыслы Архангельска: арктический порт и треска без тоски Новые смыслы Архангельска: арктический порт и треска без тоски

Об Архангельске — с винтажным запахом доски, вкусом трески, но без русской тоски

ФедералПресс
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Как пользоваться вибратором, если ты не знаешь, с чего начать: 8 простых советов Как пользоваться вибратором, если ты не знаешь, с чего начать: 8 простых советов

Руководство «Вибратор для начинающих» поможет тебе отлично провести время!

VOICE
Золото Колчака: недостающее звено Золото Колчака: недостающее звено

Судьба золота Колчака оставалась до недавнего времени одной из загадок истории

Дилетант
Наталья Соловьева Наталья Соловьева

Наталья Соловьева спасает легендарную античную Пальмиру в Сирии

Собака.ru
Цена слова Цена слова

Долгое время конфликт 1954–1962 годов оставался для Франции просто «событиями»

Дилетант
«Самую любимую песню я почти никогда не исполняю»: Хелависа рассказывает об альбоме «Дикие травы» (у него юбилей!) «Самую любимую песню я почти никогда не исполняю»: Хелависа рассказывает об альбоме «Дикие травы» (у него юбилей!)

Хелависа о том, как за 15 лет изменилось ее отношение к альбому «Дикие травы»

VOICE
Польский узел Польский узел

В 1980 году ситуация в Польше складывалась непростая...

Дилетант
Компании сознательно размещают небольшие пакеты акций Компании сознательно размещают небольшие пакеты акций

В последнее время появилось очень много компаний, вышедших на рынок IPO

Деньги
Едут, едут по Мукдену наши казаки… Едут, едут по Мукдену наши казаки…

Распространение фотографии сделало портреты эксклюзивными авторскими работами

Дилетант
Неприкаянные скитальцы океанов Неприкаянные скитальцы океанов

Айсберги: почему они не тонут, какие метаморфозы испытывают в своих скитаниях?

Наука и техника
Русский музей Русский музей

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

Собака.ru
Родственные души: как мы ищем друзей и поддерживаем отношения Родственные души: как мы ищем друзей и поддерживаем отношения

Кто такие родственные души? Как их искать?

Psychologies
Может ли археология стать вашим хобби: ученый объяснил, как искать древности по всем правилам Может ли археология стать вашим хобби: ученый объяснил, как искать древности по всем правилам

Разрешает ли закон искать старинные монеты у себя на даче?

ТехИнсайдер
Преступника может выдать микробный след на одежде Преступника может выдать микробный след на одежде

Микробы смогут помочь криминалистам в раскрытии преступлений

ТехИнсайдер
Черешня самая полезная ягода лета: почему? Черешня самая полезная ягода лета: почему?

Черешня не только сладкая и вкусная, но и богата питательными веществами

ТехИнсайдер
Москвич-полярник Москвич-полярник

По снежным просторам, когда зимой -50, можно путешествовать и на «Москвиче-412»

Отдых в России
Чем аффирмации опасны для жизни: почему позитивные фразы могут принести вред? Чем аффирмации опасны для жизни: почему позитивные фразы могут принести вред?

Могут ли позитивные фразы оказывать негативное влияние на психику?

VOICE
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
Открыть в приложении