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

Сложные связи Сложные связи

Какими удивительными чертами могут обладать человеческие языки

Вокруг света
7 секретов надёжности Toyota 7 секретов надёжности Toyota

Toyota: что делает легендарного автопроизводителя таким особенным?

4x4 Club
Погибоша аки обре Погибоша аки обре

Как история обошлась с могучим племенем обров или аваров

Вокруг света
Палеонтологи отказались считать протоцератопсов прототипом грифона Палеонтологи отказались считать протоцератопсов прототипом грифона

Ученые опровергли гипотезу о том, что прототипом грифона были протоцератопсы

N+1
Увидеть Армагеддон и выжить Увидеть Армагеддон и выжить

Израиль находит, чем удивить путешественника, помимо библейских древностей

Вокруг света
Как пользоваться динамометрическим ключом: разбираемся в типах и отличиях Как пользоваться динамометрическим ключом: разбираемся в типах и отличиях

Все о динамометрическом ключе: какие виды бывают и как пользоваться

РБК
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Фанатские теории по «Звездный войнам», которые все меняют Фанатские теории по «Звездный войнам», которые все меняют

Почему Джа-Джа Бинкс на самом деле — ситх, Мейс Винду жив, а эвоки едят людей

Maxim
Природная связь Природная связь

Как общаются существа, у которых нет мозга и вообще нервной системы?

Вокруг света
Что такое Тень и почему ее нужно принять в себе каждому Что такое Тень и почему ее нужно принять в себе каждому

Что такое Тень в психологии и как она проявляет себя?

Psychologies
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
7 способов хорошо отдохнуть: метод Далтон-Смит 7 способов хорошо отдохнуть: метод Далтон-Смит

Как научиться правильно отдыхать?

Psychologies
Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Разрешение на выезд Разрешение на выезд

130 лет назад в России появился первый автомобиль

Автопилот
Крушение «Белого корабля» Крушение «Белого корабля»

Тайны династического кризиса в Англии

Вокруг света
Ученые наконец-то узнали причину воспалительных заболеваний кишечника Ученые наконец-то узнали причину воспалительных заболеваний кишечника

Как справляться с заболеваниями кишечника и что их вызывает?

ТехИнсайдер
Тяжба дяди Дреда Тяжба дяди Дреда

История афроамериканца Дреда Скотта, который пытался оспорить свои права в суде

Дилетант
Говорит Скарлетт Йоханссон: как ИИ «крадет» человеческие голоса и почему это опасно Говорит Скарлетт Йоханссон: как ИИ «крадет» человеческие голоса и почему это опасно

Кто несет ответственность за действия ИИ и как от этого защититься

Forbes
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
Искусственный отбор Искусственный отбор

Россия — не просто наблюдатель, а один из активных участников ИИ-революции

СНОБ
Русский тур Русский тур

Как коровы из Месопотамии пришли на Русский Север, выжили и не замерзли

Вокруг света
«Я счастливее, чем в браке»: матери-одиночки из Китая объединяются, чтобы вместе воспитывать детей «Я счастливее, чем в браке»: матери-одиночки из Китая объединяются, чтобы вместе воспитывать детей

Какие другие способы помогут воспитать ребенка, если отец ушел из семьи

Psychologies
Пять чувств Пять чувств

Эта музыка ускользает от жанров, но откликается словам «свобода» и «ветер»

Seasons of life
Сдаю жилье Сдаю жилье

Как обустроить квартиру для посуточной и долгосрочной аренды

Лиза
«Без кота и жизнь не та»: 3 истории людей, взявших питомцев с улицы «Без кота и жизнь не та»: 3 истории людей, взявших питомцев с улицы

Истории людей, которые взяли домой животных из приютов — и не пожалели

Psychologies
6 новинок фантастики и фэнтези, чтобы взять с собой в отпуск 6 новинок фантастики и фэнтези, чтобы взять с собой в отпуск

Подборка из недавних хитов фантастики и фэнтези на любой вкус

Maxim
Надо ли учиться летом Надо ли учиться летом

Правда ли, что дети за лето глупеют?

Здоровье
Этот психологический тест раскроет тайные аспекты вашей личности! Просто скажите, какое животное вы видите на картинке? Этот психологический тест раскроет тайные аспекты вашей личности! Просто скажите, какое животное вы видите на картинке?

Готовы узнать о своих главных чертах характера?

ТехИнсайдер
Вернет ли искусственный интеллект веру инвесторов в EdTech Вернет ли искусственный интеллект веру инвесторов в EdTech

Вернется ли интерес у инвесторов к EdTech-компаниям?

Forbes
Мэрил Стрип — 75 лет: вспоминаем самые выдающиеся роли актрисы Мэрил Стрип — 75 лет: вспоминаем самые выдающиеся роли актрисы

Восемь ролей, которые раскрывают многогранный талант Мэрил Стрип

Forbes
Открыть в приложении