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

Музей целой Вселенной Музей целой Вселенной

Кирхерианум: что общего у ордена иезуитов и интерактивного музея

Вокруг света
Непредсказуемые, белые и высокомерные: почему Аргентину не любят в Латинской Америке Непредсказуемые, белые и высокомерные: почему Аргентину не любят в Латинской Америке

Чем аргентинцы так «насолили» соседям? Какие стереотипы бытуют об этой нации?

Forbes
Невозможное возможно Невозможное возможно

Зачем боящийся воды отчаянный исследователь преодолел тысячи километров?

Вокруг света
«Петергоф» «Петергоф»

Команда «Петергофа» завершила 20-летнюю реставрацию Китайского дворца

Собака.ru
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
«Долгосрочные отношения, вне зависимости от масштаба бизнеса и сферы деятельности» «Долгосрочные отношения, вне зависимости от масштаба бизнеса и сферы деятельности»

Как работать с массовым сегментом и почему важно сохранять каналы коммуникации

Деньги
Откуда взошла Луна Откуда взошла Луна

Астрономы давно ломают голову над происхождением Луны

Вокруг света
Почему Чернобыль остается угрозой для мира даже спустя почти 40 лет Почему Чернобыль остается угрозой для мира даже спустя почти 40 лет

Почему Чернобыль опасен для мира спустя несколько десятков лет

ФедералПресс
Был ли аншлюс ГДР? Был ли аншлюс ГДР?

Читаем новый единый учебник всеобщей истории для 11 класса

Дилетант
Сколько энергии нужно женщине, чтобы выносить ребенка? Ученые дали простой и интересный ответ! Сколько энергии нужно женщине, чтобы выносить ребенка? Ученые дали простой и интересный ответ!

Рождение ребенка обходится женщине энергетически «очень дорого»

ТехИнсайдер
Все дороги ведут к пирамидам Все дороги ведут к пирамидам

Почему «все боится времени, но время боится пирамид»

Вокруг света
А, В, С-план А, В, С-план

Какие 3 шага отделяют нас от стройности?

Лиза
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Надежда Бабкина: «Когда у меня есть любовь, я не мертва» Надежда Бабкина: «Когда у меня есть любовь, я не мертва»

«Сыграла обычную деревенскую бабу, но с огоньком — бабу-звезду, бабу-заводилу»

Коллекция. Караван историй
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Все, везде и сразу Все, везде и сразу

Как избежать «синдрома упущенного лета» и просто получать от него удовольствие

Grazia
Портал в прошлое Портал в прошлое

Как выглядели туристические точки больше ста лет назад – путешествие во времени

Вокруг света
Шимпанзе верно оценили вероятности Шимпанзе верно оценили вероятности

Шимпанзе способны решать задачу двух чашек

N+1
Серая орешковая соня Серая орешковая соня

Кем умилялись читатели в 1861 году

Вокруг света
Что такое стокгольмский синдром простыми словами: история названия и главные признаки Что такое стокгольмский синдром простыми словами: история названия и главные признаки

В чем причины стокгольмского синдрома и какие у него признаки?

Psychologies
Русский гребень Русский гребень

История мастера, шьющего русские кокошники

Вокруг света
Бахтиёр Эргашев: «Ташкент не прогнулся под Запад» Бахтиёр Эргашев: «Ташкент не прогнулся под Запад»

Атомная станция по российскому проекту в Узбекистане будет построена

Монокль
7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте 7 фраз, с помощью которых легко завести друзей в любом возрасте

Друзей можно завести и в солидном возрасте: помогут эти фразы

Maxim
По капле воды: как с помощью философии кайдзен мгновенно снизить уровень стресса По капле воды: как с помощью философии кайдзен мгновенно снизить уровень стресса

Глава из книги «Путешествие на восходе солнца» о японской философии кайдзен

Forbes
РФ в БРИКС: «Мы нацелены на плотную работу с партнерами» РФ в БРИКС: «Мы нацелены на плотную работу с партнерами»

Ключевые аспекты работы БРИКС и участие РФ в этом объединении

ФедералПресс
OpenAI представила мультимодальную генеративную модель GPT-4o OpenAI представила мультимодальную генеративную модель GPT-4o

Компания OpenAI представила мультимодальную генеративную модель GPT-4o

N+1
Молодо-зелено Молодо-зелено

Проблемы, которые мешают вырастить идеальный газон

Лиза
Как социальные сети вызывают у детей желание курить вейпы: результаты исследования Как социальные сети вызывают у детей желание курить вейпы: результаты исследования

Оказывается, зависимость от телефона может порождать другую зависимость

ТехИнсайдер
Как вам продают саморазвитие (и очень дорого!) — объясняет психолог Татьяна Мужицкая Как вам продают саморазвитие (и очень дорого!) — объясняет психолог Татьяна Мужицкая

Насколько стремление блогеров и коучей помочь людям искренне и бесскорыстно?

Psychologies
Зеркальце, перышко и пучок льна: как на Руси без врачей определяли наступление смерти Зеркальце, перышко и пучок льна: как на Руси без врачей определяли наступление смерти

Как и кто на Руси констатировал смерть в момент её наступления?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении