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

Отставка Отставка

От заседания Президиума ЦК 13 и 14 октября 1964 г. осталась протокольная запись

Дилетант
Сергей Кузнецов: Стрит-арт — как свежая газета, странно хранить ее долгие годы Сергей Кузнецов: Стрит-арт — как свежая газета, странно хранить ее долгие годы

Главный архитектор Москвы Сергей Кузнецов — о стрит-арте

СНОБ
Был ли аншлюс ГДР? Был ли аншлюс ГДР?

Читаем новый единый учебник всеобщей истории для 11 класса

Дилетант
Самый дорогой роман Толстого и долги Достоевского: сколько зарабатывали писатели Самый дорогой роман Толстого и долги Достоевского: сколько зарабатывали писатели

Какие суммы зарабатывали писатели-классики литературным трудом

Forbes
Алгебра гармонии Алгебра гармонии

«Тайная вечеря» Дали — картина, построенная на пропорциях мировой гармонии

Вокруг света
«Язык как инстинкт» «Язык как инстинкт»

Как мы воспринимаем речь

N+1
Миллион цветных деталей Миллион цветных деталей

Весь мир играет в конструкторы «Лего» семьдесят лет и не наигрался до сих пор

Вокруг света
Прощай, дерево: из чего в 21 веке будут делать гитары Прощай, дерево: из чего в 21 веке будут делать гитары

Почему гитарные мастера решили использовать ламинат высокого давления?

ТехИнсайдер
Вода и камень Вода и камень

Грандиозные ирригационные сооружения прошлого, дошедшие до нашего времени

Вокруг света
Все сходится: 7 экотроп Санкт-Петербурга и Ленинградской области Все сходится: 7 экотроп Санкт-Петербурга и Ленинградской области

Короткие экомаршруты по Санкт-Петербургу и Ленинградской области

СНОБ
Все течет, все меняется Все течет, все меняется

Плавучие школы и больницы, плантации суперфудов – как живут в Амазонии

Вокруг света
Спад электропроводности Спад электропроводности

Мировая электромобильная революция откладывается

Деньги
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Кот вернулся домой спустя 12 лет Кот вернулся домой спустя 12 лет

Кот Арти сам вернулся к своему хозяину после того, как исчез из дома в Уэльсе

ТехИнсайдер
Лженаука на подиуме Лженаука на подиуме

Законам моды подчиняются не только прически и наряды, но и заблуждения

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
Кубиты любят тишину Кубиты любят тишину

Чем квантовый компьютер лучше классического?

Наука и жизнь
Петер Фламм: «Я» — обретенная классика Петер Фламм: «Я» — обретенная классика

Фрагмент забытого романа: Петер Фламм «Я»

СНОБ
Взрывной характер Взрывной характер

«Оппенгеймер»: дебаты о коммунизме, квантовая физика и охота на ведьм

Дилетант
Выгнать змею из машины, победить вора - и еще 3 необычных применения для WD-40 Выгнать змею из машины, победить вора - и еще 3 необычных применения для WD-40

Для знаменитого аэрозоля WD-40 найдено уже более тысячи применений

ТехИнсайдер
Наталья Гранцева, Уистен Оден… и статья британского посла Наталья Гранцева, Уистен Оден… и статья британского посла

«Зеркала Шекспира» – новая книга на вечную (с XVI века) тему

Знание – сила
Кто считает себя средним классом Кто считает себя средним классом

Есть ли в России средний класс и как его поддержать?

Деньги
Возвращение в Эдем Возвращение в Эдем

5 шагов к экосаду: основные правила и запреты

Лиза
Фантазии искусственного разума: способен ли ИИ на подлинное творчество или обречен оставаться эпигоном? Фантазии искусственного разума: способен ли ИИ на подлинное творчество или обречен оставаться эпигоном?

Может ли машина выйти за рамки создания заданных образцов?

СНОБ
«Пиратское просвещение, или Настоящая Либерталия» «Пиратское просвещение, или Настоящая Либерталия»

С какой целью малагассийские женщины околдовывали иноземцев

N+1
От красоты до гениальности: как голливудская актриса Хеди Ламарр придумала Wi-Fi От красоты до гениальности: как голливудская актриса Хеди Ламарр придумала Wi-Fi

Как Хеди Ламарр придумала технологию, которую сейчас используют Wi-Fi и GPS

ТехИнсайдер
Сложная реакция нервной системы: что такое аноргазмия у женщин и можно ли ее вылечить Сложная реакция нервной системы: что такое аноргазмия у женщин и можно ли ее вылечить

Как распознать аноргазмию, почему возникает это расстройство?

Forbes
Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости и как его проверить Зачем нужен датчик температуры охлаждающей жидкости и как его проверить

Все о датчике ОЖ: что это такое, как работает, как проверить

РБК
Юлия Матвиенко Юлия Матвиенко

Юлия Матвиенко переодела весь Петербург в смокинги JM Studio

Собака.ru
Почему парни-зумеры хотят быть похожими на Патрика Бейтмана из «Американского психопата» Почему парни-зумеры хотят быть похожими на Патрика Бейтмана из «Американского психопата»

Что на самом деле стоит за этой погоней за идеальным лицом?

Psychologies
Открыть в приложении