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

Стихийные отношения Стихийные отношения

Громкие заявления о подъеме уровня океана голландцы не слышат, а видят

Вокруг света
Повелитель беспроводных наушников, умных часов и музыки в машине: кто придумал Bluetooth Повелитель беспроводных наушников, умных часов и музыки в машине: кто придумал Bluetooth

Как четыре сотрудника Intel, которым надоели розетки, придумали Bluetooth

ТехИнсайдер
Вопрос времени Вопрос времени

Чем прошлое отличается от будущего и почему время течет в одном направлении?

Вокруг света
«Это база»: где и как молодые и успешные управленцы заработали первые деньги «Это база»: где и как молодые и успешные управленцы заработали первые деньги

Истории молодых топ-менеджеров о первых деньгах и начале карьерного трека

Forbes
Азбучные неистины Азбучные неистины

Перечислим несколько «азбучных истин» из учебников, опровергнутых временем

Вокруг света
Записки отельера: история о том, как правильно зайти «не в ту дверь» Записки отельера: история о том, как правильно зайти «не в ту дверь»

Отельер вспоминает случай о топографическом дезориентировании

Правила жизни
Настоящее прошлое Настоящее прошлое

Новые методы позволяют палеонтологам выяснить подробности ушедших эпох

Вокруг света
«Человек может быть одинок в любой ситуации» «Человек может быть одинок в любой ситуации»

Бакур Бакурадзе о своем новом фильме и поколении гражданской войны

Weekend
Невозможное возможно Невозможное возможно

Зачем боящийся воды отчаянный исследователь преодолел тысячи километров?

Вокруг света
Как правильно есть продукты, улучшающие потенцию Как правильно есть продукты, улучшающие потенцию

Врач назвал мощные природные афродизиаки, но предупредил, что есть нюансы

Maxim
Все дороги ведут к пирамидам Все дороги ведут к пирамидам

Почему «все боится времени, но время боится пирамид»

Вокруг света
Как заставить собаку перестать есть фекалии Как заставить собаку перестать есть фекалии

Почему собаки становятся капрофагами и можно ли с этим что-то сделать?

ТехИнсайдер
Дышащие под водой Дышащие под водой

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

Вокруг света
Самым маленьким в мире слонам присвоили статус вымирающих Самым маленьким в мире слонам присвоили статус вымирающих

Борнейский слон впервые получил природоохранный статус

N+1
Колосс Херсонский Колосс Херсонский

Среди достижений Григория Потёмкина не только военные и любовные победы

Дилетант
Недетский размер Недетский размер

Детей с лишним весом становится все больше, и к здоровью это отношения не имеет

Лиза
«Слово фюрера в каждый дом» «Слово фюрера в каждый дом»

Главным орудием нацистской пропаганды в Третьем рейхе было радио

Дилетант
Как появилась знаменитая фраза Veni, Vidi, Vici Как появилась знаменитая фраза Veni, Vidi, Vici

Эту фразу повторяли и перефразировали многие мировые правители

ТехИнсайдер
Пивной путч. Фальстарт Пивной путч. Фальстарт

1923 год выдался для Германии очень беспокойным

Дилетант
«Мне интересно заниматься фестивалями» «Мне интересно заниматься фестивалями»

Сергей Капков: новое поколение и судьба индустрии развлечений в новой реальности

Правила жизни
Взрывной характер Взрывной характер

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

Дилетант
Русская Ниагара Русская Ниагара

На семиместном кроссовере Geely в поисках нашего Окаванго

Автопилот
Владимир Лисовский Владимир Лисовский

Доктор искусствоведения и инженер-кораблестроитель Владимир Лисовский

Собака.ru
Садовая диета Садовая диета

Какие натуральные и безопасные подкормки использовать для растений

Лиза
Я вас не слышу: как защитить здоровье слуха летом Я вас не слышу: как защитить здоровье слуха летом

Где поджидают опасности для слуха, если вы на отдыхе, и как с ними справиться?

Правила жизни
Узнайте, как западные психологи начали управлять людьми! Интересные факты из истории Узнайте, как западные психологи начали управлять людьми! Интересные факты из истории

Как теория психоанализа помогла исследовать потребительское поведение человека

ТехИнсайдер
Переизобрести Пушкинский Переизобрести Пушкинский

Внедрение современных технологий для классического музея — всегда вызов

СНОБ
История любви История любви

Ребенок влюбился: как правильно вести себя в такой ситуации?

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
«...И рыцари слепой рулетки за сбором золотых крупиц...» Русские писатели в Баден-Бадене «...И рыцари слепой рулетки за сбором золотых крупиц...» Русские писатели в Баден-Бадене

Баден-Баден издавна манил представителей русской интеллигенции

Караван историй
Открыть в приложении