АНОМАЛИИ, КОТОРЫЕ СПАСЛИ ЖИЗНЬ

Вода - поразительная жидкость: у нее есть аномалии!
Такая обычная, такая повседневная, домашняя! Мы привыкли к ней и не замечаем ее необыкновенных, удивительных, совершенно особенных свойств. Для воды будто законы не писаны: это своенравный аутсайдер в мире веществ. В природе и в опытах она ведет себя не совсем так, как другие вещества. Но благодаря ее капризам жизнь смогла развиться и существовать в воде.
Первая аномалия: воде положено по ее химической структуре и классу веществ, к которому она принадлежит, плавиться и кипеть при температурах более низких, которых на Земле не бывает. Не было бы, значит, на Земле ни жидкой, ни твердой воды - только пар ее в небе, если бы не эта аномалия, рожденная особыми связями молекул воды.
Вторая аномалия: высокая теплоемкость. У воды она в десять раз больше, чем у железа. Вода нагревается впятеро медленнее песка. А чтобы нагреть на один градус литр воды, тепла потребуется в 3300 раз больше, чем для нагрева литра воздуха. Зато, когда вода остывает, она отдает столько же тепла, сколько забрала, нагреваясь.
Из-за исключительной способности воды поглощать тепло температура ее при нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому морским обитателям никогда не угрожают ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.
Аномалия третья и четвертая тесно связаны с первой: у воды очень высокая скрытая теплота испарения и скрытая теплота плавления. Чтобы выпарить воду из чайника, тепла потребуется в пять с половиной раз больше, чем для того, чтобы вскипятить его.
Если бы не это ее свойство - даже в жару медленно испаряться, - многие озера и реки летом быстро бы пересыхали до дна, и вся жизнь в них погибала. Замерзая, вода тоже отдает много тепла. Один литр воды, превращаясь в лед, может подогреть (на один градус) 250 тысяч литров воздуха. Вот почему в холодные ночи зимой в теплицы ставят бочки с водой: замерзая, она выделяет тепло и согревает воздух.
Аномалия пятая: замерзая, вода (как висмут и серебро — другие оригиналы) расширяется. На 9 процентов по отношению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамерзшей воды и всплывает вверх и поэтому редкий водоем промерзает до дна. Покрывающий его сверху лед - хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала. Под такой «шубой», говорит известный наш океанолог профессор В. Г. Богоров, даже зимой в Арктике морским животным не очень холодно.
Правда, это расширение льда может оказаться роковым для водопровода, автомобильного радиатора и живых клеток, которые всегда наполнены водой. Но все-таки пользы от него больше, чем вреда. Укутывая зимой ледяной шубой воду, природа сохраняет ее и теплой и жидкой. Не дает затвердеть. Ведь твердая вода для жизни не пригодна.
Шестая аномалия самая странная.
Все вещества, когда нагревают их, расширяются, а при охлаждении сжимаются. Истина эта всем известна. А один нерадивый школьник усвоил ее даже чересчур хорошо.
-Почему зимой дни короче? - спросил его учитель.
—Потому, — ответил ученик, — что зимой холодно, а все от холода сжимается.
Вода тоже сжимается от холода. Но... В этом «но» все дело. Сжимается, сжимается, пока температура падает, но при 4 градусах тепла наступает предел. Тут она снова вдруг начинает расширяться, хотя температура и понижается. Поэтому вода самая плотная и тяжелая при 4 градусах тепла. И поэтому зимой, охладившись до 4 градусов, она опускается на дно и здесь сохраняется в течение всей зимы (в пресноводных водоемах, так как морские соли усложняют картину циркуляции воды). Охладившиеся еще больше слои воды ложатся поверх четырехградусных, ведь их плотность, а следовательно и вес, меньше. Вот почему зимой на дне пруда или реки сравнительно тепло.
Эта удивительная аномалия спасает жизнь всем пресноводным животным, зимующим в наших реках, прудах и озерах.
Шестигранные кристаллы природного льда связаны рыхло, и между ними много пустот. Оттого лед и легче воды.
Седьмая аномалия: из всех жидкостей, кроме ртути, у воды самое большое поверхностное натяжение.
Что это такое? Некомпенсированные силы сцепления между молекулами. Внутри жидкости притяжение молекул друг к другу уравновешено. А на поверхности нет. Молекулы воды, которые лежат глубже, тянут вниз самые верхние молекулы (вверх их ничто так сильно не тянет, так как там нет воды, а только воздух).
Поэтому капля воды стремится затянуть себя в узелок. Стягивают ее силы поверхностного натяжения. Капля воды как бы упакована в свою поверхностную пленку, которая очень прочна.
Итак, поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул. Чтобы разорвать ее, нужна сила, и сила немалая. По этой пленке, как по паркету, бегают насекомые — вертячки и водомерки. За нее цепляются, повиснув вниз головой, личинки комаров, и даже улитки с массивными раковинами ползают по ней. Они тяжелее воды, но не проваливаются: пленка поддерживает их. Бегают по воде и не тонут даже ящерицы! И большие ящерицы — василиски (они живут в тропиках Америки).
Физики точно рассчитали, какую гирю надо подвесить к столбику воды толщиной в 3 сантиметра, чтобы разорвать его. Гиря потребуется огромная — больше 100 тонн!
Но это когда вода исключительно чистая. В природе такой воды нет. Всегда в ней что-то растворено, пусть хоть немного. Чужеродные вещества разрывают звенья в прочной цепи молекул воды, и силы сцепления между ними сильно уменьшаются. Но в лабораториях ученым удалось получить почти чистую воду, и разорвать ее было так же трудно, как сталь самого лучшего сорта.
Могучие силы сцепления между молекулами поднимают воду вверх по тонким трубкам и щелям, хотя земное тяготение, противоборствуя им, тянет ее вниз. Чем тоньше трубка, тем выше поднимается по ней вода.
Силы поверхностного натяжения тянут вверх воду из глубин почвы, питая растения солями и влагой. Увлекаемая ими (и силами осмоса), течет она по корням и стеблям самих растений и наполняет кровью наши капилляры.
Аномалия восьмая и последняя, о которой я расскажу. Вода — лучший в мире растворитель. «Могучий растворитель», — говорят химики. Она растворяет очень многие вещества, но сама остается инертной, не изменяется от многих веществ, которые растворяет.
Благодаря этому качеству вода смогла стать носителем жизни. Растворы всех веществ, циркулирующие в нашем теле, приготовлены на воде. Они мало изменяются в таком растворе, и сам растворитель - вода - может быть использован неоднократно.
«Воде, — сказал великий Леонардо, — была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле».
return_links(3); ?>




Как все начиналось

Десять миллиардов лет назад нам дали основательного пинка, и с тех пор мы летим, «в звезды врезываясь». Летим со скоростью сверхкосмической.
Астрофизики обнаружили, что в спектрах видимых галактик линии поглощения смещены в их красные концы...



return_links(3); ?>

Уровни экологии
Развитие организма
Система организмов
Среда обитания
Экологические факторы
Адаптации организма
Лимитирующие факторы
Эдафические факторы
Показатели популяций
Продолжительность жизни
Динамика роста
Численность популяций
Стратегии выживания
Регуляция популяции
Структура биоценоза
Экологическая ниша
Концепция экосистемы
Продуцирование в природе
Разложение в природе
Гомеостаз экосистемы
Энергия экосистемы
Динамика экосистемы
Биосфера
Круговорот веществ
Наземные биомы
Пресноводные экосистемы
Морские экосистемы
Целостность биосферы
Эволюция биосфер
Ноосфера
Биологические виды
Характеристики человека
Природные ресурсы
Человек и экосистема
Агроэкосистемы
Природно-экологические факторы
Социально-экологические факторы
Гигиена
Загрязнение атмосферы
Антропогенные воздействия
Загрязнение гидросферы
Деградация почв
Экологические функции леса
Copyright © everythingpossible
2006

Напишите нам :
info@everythingpossible.org

Rambler's Top100 Rambler's Top100