Vlastnosti vody
Jednou ze zvláštností naší planety je přítomnost kapalné vody. Voda je základem veškerého života, bez ní by vše živé zahynulo.
Voda pokrývá asi 70 % povrchu Země a tvoří 65-75 % našeho těla (82 % naší krve tvoří voda). I když se voda může zdát nudná – nemá žádnou barvu, chuť ani vůni – má úžasné vlastnosti, díky kterým je nezbytná pro podporu života.
(Kvůli naší potřebě vody a oceánským živočichům, kteří ve vodě žijí, jsou úniky ropy tak škodlivé.)
Chemické složení vody je H2O – dva atomy vodíku a jeden atom kyslíku. Vlastnosti vody jsou zvláštní díky způsobu, jakým se její atomy spojují do molekuly vody, a způsobu, jakým na sebe molekuly vzájemně působí.
Polarita vody
Když se dva atomy vodíku spojí s kyslíkem, připojí se k vrcholu molekuly spíše jako uši Mickey Mouse. Tato molekulární struktura dává molekule vody polaritu neboli šišatý elektrický náboj, který přitahuje ostatní atomy.
Konec molekuly se dvěma atomy vodíku je kladně nabitý. Druhý konec s kyslíkem je nabitý záporně. Stejně jako v magnetu, kde se severní póly přitahují k jižním („protiklady se přitahují“), se kladný konec molekuly vody spojí se záporným koncem jiných molekul.
Co to pro nás znamená? Polarita vody jí umožňuje velmi snadno rozpouštět jiné polární látky. Když do vody vložíme polární látku, kladné konce jejích molekul se přitahují k záporným koncům molekul vody a naopak. Tato přitažlivost způsobí, že se molekuly nové látky rovnoměrně promíchají s molekulami vody.
Voda rozpouští více látek než jakákoli jiná kapalina – dokonce i nejsilnější kyselina! Proto se jí často říká „univerzální rozpouštědlo“. Rozpouštěcí schopnost vody je pro život na Zemi velmi důležitá. Všude, kam se voda dostane, s sebou nese rozpuštěné chemické látky, minerály a živiny, které slouží k životu.
Díky své polaritě se molekuly vody navzájem silně přitahují, což dává vodě vysoké povrchové napětí. Molekuly na povrchu vody „drží pohromadě“ a vytvářejí na vodě jakousi „kůži“, která je dostatečně pevná, aby udržela velmi lehké předměty. Tohoto povrchového napětí využívá hmyz, který chodí po vodě.
Povrchové napětí způsobuje, že se voda shlukuje do kapek, místo aby se rozprostírala v tenké vrstvě.
Umožňuje také, aby se voda pohybovala kořeny a stonky rostlin, teploměry a nejmenšími cévami ve vašem těle. Když se jedna molekula pohybuje vzhůru, „táhne“ s sebou ostatní.
Tři stavy hmoty
Voda je jedním ze čtyř prvků a jedinou přírodní látkou, která může existovat ve všech třech stavech hmoty – pevném, kapalném i plynném – při teplotách, které se běžně vyskytují na Zemi.
Mnoho jiných látek se musí přehřát nebo ochladit, aby změnily skupenství.
Plynné skupenství vody je v naší atmosféře přítomno neustále jako vodní pára. Kapalný stav se nachází všude v řekách, jezerech a oceánech.
Unikátní je pevný stav vody, led. Většina kapalin se při ochlazování smršťuje, protože molekuly se pohybují pomaleji a mají méně energie, aby odolávaly vzájemné přitažlivosti. Když zmrznou na pevnou látku, vytvoří pevně zabalené krystaly, které jsou mnohem hustší, než byla kapalina původně.
Voda se takto nechová. Když zmrzne, rozpíná se: molekuly se seřadí a vytvoří velmi „otevřenou“ krystalickou strukturu, která má menší hustotu než kapalná voda.
Proto led plave. A to je dobře! Kdyby se voda chovala jako většina ostatních kapalin, jezera a řeky by zamrzly a všechen život v nich by zahynul.
Tři další vlastnosti vody
Voda má vysoké měrné teplo. To znamená, že na rozdíl od vzduchu může voda absorbovat velké množství tepla, aniž by se změnila její teplota. Proto je plavání v horkém dni tak osvěžující.
Voda také ztrácí teplo pomaleji než vzduch. Výsledkem je, že v létě je voda v jezerech a oceánech obvykle nejchladnější na začátku sezóny a nejteplejší na konci sezóny (po mnoha dnech absorbování sluneční energie).
Teplota varu vody (212° F nebo 100 °C na úrovni moře) je ovlivněna nadmořskou výškou. Obecně platí, že čím vyšší je nadmořská výška, tím nižší je bod varu vody. Například v Denveru ve státě CO (5280 m n. m.) má voda teplotu varu 202,4° F. Na Mount Everestu v Nepálu (29 012 m n. m.) má voda teplotu varu 156° F.
Vodohospodářské projekty:
- Koloběh vody
- Vodní kolo
- Superchlazená voda
- Zásobník vody
.