Anomali air apa yang kamu ketahui? Hal ini menjelaskan anomali kepadatan air

Zat paling sederhana, paling luas dan sekaligus paling misterius dan menakjubkan di dunia adalah air. Kepadatan variabel, kapasitas panas tinggi, dan tegangan permukaan air yang besar, kemampuannya untuk “memori” dan menyusun struktur semuanya merupakan sifat anomali dari zat yang tampaknya sederhana seperti H20.

Hal yang paling menarik adalah kehidupan ada berkat sifat anomali air, yang sejak lama tidak dapat dijelaskan dari sudut pandang hukum fisika dan kimia. Hal ini disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen antar molekul air. Oleh karena itu, dalam wujud cair, air bukan sekadar campuran molekul, melainkan jaringan gugus air yang kompleks dan bervariasi secara dinamis. Setiap cluster individu hidup dalam waktu yang singkat, tetapi perilaku clusterlah yang mempengaruhi struktur dan sifat air.

Air memiliki suhu beku dan titik didih yang tidak normal dibandingkan dengan senyawa hidrogen biner lainnya. Jika kita membandingkan titik leleh senyawa yang dekat dengan air: H2S, H2Te, H2Se, maka kita dapat berasumsi bahwa titik leleh H20 harus antara 90 dan -120 °C. Namun kenyataannya adalah 0 °C. intinya serupa: untuk H2S -60,8 °C, untuk H2Se -41,5 °C, H2Te -18 °C. Meskipun demikian, air harus mendidih setidaknya pada +70 °C, dan mendidih pada +100 °C. dalam hal ini, bahwa titik leleh dan titik didih air adalah sifat yang tidak normal, kita dapat menyimpulkan bahwa dalam kondisi planet kita, keadaan cair dan padat air juga tidak normal. Seharusnya gas dan kondisinya normal saja.

Anda telah mengetahui bahwa benda memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Meski kelihatannya paradoks, air berperilaku berbeda. Ketika didinginkan dari 100°C hingga -4°C, air menyusut sehingga meningkatkan kepadatannya. Pada suhu +4°C ia memiliki kepadatan tertinggi. Tetapi ketika didinginkan lebih lanjut hingga 0 ° C, ia mulai mengembang dan kepadatannya berkurang! Pada 0 ° C (suhu beku air), air berubah menjadi keadaan agregasi padat. Momen transisi disertai dengan peningkatan volume yang tajam (sekitar 10%) dan penurunan kepadatan. Bukti dari fenomena ini adalah es mengapung di permukaan air. Semua zat lain (kecuali Bismut dan Gallium) tenggelam dalam cairan yang terbentuk selama peleburannya. Kepadatan air yang bervariasi dan fenomenal memungkinkan ikan untuk hidup di perairan yang membeku: ketika suhu turun di bawah -4°C, air yang lebih dingin, karena kepadatannya berkurang, tetap berada di permukaan dan membeku, dan suhu di atas nol tetap berada di bawah suhu beku. Es.

Air memiliki kapasitas panas yang sangat tinggi dalam keadaan cairnya. Kapasitas kalor air dua kali lipat kapasitas kalor steam, dan kapasitas kalor steam sama dengan kapasitas kalor... es. Kapasitas kalor adalah banyaknya kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu sebesar 1°C. Ketika dipanaskan dari 0 °C hingga +35 °C, kapasitas panasnya tidak bertambah, tetapi menurun. Dengan pemanasan lebih lanjut dari +35 °C hingga +100 °C, ia mulai tumbuh lagi. Suhu tubuh organisme hidup bertepatan dengan nilai kapasitas panas air terendah.

Pendinginan super adalah kemampuan air untuk mendingin hingga suhu di bawah titik bekunya namun tetap berbentuk cair. Sifat ini dimiliki oleh air yang sangat murni, bebas dari berbagai pengotor yang dapat berfungsi sebagai pusat kristalisasi ketika dibekukan.

Ketergantungan suhu beku air pada tekanan juga sangat tidak normal.

Dengan meningkatnya tekanan, titik beku menurun; penurunannya kira-kira 1°C untuk setiap 130 atmosfer. Sebaliknya pada zat lain, dengan meningkatnya tekanan, titik bekunya meningkat.

Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi (hanya air raksa yang memiliki nilai lebih tinggi). Air memiliki kemampuan basah yang tinggi - oleh karena itu, fenomena kapilaritas mungkin terjadi, yaitu kemampuan zat cair untuk mengubah ketinggian dalam tabung, menyempit. saluran yang bentuknya berubah-ubah, dan benda berpori.

Air memperoleh sifat luar biasa dalam tabung nano, yang diameternya mendekati 1 · 10'9 m: viskositasnya meningkat tajam dan air memperoleh kemampuan untuk tidak membeku pada suhu mendekati nol mutlak. Molekul air dalam tabung nano pada suhu -23°C dan tekanan 40 ribu atmosfer secara mandiri menyusun dirinya menjadi “tangga” spiral, termasuk heliks ganda, yang sangat mengingatkan pada struktur heliks DNA,

Permukaan air mempunyai potensial listrik negatif akibat penumpukan ion hidroksil OH -. Ion hidronium H30+ yang bermuatan positif tertarik ke permukaan air yang bermuatan negatif sehingga membentuk lapisan ganda listrik.

Air panas membeku lebih cepat daripada air dingin - fenomena paradoks ini disebut efek membran. Saat ini sains belum memberikan penjelasannya,

Pada -120 ° C, hal-hal aneh mulai terjadi pada air: menjadi kental, seperti molase, dan pada suhu di bawah -135 ° C berubah menjadi air “gelas” - zat padat yang tidak memiliki struktur kristal.

7. Anomali air

Air yang murni secara kimiawi memiliki sejumlah sifat yang membedakannya secara tajam dari benda alami lainnya dan analog kimianya (hidrida unsur golongan 6 sistem periodik Mendeleev) dan dari cairan lainnya. Sifat khusus ini dikenal sebagai anomali air.

Mempelajari air dan, terutama larutan airnya, para ilmuwan berulang kali yakin bahwa air memiliki sifat abnormal - anomali yang hanya ada pada dirinya, Yang Mulia - Air, yang memberi kita Kehidupan dan kemampuan untuk berpikir. Kita bahkan tidak menyangka bahwa sifat-sifat air yang familiar dan alami di alam, dalam berbagai teknologi, dan akhirnya dalam kehidupan kita sehari-hari adalah unik dan tidak dapat ditiru.

Kepadatan

Untuk seluruh biosfer, ciri air yang sangat penting adalah kemampuannya untuk meningkatkan volumenya, bukan menguranginya, ketika dibekukan, yaitu. mengurangi kepadatan. Memang, ketika cairan apa pun berubah menjadi padat, molekul-molekulnya terletak lebih berdekatan, dan zat itu sendiri, yang volumenya mengecil, menjadi lebih padat. Ya, untuk cairan apa pun yang sangat berbeda, tetapi tidak untuk air. Air merupakan pengecualian di sini. Saat mendingin, air pada awalnya berperilaku seperti cairan lain: secara bertahap menjadi lebih padat dan volumenya berkurang. Fenomena ini dapat diamati hingga +3.98°C. Kemudian, dengan penurunan suhu lebih lanjut hingga 0°C, semua air membeku dan volumenya memuai. Akibatnya berat jenis es menjadi lebih kecil dari air dan es terapung. Jika es tidak mengapung, tetapi tenggelam, maka seluruh perairan (sungai, danau, laut) akan membeku hingga ke dasar, penguapan akan berkurang tajam, dan semua hewan dan tumbuhan air tawar akan mati. Kehidupan di Bumi menjadi mustahil. Air merupakan satu-satunya zat cair di bumi yang esnya tidak tenggelam karena volumenya 1/11 lebih besar dari volume air.

Tegangan permukaan

Karena bola air berbentuk bulat sangat elastis, hujan turun dan embun turun. Kekuatan luar biasa apa yang menjaga tetesan embun dan membuat lapisan permukaan air di genangan air menjadi elastis dan relatif tahan lama?

Diketahui bahwa jika jarum baja diletakkan dengan hati-hati di atas permukaan air yang dituangkan ke dalam piring, jarum tersebut tidak akan tenggelam. Namun berat jenis logam jauh lebih besar dibandingkan berat jenis air. Molekul air terikat oleh gaya tegangan permukaan, yang memungkinkan mereka naik ke kapiler, mengatasi gaya gravitasi. Tanpa sifat air ini, kehidupan di Bumi juga tidak mungkin terjadi.

Kapasitas panas

Tidak ada zat di dunia ini yang dapat menyerap atau melepaskan panas ke lingkungan sebanyak air. Kapasitas panas air 10 kali lebih besar dari kapasitas panas baja dan 30 kali lebih besar dari merkuri. Air menahan panas di bumi.

Dari permukaan laut, samudera, dan daratan, 520.000 kilometer kubik air menguap per tahun, yang bila terkondensasi akan melepaskan banyak panas ke daerah dingin dan kutub.

Air dalam tubuh manusia mencapai 70-90%. dari berat badan. Jika air tidak memiliki kapasitas panas seperti sekarang, metabolisme pada organisme berdarah panas dan dingin tidak mungkin terjadi.

Air paling mudah memanas dan paling cepat mendingin dalam semacam “lubang suhu” yang setara dengan +37°C, suhu tubuh manusia.

Ada beberapa sifat anomali air lainnya:

Tidak ada cairan yang menyerap gas dengan rakus seperti air. Tapi dia juga memberikannya dengan mudah. Hujan melarutkan semua gas beracun di atmosfer. Air adalah penyaring alami yang kuat yang memurnikan atmosfer dari semua gas berbahaya dan beracun. Sifat menakjubkan lainnya dari air muncul ketika terkena medan magnet. Air yang mengalami perlakuan magnetis mengubah kelarutan garam dan laju reaksi kimia.

Namun sifat air yang paling menakjubkan adalah sifat pelarut yang hampir universal. Dan jika beberapa zat tidak larut di dalamnya, maka hal ini juga memainkan peran besar dalam evolusi kehidupan: kemungkinan besar, kemunculan dan perkembangan kehidupan di lingkungan perairan disebabkan oleh sifat hidrofobik membran biologis primer.

Air dikenal dan tidak diketahui. Memori air

Air brom adalah larutan jenuh Br2 dalam air (3,5% berat Br2). Air bromin adalah zat pengoksidasi, zat brominasi dalam kimia analitik. Air amonia terbentuk ketika gas oven kokas mentah bersentuhan dengan air...

Air sebagai reagen dan sebagai media proses kimia (sifat anomali air)

Peran air dalam ilmu pengetahuan dan teknologi modern sangat besar. Berikut adalah beberapa area di mana air dapat digunakan. 1. Di bidang pertanian untuk menyiram tanaman dan memberi makan hewan 2. Dalam industri kimia untuk menghasilkan asam, basa, zat organik. 3...

Air yang memberi kehidupan

Air merupakan senyawa kimia terpenting yang menentukan kemungkinan adanya kehidupan di Bumi. Konsumsi air minum seseorang setiap hari rata-rata sekitar 2 liter...

Hidrogen adalah bahan bakar masa depan

Masalah berikutnya yang muncul kembali karena keadaan tanpa bobot adalah masalah pengurasan air yang terbentuk di sel bahan bakar. Jika tidak dilepas, maka akan menutupi elektroda dengan lapisan film dan menyulitkan gas untuk mengaksesnya...

Memori informasi-struktural air

Molekul air adalah dipol kecil yang mengandung muatan positif dan negatif di kutubnya. Karena massa dan muatan inti oksigen lebih besar daripada inti hidrogen, awan elektron tertarik ke arah inti oksigen...

Penentuan kesadahan air menggunakan metode kompleksometri

Karena banyaknya kalsium, garamnya hampir selalu ditemukan di air alami. Dari garam kalsium alami, hanya gipsum yang agak larut dalam air, namun jika air mengandung karbon dioksida...

Perhitungan dan pemilihan pabrik penguapan

Gv ditentukan dari keseimbangan termal kondensor: Gv=W3(hbk-svtk)/cv(tk-tn), dimana hbk adalah entalpi uap dalam kondensor barometrik; tн = 200С - suhu awal air pendingin; CV =4...

Perhitungan dan desain pabrik evaporasi efek ganda

Laju aliran air pendingin GВ ditentukan dari keseimbangan termal kondensor: , dimana IБК adalah entalpi uap dalam kondensor barometrik, J?kg; tн - suhu awal air pendingin, 0С...

Pemurnian air serapan

Dalam produksi, itu dipasang tergantung pada persyaratan proses teknologi. Air yang digunakan dalam produksi...

Pemurnian air serapan

Untuk mencegah berkembangnya bakteri pengotoran biologis di penukar panas, serta di saluran pipa, disarankan untuk menggunakan klorinasi air secara berkala 3-4 kali sehari, setiap periode berlangsung 40-60 menit...

Pemurnian air serapan

Salah satu jenis pengkondisian air yang paling umum adalah pelunakannya. Metode industri pertama untuk menghilangkan garam kesadahan adalah soda-kapur...

Kalsium sulfat, kristal hidrat dan garam anhidrat

Zat yang luar biasa adalah air

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari perairan alami, interaksinya dengan atmosfer dan litosfer, serta fenomena dan proses yang terjadi di dalamnya (penguapan, pembekuan, dll). Pokok bahasan ilmu hidrologi adalah semua jenis perairan hidrosfer di lautan...

Anomali sifat fisik dan kimia air

(karakteristik kandungan informasi air yang sangat tinggi)

Dalam tabel periodik unsur D.I. Oksigen Mendeleev membentuk subkelompok terpisah. Oksigen, belerang, selenium dan telurium yang dikandungnya memiliki banyak kesamaan dalam sifat fisik dan kimianya. Kesamaan sifat dapat ditelusuri, sebagai suatu peraturan, untuk senyawa dengan jenis yang sama yang dibentuk oleh anggota subkelompok. Namun, air ditandai dengan penyimpangan dari aturan.

Dari senyawa paling ringan dari subkelompok oksigen (dan ini adalah hidrida), air adalah yang paling ringan. Ciri-ciri fisik hidrida, seperti jenis senyawa kimia lainnya, ditentukan oleh posisinya dalam tabel unsur-unsur dari subkelompok yang bersangkutan. Jadi, semakin ringan unsur subkelompoknya, semakin tinggi volatilitas hidridanya. Oleh karena itu, dalam subkelompok oksigen, volatilitas air—oksigen hidrida—harus paling tinggi. Sifat yang sama ini sangat jelas terlihat dalam kemampuan air untuk “menempel” pada banyak benda, yaitu membasahinya.

Saat mempelajari fenomena ini, ditemukan bahwa semua zat yang mudah dibasahi oleh air (tanah liat, pasir, kaca, kertas, dll) pasti mengandung atom oksigen. Untuk menjelaskan sifat pembasahan, fakta ini ternyata menjadi kuncinya: molekul-molekul lapisan permukaan air yang tidak seimbang secara energi mampu membentuk ikatan hidrogen tambahan dengan atom oksigen “asing”. Karena tegangan permukaan dan kemampuan pembasahan, air dapat naik melalui saluran vertikal yang sempit hingga ketinggian yang lebih besar dari yang diperbolehkan oleh gravitasi, yaitu air memiliki sifat kapilaritas.

Kapilaritas memainkan peran penting dalam banyak proses alam yang terjadi di Bumi. Berkat ini, air membasahi lapisan tanah, yang terletak jauh di atas permukaan air tanah, dan memberikan larutan nutrisi ke akar tanaman. Kapilaritas bertanggung jawab atas pergerakan darah dan cairan jaringan pada organisme hidup.

Tetapi air mempunyai ciri-ciri tertentu dari sifat-sifatnya. Misalnya, karakteristik air yang tertinggi ternyata merupakan karakteristik yang seharusnya terendah: titik didih dan titik beku, panas penguapan dan peleburan.

Titik didih dan titik beku hidrida unsur-unsur subkelompok oksigen disajikan secara grafis pada Gambar. 1.7. Hidrida terberat
negatif: di atas 0°C senyawa ini berbentuk gas. Saat kita beralih ke hidrida yang lebih ringan (
,
) suhu didih dan titik beku semakin menurun. Jika pola ini terus berlanjut, air akan mendidih pada suhu -70°C dan membeku pada suhu -90°C. Dalam hal ini, dalam kondisi terestrial, ia tidak akan pernah ada baik dalam bentuk padat maupun cair. Satu-satunya wujud yang mungkin adalah wujud gas (uap). Namun pada grafik ketergantungan suhu kritis hidrida sebagai fungsi berat molekulnya, terdapat peningkatan tajam yang tidak terduga - titik didih air adalah +100°C, titik bekunya adalah 0°C. Ini adalah keuntungan yang jelas dari asosiatif - rentang suhu yang luas, kemampuan untuk mewujudkan semua keadaan fase dalam kondisi planet kita.

Asosiatifitas air juga dipengaruhi oleh panas spesifik penguapannya yang sangat tinggi. Untuk menguapkan air yang telah dipanaskan hingga 100°C, diperlukan kalor enam kali lebih banyak dibandingkan untuk memanaskan air bermassa sama sebesar 80°C (dari 20 menjadi 100°C).

Setiap menit, satu juta ton air di hidrosfer menguap akibat pemanasan matahari. Akibatnya, sejumlah besar panas terus-menerus dilepaskan ke atmosfer, setara dengan yang dihasilkan oleh 40 ribu pembangkit listrik yang masing-masing berkapasitas 1 miliar kilowatt.

Ketika es mencair, banyak energi yang dihabiskan untuk mengatasi ikatan asosiatif kristal es, meskipun enam kali lebih sedikit dibandingkan saat air menguap. Molekul
sebenarnya tetap berada di lingkungan yang sama, hanya keadaan fase air yang berubah.

Panas spesifik peleburan es lebih tinggi daripada banyak zat; ini setara dengan jumlah panas yang dikonsumsi saat memanaskan 1 g air sebesar 80°C (dari 20 hingga 100°C). Ketika air membeku, sejumlah panas masuk ke lingkungan, dan ketika es mencair, panas tersebut diserap. Oleh karena itu, massa es, tidak seperti massa air yang menguap, merupakan sejenis penyerap panas di lingkungan dengan suhu positif.

Nilai kalor jenis penguapan air dan kalor jenis pencairan es yang sangat tinggi digunakan oleh manusia dalam kegiatan industri. Pengetahuan tentang ciri-ciri alami dari karakteristik fisik ini terkadang memberikan solusi teknis yang berani dan efektif. Dengan demikian, air banyak digunakan dalam produksi sebagai pendingin yang nyaman dan terjangkau dalam berbagai macam proses teknologi. Setelah digunakan, air dapat dikembalikan ke reservoir alami dan diganti dengan bagian segar, atau dapat dikirim kembali ke produksi, setelah didinginkan dalam perangkat khusus - menara pendingin. Di banyak pabrik metalurgi, air mendidih, bukan air dingin, digunakan sebagai pendingin. Pendinginan terjadi dengan menggunakan panas penguapan - efisiensi proses meningkat beberapa kali lipat, dan tidak perlu membangun menara pendingin yang besar. Tentu saja, pendingin air mendidih digunakan jika diperlukan untuk mendinginkan benda yang dipanaskan di atas 100°C.

Meluasnya penggunaan air sebagai pendingin tidak hanya disebabkan oleh ketersediaan dan murahnya. Alasan sebenarnya juga harus dicari pada ciri fisiknya. Ternyata air memiliki kemampuan luar biasa lainnya – kapasitas panas yang tinggi. Menyerap panas dalam jumlah besar, air itu sendiri tidak memanas secara signifikan. Panas spesifik air lima kali lebih tinggi dibandingkan pasir dan hampir sepuluh kali lebih tinggi dibandingkan besi. Kemampuan air untuk mengakumulasi cadangan energi panas yang besar memungkinkan untuk memuluskan fluktuasi suhu yang tajam di permukaan bumi pada waktu yang berbeda sepanjang tahun dan waktu yang berbeda dalam sehari. Berkat ini, air adalah pengatur utama rezim termal planet kita.

Menariknya, kapasitas panas air tidak hanya anomali nilainya. Kapasitas panas spesifik berbeda-beda pada suhu yang berbeda, dan sifat perubahan suhu dalam kapasitas panas spesifik adalah unik: kapasitas panas spesifik menurun seiring kenaikan suhu dalam kisaran 0 hingga 37°C, dan dengan peningkatan suhu lebih lanjut, kapasitas panas spesifik meningkat. . Nilai minimum kapasitas panas spesifik air ditemukan pada suhu 36,79°C yang sesuai dengan suhu normal tubuh manusia. Suhu normal hampir semua organisme hidup berdarah panas juga mendekati titik ini.

Ternyata pada suhu tersebut juga terjadi transformasi mikrofasa pada sistem kristal cair, yaitu air-es. Telah diketahui bahwa ketika suhu berubah dari 0 hingga 100°C, air secara berturut-turut mengalami lima transformasi seperti itu. Mereka disebut mikrofase, karena panjang kristal mikroskopis, tidak lebih dari 0,2...0,3 nm. Batas suhu transisi adalah 0, 15, 30, 45, 60 dan 100°C.

Kisaran suhu kehidupan hewan berdarah panas berada dalam batas fase ketiga (30...45°C). Jenis organisme lain telah beradaptasi dengan rentang suhu yang berbeda. Misalnya, ikan, serangga, bakteri tanah berkembang biak pada suhu mendekati pertengahan fase kedua (23...25°C), suhu efektif kebangkitan benih di musim semi adalah di pertengahan fase pertama (5. ..10°C).

Merupakan karakteristik bahwa fenomena perpindahan kapasitas panas spesifik air melalui suhu minimum selama perubahan suhu memiliki simetri yang khas: pada suhu negatif, karakteristik minimum ini juga ditemukan. Suhunya turun pada –20°C.

Jika air di bawah 0°C tetap tidak membeku, misalnya, terdispersi halus, maka pada suhu sekitar -20°C kapasitas panasnya akan meningkat tajam. Ilmuwan Amerika membuktikan hal ini dengan mempelajari sifat-sifat emulsi berair yang dibentuk oleh tetesan air dengan diameter sekitar 5 mikron.

Air yang murni secara kimiawi memiliki sejumlah sifat yang membedakannya secara tajam dari benda alami lainnya dan analog kimianya (hidrida unsur golongan 6 sistem periodik Mendeleev) dan dari cairan lainnya. Sifat khusus ini dikenal sebagai anomali air.

Mempelajari air dan, terutama larutan airnya, para ilmuwan berulang kali yakin bahwa air memiliki sifat abnormal - anomali yang hanya ada pada dirinya, Yang Mulia - Air, yang memberi kita Kehidupan dan kemampuan untuk berpikir. Kita bahkan tidak menyangka bahwa sifat-sifat air yang familiar dan alami di alam, dalam berbagai teknologi, dan akhirnya dalam kehidupan kita sehari-hari adalah unik dan tidak dapat ditiru.

Kepadatan

Untuk seluruh biosfer, ciri air yang sangat penting adalah kemampuannya untuk meningkatkan volumenya, bukan menguranginya, ketika dibekukan, yaitu. mengurangi kepadatan. Memang, ketika cairan apa pun berubah menjadi padat, molekul-molekulnya terletak lebih berdekatan, dan zat itu sendiri, yang volumenya mengecil, menjadi lebih padat. Ya, untuk cairan apa pun yang sangat berbeda, tetapi tidak untuk air. Air merupakan pengecualian di sini. Saat mendingin, air pada awalnya berperilaku seperti cairan lain: secara bertahap menjadi lebih padat dan volumenya berkurang. Fenomena ini dapat diamati hingga +3.98°C. Kemudian, dengan penurunan suhu lebih lanjut hingga 0°C, semua air membeku dan volumenya memuai. Akibatnya berat jenis es menjadi lebih kecil dari air dan es terapung. Jika es tidak mengapung, tetapi tenggelam, maka seluruh perairan (sungai, danau, laut) akan membeku hingga ke dasar, penguapan akan berkurang tajam, dan semua hewan dan tumbuhan air tawar akan mati. Kehidupan di Bumi menjadi mustahil. Air merupakan satu-satunya zat cair di bumi yang esnya tidak tenggelam karena volumenya 1/11 lebih besar dari volume air.

Tegangan permukaan

Karena bola air berbentuk bulat sangat elastis, hujan turun dan embun turun. Kekuatan luar biasa apa yang menjaga tetesan embun dan membuat lapisan permukaan air di genangan air menjadi elastis dan relatif tahan lama?

Diketahui bahwa jika jarum baja diletakkan dengan hati-hati di atas permukaan air yang dituangkan ke dalam piring, jarum tersebut tidak akan tenggelam. Namun berat jenis logam jauh lebih besar dibandingkan berat jenis air. Molekul air terikat oleh gaya tegangan permukaan, yang memungkinkan mereka naik ke kapiler, mengatasi gaya gravitasi. Tanpa sifat air ini, kehidupan di Bumi juga tidak mungkin terjadi.

Kapasitas panas

Tidak ada zat di dunia ini yang dapat menyerap atau melepaskan panas ke lingkungan sebanyak air. Kapasitas panas air 10 kali lebih besar dari kapasitas panas baja dan 30 kali lebih besar dari merkuri. Air menahan panas di bumi.

Dari permukaan laut, samudera, dan daratan, 520.000 kilometer kubik air menguap per tahun, yang bila terkondensasi akan melepaskan banyak panas ke daerah dingin dan kutub.

Air dalam tubuh manusia mencapai 70-90%. dari berat badan. Jika air tidak memiliki kapasitas panas seperti sekarang, metabolisme pada organisme berdarah panas dan dingin tidak mungkin terjadi.

Air paling mudah memanas dan paling cepat mendingin dalam semacam “lubang suhu” yang setara dengan +37°C, suhu tubuh manusia.

Ada beberapa sifat anomali air lainnya:

Tidak ada cairan yang menyerap gas dengan rakus seperti air. Tapi dia juga memberikannya dengan mudah. Hujan melarutkan semua gas beracun di atmosfer. Air adalah penyaring alami yang kuat yang memurnikan atmosfer dari semua gas berbahaya dan beracun. Sifat menakjubkan lainnya dari air muncul ketika terkena medan magnet. Air yang mengalami perlakuan magnetis mengubah kelarutan garam dan laju reaksi kimia.

Namun sifat air yang paling menakjubkan adalah sifat pelarut yang hampir universal. Dan jika beberapa zat tidak larut di dalamnya, maka hal ini juga memainkan peran besar dalam evolusi kehidupan: kemungkinan besar, kemunculan dan perkembangan kehidupan di lingkungan perairan disebabkan oleh sifat hidrofobik membran biologis primer.

Bagian I.
DESAIN SUMUR UNTUK AIR
Bab 1. BEBERAPA INFORMASI TENTANG AIR

Anomali air

Komposisi es didominasi oleh molekul trihidrol, dalam komposisi uap air (pada suhu di atas 100°C) - molekul hidrol, dan dalam air tetesan-cair - campuran hidrol, dihidrol dan trihidrol, perbandingan antara yang berubah dengan suhu.

Anomali berikut ditentukan oleh kekhasan struktur air:

1) air mempunyai massa jenis paling besar pada suhu 4 °C, dengan penurunan suhu hingga 0 °C atau peningkatan hingga 100 °C, massa jenisnya menurun;

2) volume air ketika dibekukan meningkat sekitar 10%, sedangkan fasa padat menjadi lebih ringan dari pada fasa cair;

3) air memiliki kapasitas panas spesifik yang tinggi, yang menurun dengan meningkatnya suhu hingga 40 °C dan kemudian meningkat lagi;

4) air mempunyai energi dalam spesifik yang sangat tinggi (318,8 J/kg);

5) air membeku pada suhu 0 °C, dengan meningkatnya tekanan titik beku menurun dan mencapai nilai minimum (-22 °C) pada tekanan 211,5 MPa;

6) air mempunyai jumlah kalor jenis terbesar (2156 J/kg) pada suhu 100 °C;

7) air memiliki konstanta dielektrik tertinggi pada 20 °C;

8) air mempunyai tegangan permukaan paling tinggi dibandingkan zat cair lainnya.

Ketika berinteraksi dengan basa, air berperilaku seperti asam, dan ketika berinteraksi dengan asam, ia berperilaku seperti basa. Selama reaksi logam aktif dan air, hidrogen dilepaskan. Air menyebabkan proses dekomposisi pertukaran (hidrolisis) melalui interaksi dengan garam-garam tertentu.