створює

Легка наука

Вода і, загалом, усі водні ресурси планети вже сьогодні є вкрай необхідними, але вони можуть стати нашим єдиним засобом виживання та сталого розвитку в міру розвитку 21 століття.

Очевидно, вода є надзвичайно простою рідиною, молекула якої (H2O) складається з двох атомів водню та одного атома кисню, дуже простих елементів, у свою чергу, так що хімічна структура води здається справді дуже простою. З іншого боку, вода є найпоширенішою речовиною на Землі, і вона єдина, що міститься на нашій планеті одночасно в трьох станах, рідкому, твердому та газоподібному.

Це вже рідкісна властивість, але якщо ми заглибимося трохи глибше у “речі води”, ми виявимо аспекти, які роблять цей елемент життєво необхідною рідиною для життя, незважаючи на те, що його поведінка часто значно відрізняється від того, що він міг би вважати “нормальною” рідиною. Насправді наразі відомі десятки аномалій у складі, структурі та поведінці води. Однією з цих аномалій, дуже корисною, є той факт, що її максимальна щільність відбувається при температурі 4 ºC, завдяки чому риби та багато інших живих істот можуть вижити в річках, морях або замерзлих озерах, оскільки лід плаває на поверхні, тоді як рідка вода залишається на дні.

При нормальному атмосферному тиску (1013 мілібарів або 760 мм рт. Ст.) Температура плавлення чистої води дорівнює 0 ° С, кристалізуючись у гексагональній системі, виглядаючи у вигляді снігу або льоду, що є двома аспектами одного і того ж; коли він замерзає, він збільшується в об’ємі, тому його щільність як льоду менша, ніж у рідкої води, плаваючи таким чином на ньому.

Як ми вже говорили, вода досягає своєї максимальної щільності при температурі 4 ºC, при цьому щільність становить 1 грам на кубічний сантиметр, а її теплоємність дуже висока, при питомій теплоті 1 калорія/грам, завдяки чому маса вода може поглинати або віддавати велику кількість тепла, не зазнаючи майже ніяких температурних перепадів, що має великий вплив на клімат нашої планети, де великі маси води в океанах потребують більше часу, щоб зігрітися і охолонути, ніж земний ґрунт, відіграючи таким чином важливу роль у наземному кліматі.

Прихована теплота випаровування або конденсації води, тобто енергія, необхідна для переходу від рідини до пари або від пари до рідини, становить 540 калорій на грам (кал/г), а прихована теплота замерзання або танення води енергія, необхідна для переходу від рідини до твердої речовини або від твердої речовини до рідини, становить 80 кал/г. Обидва значення виявляються надзвичайно високими та надзвичайно корисними, коли йдеться про утворення хмар, зарядку їх енергією та транспортування цієї води та енергії з однієї області планети в іншу.

Іншим прикладом того, наскільки рідкісною є поведінка води (без домішок), є той факт, що вона може досягати надзвичайно низьких температур у рідкому стані та без замерзання, досягаючи -47 ºC всередині рослини, залишаючись у рідкому стані., а в лабораторії він може досягати -92 ºC, при цьому вода ніколи не замерзає; Вони, безумовно, є метастабільними станами, тобто станами системи, які перебувають у видимій рівновазі, але які перейдуть у більш стабільний стан перед будь-якою незначною модифікацією їхнього середовища, але, хоча цього не відбувається, природа приймає його перевага.

З самого початку, просто спостерігаючи за його зовнішністю, ніхто не сказав би, що рідка вода, лід і водяна пара - це одне і те ж, одна і та ж речовина. Дійсно, порівнюючи такий водоспад, як водоспад, з льодовиком або із засніженою вершиною гори, можна подумати, що це різні речі. І все-таки це практично той самий молекулярно-хімічний склад, ті самі молекули води з їх воднем і киснем, що змінюється «майже лише» в кінцевому вигляді.

До вісімнадцятого століття вважалося, що вода сама по собі є єдиним елементом, і саме англійський хімік Кавендіш отримував воду при згорянні повітря і водню; Однак результати цього експерименту були інтерпретовані лише через роки, коли Лавуазьє остаточно дійшов висновку, що вода - це не простий елемент, а сполука, що складається з двох простих елементів - кисню та водню.

Як вже було сказано, вода абсолютно необхідна для життя; Насправді, коли людина намагається знайти життя в космосі, на будь-якій з планет нашої Сонячної системи або на екзопланетах поза нашою системою, вона починає з пошуку води або слідів, з яких можна зробити висновок, що принаймні там була вода, ніколи.

Правда полягає в тому, що, незважаючи на те, що він є важливим і надзвичайно багатим елементом, який присутній майже скрізь, складаючи частину майже всіх істот і предметів, живих чи неживих, незважаючи на це, я кажу, що в багатьох і великих районах нашої планети цього мало, і, на жаль, цього мало для мільйонів людей у ​​всьому світі.

Водні стихійні лиха, такі як посуха, повені, тропічні шторми, цунамі тощо, мають величезний вплив на повсякденне життя нашої планети. Велике значення в цих аспектах має форма подання води. Ми знаємо, що у рідкій формі відсутність або надмірна присутність цього елемента створює для нас чимало проблем, оскільки посуха періодично вражає багато країн, включаючи деякі з найбідніших на планеті, а, з іншого боку, повені завдають великої шкоди, іноді в тих самих країнах. Ці шкідливі аспекти відсутності або надлишків води в рідкій фазі в основному пов'язані з кліматом і метеорологією, відповідно, і якщо поширити її на тверду фазу, з водою у вигляді снігу або льоду, виявляється, що її значення для нашого життя та маєтків надзвичайно зростає.

Накопичення снігу може слугувати запорукою добробуту ("виголошується рік снігів, рік товарів"), але воно також може бути джерелом серйозних проблем, якщо він накопичується в містах чи на дорогах, або якщо вона тане швидко і поза часом, оскільки може призвести до повені. З іншого боку, очевидно, що його падіння у вигляді льоду з хмар на землю має дуже негативні аспекти для сільськогосподарських культур і навіть для цілісності будинків та речей, терас, дахів, дахів, транспортних засобів тощо.

У той же час роль води, коли вона осідає на землі, у твердому вигляді, відіграє абсолютно важливу роль у кліматі нашої планети; Давайте подумаємо, що найбільші поклади льоду, що існують на Землі, Антарктида, Арктика та льодовики, разом із океанічними течіями (також водою; хоча цього разу в рідкій фазі) є справжніми контролерами клімату.

Практично всі хімічні реакції, що відбуваються в організмі людини, а також у реакціях більшості живих істот, як тварин, так і рослин, використовують воду як розчинник. У різних життєвих функціях свого тіла людина втрачає велику кількість води, яку потрібно відновити; звідси часті рекомендації пити воду щодня, крім того, що ми вже вживаємо через різні продукти.

Іншим аспектом, з багатьох, які ми могли б і надалі додавати до фундаментального значення води на нашій планеті, є той факт, що, окрім задоволення основних потреб людини, у багатьох частинах світу вода становить одну з основних енергетичних джерел, за допомогою гідравлічного виробництва. Але, невдовзі, дуже ймовірно, що ця енергетична допомога від води значно збільшиться.

Різке скорочення світових запасів нафти призведе через кілька років, якщо спочатку не буде знайдено альтернативне рішення, до безпрецедентної енергетичної кризи, яка змусить різко змінити поточну енергетичну модель, а разом із нею і наш спосіб життя. У цій ситуації все, мабуть, вказує на те, що майбутнє енергетики базується на водню, найчистішому паливі, яке існує, дуже універсальному та ефективному, яке може трансформувати соціальні та економічні відносини у всьому світі, одночасно забезпечуючи надію на досягнення стійкої та стійкої енергетичної економіки.

Переваги використання водню як палива очевидні: він є великим джерелом енергії, і його згоряння лише утворює водяну пару у вигляді відходів, будучи абсолютно екологічно чистою енергетичною системою.

Одна проблема полягає в тому, що немає родовищ водню, до яких можна безпосередньо отримати доступ, але ми знаємо, що він міститься в деревині, вугіллі, нафті, газі тощо, і особливо у воді, з якої це найпростіший і найчистіший спосіб видобуток цього водню відбувається за допомогою так званого електролізу, який відокремлює водень від кисню за допомогою електричного струму. Що стосується захисту навколишнього середовища, було б дуже бажано, щоб цей електричний струм надходив від відновлюваних джерел енергії, таких як фотоелектричні сонячні установки або вітрові електростанції, з великою перевагою в тому, що оскільки водень є газом, він може зберігатися, таким чином допомагає вирішити одну з найбільших проблем енергії, таку як накопичення, щоб мати її, коли і де вона потрібна.

Таким чином, як ми вже говорили на початку, водні ресурси планети, які вже сьогодні є важливими, можуть стати одним з небагатьох засобів виживання та сталого розвитку протягом усього XXI століття.