Всички теории за произхода на живота на Земята по някакъв начин са свързани с водата. Тя винаги е с нас, освен това в нас. Най-обикновената, проста вода, включена в тъканите на тялото, прави възможен всеки нов дъх и сърцебиене. Той участва във всички тези процеси поради своите уникални свойства.
Какво е вода: определение
От научна гледна точка основната течност на планетата е водородният оксид - бинарно неорганично съединение. Молекулната формула на водата вероятно е известна на всички. Всеки негов структурен елемент се състои от един кислороден атом и два водородни атома, свързани с полярна ковалентна връзка. При нормални условия е в течно състояние, няма вкус и мирис. В малки обеми обикновената вода без примеси е безцветна.
Биологична роля
Водата е основният разтворител. Това е природата на структурата на молекулата, която прави възможно такова определение. Свойствата на водата са свързани с нейната поляризация: всяка молекула има два полюса. Отрицателното се свързва с кислорода иположителен - с водородни атоми. Водната молекула е в състояние да образува така наречените водородни връзки с частици от други вещества, привличайки противоположно заредени атоми към своите "+" и "-". В този случай веществото, което се превръща в разтвор, също трябва да бъде поляризирано. Една негова молекула е заобиколена от няколко частици вода. След трансформация веществото става по-реактивно. Водата се използва като разтворител от всички клетки на живите организми. Това е едно от онези свойства, които определят неговата биологична роля.
Три щата
Водата ни е позната в три форми: течна, твърда и газообразна. Първото от тези агрегатни състояния, както вече беше споменато, е характерно за водата при нормални условия. При нормално атмосферно налягане и температури под 0 ºС се превръща в лед. Ако нагряването на веществото достигне 100 ºС, от течността се образува пара.
Трябва да се отбележи, че подобни по структура вещества при нормални условия са в газообразно състояние и имат ниска точка на кипене. Причината за относителната стабилност на водата е във водородните връзки между молекулите. За да влезете в състояние на пара, трябва да ги счупите. Водородните връзки са достатъчно силни, че отнема много енергия, за да се разрушат. Оттук и високата точка на кипене.
Повърхностно напрежение
Поради водородните връзки водата има високо повърхностно напрежение. В това отношение той е на второ място след живака. Повърхностното напрежение възниква на границата на две различни среди и изисква разход на определено количествоенергия. Това свойство води до интересни ефекти. В безтегловност капката придобива сферична форма, тъй като течността има тенденция да свива собствената си повърхност, за да пести енергия. По подобен начин водата понякога се държи върху немокрими материали. Пример за това е капка роса върху листата. Благодарение на силата на повърхностното напрежение, водни крачки и други насекоми могат да се плъзгат по повърхността на езерото.
Изолатор или проводник?
В часовете по безопасност на живота децата често се учат, че водата е добър проводник на електричество. Това обаче не е съвсем вярно. Поради особеностите на структурата си, чистата вода е слабо дисоциирана и не провежда ток. Тоест всъщност е изолатор. При нормални условия обаче е практически невъзможно да се срещне такава чиста вода, тъй като тя разтваря много вещества. И благодарение на многобройните примеси течността се превръща в проводник. Освен това, способността за провеждане на електричество може да определи колко чиста е водата.
Пречупване и абсорбция
Друго свойство на водата, познато на всички от училище, е способността да пречупва светлинните лъчи. След преминаване през течността светлината променя донякъде посоката си. Този ефект е свързан с образуването на дъга. Също така, пречупването на светлината и нашето възприятие за нея са в основата на грешките при определянето на дълбочината на водните тела: тя винаги изглежда по-малка, отколкото е в действителност.
Въпреки това, светлината на видимата част от спектъра се пречупва. И, например, инфрачервени лъчи на водатасе абсорбират. Ето защо възниква парниковият ефект. За да разберем скритите възможности на водата в този смисъл, може да се обърнем към характеристиките на атмосферата на Венера. Според една версия, изпаряването на водата е довело до парниковия ефект на тази планета.
Воден цвят
Всеки, който е видял морето или която и да е прясна вода и го е сравнявал с течност в чаша, е забелязал известно несъответствие. Цветът на водата в естествен или изкуствен резервоар никога не съвпада с това, което се наблюдава в чашата. В първия случай е синьо, синьо, дори зеленикаво-жълто, във втория просто отсъства. И така какъв цвят всъщност е водата?
Оказва се, че чистата течност не е безцветна. Има лек синкав оттенък. Цветът на водата е толкова блед, че в малки обеми изглежда напълно прозрачна. Въпреки това, в естествени условия, той се появява в цялата си слава. Освен това многобройните примеси, както в случая на провеждане на електричество, променят свойствата на водата. Всеки е срещал поне веднъж зелено езерце или кафеникави локви.
Цветът на водата и живота
Цветът на резервоара често зависи от микроорганизмите, които активно се размножават в него, от примесите на скалите. Зеленикавият цвят на водата често показва наличието на малки водорасли. В морето зони, боядисани в този нюанс, като правило изобилстват от живи същества. Затова рибарите винаги обръщат внимание какъв цвят е водата. Чистите сини води са бедни на планктон, а оттам и на тези, които се хранят с тях.
Понякога микроорганизмите дават най-странните нюанси. Известни са езера с вода с цвят на шоколад. Дейността на едноклетъчнитеводораслите и бактериите превръщат водно тяло в тюркоазено на остров Флорес в Индонезия.
В Швейцария, на прохода Sanetsch, има езеро с ярко розова вода. Малко по-бледа сянка има водно тяло в Сенегал.
Цветно чудо
Невероятна гледка се появява пред туристите в Америка, в националния парк Йелоустоун. Тук се намира езерото Morning Glory. Водите му имат най-чистия син цвят. Причината за този нюанс са едни и същи бактерии. Йелоустоун е известен с многобройните си гейзери и горещи извори. В дъното на езерото Morning Glory е тесен вулканичен отдушник. Издигащата се от там топлина поддържа температурата на водата, както и развитието на бактерии. Едно време цялото езеро беше кристално синьо. С течение на времето обаче устието на вулкана се запуши, което беше улеснено от туристите с любовта си да хвърлят монети и други боклуци. В резултат на това температурата на повърхността падна и тук започнаха да се размножават други видове бактерии. Днес цветът на водата се променя с дълбочината. На дъното езерото все още е наситено синьо.
Преди няколко милиарда години водата допринесе за появата на живот на Земята. Оттогава значението му никак не е намаляло. Водата е необходима за редица химични реакции, протичащи на клетъчно ниво; тя е част от всички тъкани и органи. Океаните покриват приблизително 71% от повърхността на планетата и играят огромна роля в поддържането на стабилността на такава гигантска система като Земята. Физичните и химичните свойства на водата позволяват да се нарече основното вещество за всички живи същества. Резервоарите, които са местообитание на многоклетъчни микроорганизми, освен това се превръщат в източник на красота и вдъхновение, демонстрират огромните творчески способности на природата.
