Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

Вода на самом деле очень удивительное вещество. Ее, пожалуй, даже можно назвать непослушным веще­ством. Она не подчиняется многим физико-химическим закономерностям, справедливым для других соедине­ний, потому что взаимодействие ее молекул необычайно велико и требуется особенно интенсивное тепловое дви­жение молекул, чтобы преодолеть дополнительное при­тяжение. Это и приводит к такому неожиданному и резкому повышению температур ее кипения и плав­ления.

Попробуйте и на этот раз пофантазировать: вдруг исчезает ассоциация молекул воды ... немедленно на всей нашей планете исчезают снега и льды. Нельзя кататься на коньках, негде бегать на лыжах; впрочем, и некому тогда было бы кататься и бегать.

Полагается ли воде быть на Земле жидкой или твердой?

Нет, не полагается. Из того, что температура плавления и кипения гидрида кислорода — его ано­мальные свойства, следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твердое состояния его также аномалии. Нор­мальным должно было бы быть только газообразное состояние воды.

Невозможным жителям невозможного мира, в ко­тором все свойства воды были бы «нормальны», при­шлось бы строить специальные сложные машины, что­бы сжижать такую воду, подобно тому как это делаем мы, получая жидкий кислород.

Самые обычные свойства воды оказываются необы­чайными и удивительными, если как следует с ними познакомиться и хорошо в них разобраться.

Сколько существует газообразных состояний воды?

Только одно — пар.

Сколько существует жидких состояний воды?

На такой вопрос не так просто ответить. Конечно, тоже одно — привычная нам всем жидкая вода. Но вода в жидком состоянии обладает такими необыкно­венными свойствами, что приходится задуматься: пра­вилен ли такой простой, казалось бы, не вызывающий никаких сомнений ответ? Вода — единственное в мире вещество, которое после плавления сначала сжимается, а затем по мере повышения температуры начинает расширяться. При +4°Ц у воды наибольшая плотность. Эту редкостную аномалию в свойствах воды объясняют тем, что в действительности жидкая вода представляет собой сложный раствор совершенно необычайного со­става: это раствор воды в воде.

При плавлении льда сначала образуются крупные сложные молекулы воды. Они сохраняют остатки рых­лой кристаллической структуры льда и растворены в обычной низкомолекулярной воде. Поэтому сначала плотность воды низкая, но с повышением температуры эти большие молекулы разрушаются, и поэтому плот­ность воды растет, пока не начнет преобладать обычное термическое расширение, при котором плотность воды снова падает. Если это верно, то возможны несколько

На графике показано, как изменяются с температурой объемы одного грамма льда и жидкой воды. Эти изменения очень малы, но они имеют большое значение для жизни природы. Такой странной и удивительной зависимостью плотности от температуры обладает только вода. Обратите внимание еще на одно удивительное свойство воды — огромное расширение льда при замерзании. Оно так велико, что графически на одном чертеже представить изменение объема воды при замерзании невозможно. У тяжелой воды температурный ход изменения плотности аналогичен; но замерзает она при 3,8° Ц и наиболь­шей плотностью обладает при 11,6° Ц.

состояний воды, только их никто не умеет разделить. И пока неизвестно, удастся ли когда-нибудь это сделать. Такое необычайное свойство воды имеет огромное значение для жизни. В водоемах перед наступлением зимы постепенно охлаждающаяся вода опускается вниз, пока температура всего водоема не достигнет +°Ц. При дальнейшем охлаждении более холодная вода остается сверху и всякое перемешивание прекра­щается. В результате создается необычайное положе­ние: тонкий слой холодной воды становится как бы «теплым одеялом» для всех обитателей подводного мира. При 4°Ц они чувствуют себя явно неплохо.

Что должно быть легче — вода или лед?

Кто же этого не знает... Ведь лед плавает на воде. В океане плавают гигантские айсберги. Озера зимой покрыты плавающим сплошным слоем льда. Конечно, лед легче воды.

Но почему «конечно»?.. Разве это так ясно? На­оборот, объем всех твердых тел при плавлении увели­чивается, и они тонут в своем собственном расплаве. А вот лед плавает в воде. Это свойство воды — анома­лия в природе, исключение, и притом совершенно замечательное исключение.

Попробуем вообразить, как выглядел бы мир, если бы вода обладала нормальными свойствами и лед был бы, как и полагается любому нормальному веществу, плотнее жидкой воды. Зимой намерзающий сверху более плотный лед тонул бы, непрерывно опускаясь на дно водоема. Летом лед, защищенный толщей холод­ной воды, не мог бы растаять. Постепенно все озера, пруды, реки, ручьи промерзли бы нацело, превратив­шись в гигантские ледяные глыбы. Наконец, промерзли

519