Anomalie, czy fenomen wody

Choć rodowód powstania wody na Ziemi ciągle nie jest do końca rozwiązany i jest przedmiotem badań naukowych, to nie ulega wątpliwości, że woda jest substancją niezbędną do życia i należy do jednego z zasobów przyrody, który jest zasobem wyczerpalnym-odnawialnym pod warunkiem racjonalnego z niego korzystania.
Wody na świecie ani nie przybywa, ani nie ubywa lecz znajduje się w ciągłym zamkniętym obiegu pod wpływem energii słonecznej i grawitacyjnej. Jest czynnikiem warunkującym życie na Ziemi i tym bardziej powinna być przedmiotem szczególnej troski. O jej ogromie świadczy fakt, że pokrywa ona 71% powierzchni Ziemi. W morzach i oceanach zmagazynowane jest prawie 97% wody słonej. Połowa wody słodkiej uwięziona jest w lodowcach. Do naszej dyspozycji pozostaje jedynie ok. 0,3% ziemskich zasobów.
W zwykłych warunkach woda pozostaje cieczą co stanowi podstawową anomalię właściwości dwuskładnikowych połączeń wodoru z innymi pierwiastkami należącymi do tej samej grupy układu okresowego wg którego woda w stanie płynnym powinna występować jedynie w zakresie temperatur od –80oC do – 95oC.
Jest to najbardziej zdumiewająca i dobroczynna dla przyrody właściwość wody.
Kolejną anomalią jest to, że w zakresie temperatur od+4o do 0oC gęstość wody rośnie osiągając w temperaturze +4oC maksymalną wartość. W temperaturze 0oC woda przechodzi w stan stały tworzy się lód, który wypływa na powierzchnię wody.
Ta właśnie cecha wody powoduje, że zimna woda na dnie zbiornika wodnego nie zamarza, co w okresie zimy stwarza warunki do przetrwania życia dla wielu organizmów żywych.
Dodatkowym czynnikiem wynikającym ze zmiany gęstości wody jest jej ruch co sprzyja przemieszczaniu się w niej różnych życiodajnych substancji.
Wysokie ciepło właściwe wody (4.200 J/kg K) jest przyczyną anomalnie wysokiej pojemności cieplnej co sprawia, że jej temperatura nie ulega dużym i gwałtownym wahaniom. Dzięki tej właściwości morza i oceany stają się gigantycznym „akumulatorem” ciepła łagodzącym dobowe wahania temperatury powietrza. Zdolność tę ma także para wodna obecna w atmosferze. Gwałtowne zmiany temperatury na terenach pustynnych są właśnie wynikiem nieobecności pary wodnej w powietrzu.
Woda ma zatem duże znaczenie klimatyczne.
Łagodzenie wahań temperatury w środowisku wodnym sprzyja też żyjącym w nim organizmom żywym.
Woda jest najlepszym rozpuszczalnikiem ze wszystkich substancji w sposób nieograniczony. Rozpuszcza w sobie nawet substancje uznane za nierozpuszczalne.
Rozpuszczalność substancji w wodzie rośnie ze wzrostem temperatury.
Wysoka zdolność rozpuszczania w wodzie tlenu, soli mineralnych i wielu innych substancji organicznych stwarza dogodne warunki do życia wszelkim organizmom wodnym szczególnie rybom.
Rozpuszczalność wody idzie w parze z bardzo dużym napięciem powierzchniowym dzięki istnieniu jak dla cieczy dużych sił międzycząsteczkowych. Napięcie powierzchniowe przyczynia się do tworzenie kropli wody oraz menisku, jak również włoskowatości w naczyniach kapilarnych, absorpcji wody przez substancje porowate oraz zdolności zwilżania powierzchni.
Wszystkie te własności przyczyniają się do przemieszczania wody w glebie, krążenia soków w roślinach niezbędnych do ich życia i wzrostu, a także utrzymywania się na powierzchni wody niektórych żywych organizmów np. nartnika.
Woda charakteryzuje się także wysokim ciepłem topnienia (340.000 J/kg) i równoważnym mu co do wielkości ciepłem krzepnięcia.
Ekologiczne znaczenie wysokiego ciepła topnienia, to łagodzenie różnic temperatur w okresie przymrozków co chroni rośliny przed nagłymi zmianami temperatury, bowiem w procesie krzepnięcia wody oddaje ona do otoczenia dużą ilość energii cieplnej.
Ma to też znaczenie w okresie wiosennym łagodząc tempo nagrzewania się gleby co sprzyja procesowi wegetacyjnemu.
Także wyjątkowo wysokie ciepło parowania wody (2.260.000 J/kg) przyczynia się do pochłaniania znacznej ilości energii cieplnej w procesie parowania i oddawania równie dużej ilości energii cieplnej w procesie skraplania. Jest tu podobne znaczenie „akumulatora” energii cieplnej jak w procesie topnienia i krzepnięcia.
Parowanie zapewnia łagodzenie różnic temperatury powietrza między dniem i nocą. Jest też czynnikiem skutecznego chłodzenia otoczenia szczególnie nad zbiornikami wodnymi lub środowiskiem o dużej wilgotności w przypadku dużego nasłonecznienia.
Wyjątkowy jest też dość duży zakres występowania w stanie ciekłym tak niskomolekularnej cieczy jaką jest woda wynoszący 100oC. Zakres ten szczególnie rozszerza się dla wody przechłodzonej (- 40oC) i wody przegrzanej (+200oC) i wynosi 240oC.
Na koniec postawny pytanie, czy woda która towarzyszy nam na każdym kroku naszego codziennego życia jest źródłem należnej jej naszej fascynacji i czy należycie o nią dbamy i ją szanujemy.