حالات المياه: الصلبة والسائلة والغازية
يمكن أن تكون حالات الماء صلبة ، سائلة وغازية ، وتكون في جميع الحالات مهمة للغاية طوال الحياة.
على الرغم من أن 70٪ من سطح الأرض مغطى بالمياه ، إلا أنه لا يمثل سوى جزء صغير من إجمالي حجم الكوكب. يمكن أن يحدث الماء في ثلاث حالات مادية: صلبة ، على شكل جليد وسائل وغاز على شكل بخار.
الدول الثلاث للمياه
الحالة الصلبة
يصلب الماء عندما تكون درجة حرارته مساوية أو تقل عن صفر درجة مئوية. في الحالة الصلبة ، الماء له شكل محدد وصلب للغاية ، حيث يتم الاحتفاظ بالجزيئات التي تتكون منه في مكان واحد بواسطة قوىه الجذابة العظيمة.
على عكس معظم المواد ، يزيد الماء من حجمه حيث يصلب. هذا هو السبب في أننا إذا جمدنا الماء في حاوية ، فإنه يمكن أن ينكسر. مع زيادة حجم الماء والاحتفاظ بكتلته ، يطفو الماء الصلب في الماء السائل. هذا يساعد الأسماك على العيش تحت قبعات الثلج في فصل الشتاء في البحيرات المتجمدة.
تعرف المياه الصلبة بالجليد وتوجد في أغطية جليدية قطبية وثلوج وجليدية بشكل طبيعي.
الحالة السائلة
في درجات حرارة تتراوح بين 0 و 100 درجة مئوية ، يكون الماء في حالة سائلة. في هذه الحالة ، يتم تعريف شكله بواسطة الحاوية التي تحتويه ، ويمكن أن يتدفق ولديه حجم ثابت. يمكن أن يظل الماء في حالة سائلة بأقل من 0 درجة مئوية إذا كان الضغط الذي يتعرض له مرتفعًا للغاية ، على سبيل المثال ، أسفل الغطاء الجليدي القطبي.
الماء في حالة سائلة في البحار والبحيرات والأنهار والمطر. الكائنات الحية تستهلك الماء السائل ، ونحن 70 ٪ تتألف من هذا العنصر. الماء السائل ضروري للحياة.
تتراوح سرعة الصوت في الماء من 1400 م / ث إلى 1540 م / ث ، حسب درجة الحرارة التي تكون عليها.
نظرًا لأنه ينقل الترددات المنخفضة بشكل جيد للغاية ولا يحتوي على أي توهين تقريبًا ، فإن العديد من الحيوانات المائية مثل الحيتان والدلافين تتواصل مع الموجات الصوتية تحت الماء. يستخدم هذا المبدأ نفسه على السفن والغواصات للكشف عن الأجسام الموجودة في الماء.
الماء السائل يسمى المذيبات العالمية. العديد من المواد قابلة للذوبان في الماء. الدهون والزيوت ليست كذلك ، وعندما ترتبط بالماء فإنها تشكل مستحلبات (تظل منفصلة).
يحتوي جزيء الماء على استقطاب عالٍ ، وهو مسؤول عن التصاقه العالي وشعريته. هذه الخصائص هي التي تسمح للحيوانات الصغيرة بالتحرك ، وكذلك تسمح لنسغ الأشجار بالارتفاع ضد الجاذبية داخل النباتات. على العكس من ذلك ، عندما يتم خلطها مع الصابون ، يفقد الماء هذه السعة ، مما يسمح بإزالة الأوساخ من الكائنات.
في نظامنا الشمسي ، وجدنا أدلة على وجود مياه سائلة بنسب صغيرة ولمدة زمنية صغيرة على سطح المريخ ، بينما في العديد من أقمار كوكب المشتري وزحل نشك في وجودها ، لكن لم يثبت ذلك. إذا كانت الأرض أقرب 5٪ من الشمس أو أبعد عنها ، فسيتم تجميد الماء تمامًا أو في شكل بخار.
الحالة الغازية
تتميز الحالة الغازية بعدم وجود شكل أو حجم محدد ، حيث يحتل الغاز كل مساحة الحاوية التي تحتويه ؛ يعتمد حجمها على درجة الحرارة والضغط الذي تتعرض له ، ويمكن ضغطه وخلطه وتوسيعه وتقلصه نظرًا لأن قوى الجذب بين جزيئاته ضعيفة للغاية.
الماء في حالة غازية عندما تصل درجات الحرارة إلى أكثر من 100 درجة مئوية. يطفو بخار الماء في الجو على شكل سحب ، وبشكل عام في الهواء الذي نتنفسه ، ولا يظهر إلا في صورة سائلة عندما يصبح الهواء مشبعًا عندما يبرد ، عندما يتكاثف الماء في شكل قطرات الندى.
لكن ليس لدينا بالضرورة تسخين الماء إلى 100 درجة لتبخره. تنفسنا ينتج بخار الماء ، وكذلك حرق الهيدروكربونات. يتبخر الماء مع الحرارة الشمسية للبحار والبحيرات وعلى سطح الأرض بشكل عام.
الماء في شكل بخار في الغلاف الجوي يصبح أثقل وأثقل مع انضمام المزيد من جزيئات الماء ، وتسقط في شكل أمطار أو ثلج وفقًا لدرجة الحرارة. وتسمى هذه العملية هطول الأمطار. تعود المياه السائلة إلى الأنهار والبحار وتبدأ في التبخر مرة أخرى ، وبذلك تحقق دورة مستمرة.
بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول المياه
يتكون الماء من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة. تم اكتشاف الماء على كواكب أخرى ، معظمها على شكل ثلج أو بخار. على الأرض ، تم العثور على 97 ٪ من المياه في المحيطات. 70 ٪ من المياه العذبة تتركز في القمم الجليدية القطبية ؛ 30 ٪ المتبقية تشمل الأنهار والبحيرات والمياه الجوفية.
يجب أن يكون الماء للاستهلاك البشري خاليًا من الملوثات. ليس هذا هو الحال دائمًا ، وفي العديد من أنحاء العالم ، لا يحصل السكان على مياه الشرب ، كونهم ضحية للأمراض التي تنتهي بملايين الأرواح سنويًا.
معظم المياه التي تستخدمها البشرية تذهب إلى الزراعة. تم تطوير التقنيات لتقليل استهلاك المياه واستخدامه للاستهلاك البشري.
العديد من الأماكن على الأرض لا تحتوي على مياه عذبة ، وتستخدم محطات تحلية المياه للحصول على مياه الشرب من مياه البحر.
تأسست الإنسانية منذ نشأتها بالقرب من مصادر المياه العذبة ، مثل الأنهار والبحيرات الكبيرة. كما استخدموا الأنهار كوسيلة للنقل.
الماء عامل مهم لتنظيم درجة حرارة الأرض. في تركيبة مع ثاني أكسيد الكربون ، يساعد بخار الماء على إحداث ظاهرة الاحتباس الحراري التي تحافظ على كوكبنا محميًا من درجات الحرارة شديدة البرودة أو الساخنة.
يحتاج الإنسان إلى استهلاك الماء للعيش ، على الأقل لتر ونصف يوم في المتوسط ، للحفاظ على وظائف التمثيل الغذائي. سبعة أيام دون استهلاك المياه تنتج وفاة الإنسان.
