създава

Лесна наука

Водата и като цяло всички водни ресурси на планетата вече са от съществено значение днес, но те могат да се превърнат в нашето единствено средство за оцеляване и устойчиво развитие с напредването на 21 век.

Очевидно водата е изключително проста течност, чиято молекула (H2O) се състои от два водородни атома и един кислородни атоми, много прости елементи от своя страна, така че химическата структура на водата наистина изглежда много проста. От друга страна, водата е най-разпространеното вещество на Земята и е единственото, което се намира на нашата планета, едновременно, в трите състояния, течно, твърдо и газообразно.

Това вече е рядко свойство, но ако влезем малко по-дълбоко в „нещата от водата“, ще открием аспекти, които превръщат този елемент в жизненоважна течност за живота, въпреки факта, че поведението му често се различава доста от това, което би могло да се счита за „нормална“ течност. Всъщност в момента са известни десетки аномалии в състава, структурата и поведението на водата. Една от тези аномалии, много полезна между другото, е фактът, че максималната му плътност се среща при температура от 4 ºC, благодарение на която рибите и много други живи същества могат да оцелеят в реки, морета или замразени езера, тъй като ледът плава по повърхност, докато течната вода остава на дъното.

При нормално атмосферно налягане (1013 милибара или 760 mm живак) точката на топене на чиста вода е 0 ° C, кристализира в шестоъгълната система, появяваща се като сняг или лед, което са два аспекта на едно и също нещо; Когато замръзне, той се увеличава в обем, така че плътността му като лед е по-малка от тази на течната вода, като по този начин се носи върху него.

Както казахме, водата достига максималната си плътност при температура 4 ºC, като тази плътност е 1 грам на кубичен сантиметър, а топлинният й капацитет е много висок, със специфична топлина от 1 калория/грам, благодарение на което маса от водата може да абсорбира или отделя големи количества топлина, без да изпитва почти никакви температурни промени, което има голямо влияние върху климата на нашата планета, където на големи маси вода в океаните е необходимо повече време да се затоплят и охладят, отколкото земните почва, като по този начин играе важна роля в земния климат.

Латентната топлина на изпаряване или кондензация на вода, тоест енергията, необходима за преминаване от течност към пара или от пара към течност, е 540 калории на грам (кал/г), а латентната топлина на замръзване или топене на водата се казва енергията, необходима за преминаване от течност към твърдо вещество или от твърдо вещество към течност, е 80 кал/g. И двете стойности се оказват изключително високи и изключително полезни, когато става въпрос за образуване на облаци, презареждане с енергия и транспортиране на тази вода и тази енергия от една област в друга на планетата.

Друг пример за това колко рядко е поведението на водата (без примеси) е фактът, че тя може да достигне изключително ниски температури в течно състояние и без да замръзва, като е в състояние да достигне -47 ºC, вътре в растението, оставайки в течно състояние., а в лабораторията може да достигне -92 ºC, без замръзване на водата; Със сигурност те са метастабилни състояния, тоест състояния на системата, които са в привидно равновесие, но които ще се променят в по-стабилно състояние, преди каквато и да е малка модификация на тяхната среда, но докато това не се случи, природата се възползва от това.

От самото начало, просто наблюдавайки външния му вид, никой не би казал, че течната вода, ледът и водните пари са едно и също нещо, едно и също вещество. Всъщност, сравнявайки водопад като този на водопад, с ледник или със снежния връх на планина, може да си помислите, че това са различни неща. И все пак това е практически един и същ молекулен химичен състав, едни и същи молекули вода, с водород и кислород, вариращи "почти само" в крайния им вид.

До 18 век се смяташе, че водата сама по себе си е един елемент и английският химик Кавендиш е този, който получава вода от горенето на въздух и водород; Резултатите от този експеримент обаче бяха интерпретирани едва години по-късно, когато Лавоазие окончателно заключи, че водата не е прост елемент, а съединение, съставено от два прости елемента, кислород и водород.

Както беше казано, водата е абсолютно необходима за живота; Всъщност, когато човек се опитва да намери живот в космоса, на която и да е от планетите в нашата слънчева система или на екзопланети извън нашата система, той започва с търсене на вода или отпечатъци, от които може да се заключи, че там поне е имало вода, някога.

Истината е, че въпреки че е съществен и изключително богат елемент, който присъства почти навсякъде, образувайки част от почти всички същества и предмети, живи или неживи, въпреки това казвам, че е оскъден в много и големи области на нашата планета, и за съжаление е оскъден за милиони хора по света.

Свързаните с водата природни бедствия като суши, наводнения, тропически бури, цунами и др. Оказват огромно влияние върху ежедневния живот на нашата планета. Голямо значение в тези аспекти има формата, в която е представена водата. Знаем, че в течна форма отсъствието или прекомерното присъствие на този елемент ни създава немалко проблеми, тъй като сушата периодично засяга много страни, включително някои от най-бедните на планетата, а от друга страна, наводненията причиняват големи щети, понякога в същите тези страни. Тези вредни аспекти на отсъствия или излишъци от вода, в нейната течна фаза, са свързани основно с климата и метеорологията, съответно и, ако я разширим до твърдата фаза, с вода под формата на сняг или лед, се оказва, че нейната значението върху нашия живот и имения нараства неимоверно.

Натрупването на сняг може да послужи като депозит на благополучие („Година на снеговете, година на стоките“, казва поговорката), но може да доведе и до сериозни проблеми, ако се натрупва в градове или по пътищата, или ако то се топи бързо и извън времето, тъй като би довело до наводнения. От друга страна, очевидно падането му под формата на лед от облаците на земята има много негативни аспекти за земеделските култури и дори за целостта на къщите и вещите, терасите, покривите, покривите, превозните средства и т.н.

В същото време ролята на водата, веднъж отложена на земята, в твърдия си вид, играе абсолютно важна роля в климата на нашата планета; Нека си помислим, че най-големите ледени отлагания, които съществуват на Земята, Антарктида, Арктика и ледниците, са заедно с океанските течения (също вода; макар този път в течна фаза), истинските контролери на климата.

Почти всички химични реакции, които протичат в човешкия организъм и в тези на повечето живи същества, както животни, така и растения, използват водата като разтворител. В различните жизнени функции на тялото си човек губи големи количества вода, която трябва да се възстанови; оттук и честите препоръки да пием вода всеки ден, освен това, което вече поглъщаме чрез различни храни.

Друг аспект, от многото, които бихме могли да продължим да добавяме към фундаменталното значение на водата на нашата планета, е фактът, че освен задоволяването на основните нужди на хората, в много части на света водата представлява една от основните енергийни източници източници, чрез хидравлично производство. Но скоро след това е много вероятно тази енергийна помощ от водата да бъде значително увеличена.

Драматичният спад в световните петролни резерви ще доведе след няколко години, ако първо не бъде намерено алтернативно решение, до безпрецедентна енергийна криза, която би наложила драстична промяна в настоящия енергиен модел, а с него и в начина ни на живот. В тази ситуация всичко изглежда показва, че бъдещето на енергетиката се основава на водорода, най-чистото гориво, което съществува, много гъвкаво и ефективно, което може да трансформира социалните и икономическите отношения по света, като в същото време дава надежда за постиженията на устойчива и устойчива енергийна икономика.

Предимствата от използването на водород като гориво са очевидни: той е богат източник на енергия и неговото изгаряне само генерира водни пари като отпадъци, като е абсолютно незамърсяваща енергийна система.

Един проблем е, че няма водородни находища, в които да има директен достъп, но ние знаем, че той се намира в дървесина, въглища, нефт, газ и др., И особено във вода, от която е най-простият и чист начин извличането на този водород става чрез така наречената електролиза, която разделя водорода от кислорода чрез електрически ток. По отношение на защитата на околната среда би било много желателно този електрически ток да идва от възобновяеми енергийни източници, като фотоволтаични слънчеви инсталации или вятърни паркове, с голямото предимство, че тъй като водородът е газ, той може да се съхранява, като по този начин помага за решаването на един от най-големите проблеми на енергията, като натрупването, за да може да я има, кога и къде е необходима.

Така, както казахме в началото, водните ресурси на планетата, които вече са от съществено значение днес, могат да се превърнат в едно от малкото средства за оцеляване и устойчиво развитие през настоящия 21-ви век.