υδάτινες καταστάσεις

Φυσικός

2022

Εξηγούμε ποιες είναι οι καταστάσεις του νερού, τα χαρακτηριστικά του καθενός και πώς γίνεται η αλλαγή μεταξύ του ενός και του άλλου.

Το νερό αλλάζει κατάσταση ανάλογα με τις συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας.

Ποιες είναι οι καταστάσεις του νερού;

Όλοι ξέρουμε τι είναιΝερό και γνωρίζουμε τις τρεις παρουσιάσεις του, γνωστές ως φυσικές καταστάσεις του νερού:υγρό (Νερό),στερεός (πάγος) καιαεριώδης (ατμός). Αυτοί είναι οι τρεις τρόποι με τους οποίους μπορεί να βρεθεί νερό στο φύση, χωρίς να αλλάξει καθόλου η χημική του σύσταση: H2O (υδρογόνο και οξυγόνο).

Η κατάσταση του νερού εξαρτάται από την πίεση γύρω από αυτό και την θερμοκρασία στις οποίες είναι, δηλαδή, των περιβαλλοντικών συνθηκών. Επομένως, με το χειρισμό αυτών των συνθηκών είναι δυνατό να μετατραπεί το υγρό νερό σε στερεό ή αέριο, ή το αντίστροφο.

Δεδομένης της σημασίας του νερού για ΖΩΗ και την άφθονη παρουσία του στον πλανήτη, οι φυσικές του καταστάσεις χρησιμοποιούνται ως αναφορά για πολλά συστήματα του μέτρηση και έτσι επιτρέπουν την πραγματοποίηση συγκρίσεων με άλλα υλικά και ουσίες.

Ιδιότητες νερού

Τα έντομα και οι αράχνες μπορούν να μετακινηθούν στην επιφάνεια του νερού λόγω της επιφανειακής τάσης του.

Το νερό είναι μια άοσμη, άχρωμη, άγευστη ουσία, του pH ουδέτερο (7, ούτε όξινο ούτε βασικό). Αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου και ένα οξυγόνο στο καθένα μόριο.

Τα σωματίδια του έχουν μια τεράστια δύναμη συνοχής που τα συγκρατεί, έτσι ώστε να έχει σημαντική επιφανειακή τάση (μερικά έντομα την εκμεταλλεύονται για να «περπατούν» στο νερό) και απαιτεί πολλή Ενέργεια να αλλάξουν τη φυσική τους κατάσταση.

Το νερό είναι γνωστό ως "διαλυτικό μέσο καθολική », αφού πολλές περισσότερες ουσίες μπορούν να διαλυθούν σε αυτό παρά σε οποιοδήποτε άλλο υγρό. Επιπλέον, είναι μια θεμελιώδης ένωση για τη ζωή, που υπάρχει άφθονα σε όλους οργανισμών. Το νερό καλύπτει τα δύο τρίτα της συνολικής επιφάνειας του πλανήτη μας.

Υγρή κατάσταση

Σε υγρή κατάσταση, το νερό είναι ρευστό και εύκαμπτο.

Η κατάσταση που συνδέουμε περισσότερο με το νερό είναι η υγρή, η υψηλότερη κατάστασή του πυκνότητα και ακατανόητο, και επίσης το πιο άφθονο στον πλανήτη μας.

Στην υγρή του κατάσταση, το σωματίδια του νερού είναι μαζί, αν και όχι πάρα πολύ. Για το λόγο αυτό, το υγρό νερό έχει α ευκαμψία και τυπική ρευστότητα των υγρών και χάνει, από την άλλη, το δικό του σχήμα για να υιοθετήσει αυτό του δοχείου που το περιέχει.

Επομένως, το υγρό νερό απαιτεί ορισμένες ενεργειακές συνθήκες (θερμότητα , θερμοκρασία) καιΠίεση. Σε θερμοκρασία μεταξύ 0 και 100º C και κανονικές συνθήκες ατμοσφαιρικής πίεσης, το νερό βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. Ωστόσο, είναι πιθανό να ξεπεράσετε το δικό σαςΣημείο βρασμού εάν υπόκειται σε υψηλότερες πιέσεις (υπερθερμασμένο νερό), έχοντας τη δυνατότητα να φτάσει, σε υγρή κατάσταση, την κρίσιμη θερμοκρασία των 374 °C, το όριο θερμοκρασίας στο οποίο τα αέρια μπορούν να υγροποιηθούν.

Υγρό νερό βρίσκεται συνήθως σε θάλασσες, λίμνες, ποτάμια και υπόγεια κοιτάσματα, αλλά και περιέχονται στα σώματα τουζωντανά πλάσματα.

Στερεάς κατάστασης

Ο πάγος που καλύπτει τις λίμνες είναι λιγότερο πυκνός από το νερό.

ο Στερεάς κατάστασης του νερού είναι κοινώς γνωστό ως πάγος και επιτυγχάνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας του στους 0 ° C ή χαμηλότερα. Ένα αξιοπερίεργο του παγωμένου νερού είναι ότι κερδίζει Ενταση ΗΧΟΥ έναντι της υγρής του κατάστασης. Δηλαδή, ο πάγος έχει μικρότερη πυκνότητα από το νερό (γι' αυτό και ο πάγος επιπλέει).

Ο πάγος είναι σκληρός, εύθραυστος και διαφανής στην όψη, γίνεται λευκός και μπλε, ανάλογα με την καθαρότητά του και το πάχος των στρωμάτων του. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, μπορεί να διατηρηθεί προσωρινά σε ημιστερεή κατάσταση, γνωστή ως χιόνι.

Στερεό νερό μπορεί συνήθως να βρεθεί σε παγετώνες, στην κορυφή του βουνά, σε παγωμένα εδάφη (μόνιμο παγωμένο) και στους εξωτερικούς πλανήτες του Ηλιακό σύστημα, καθώς και μέσα στον καταψύκτη μας τροφή.

Αέρια κατάσταση

Όταν εκπνέουμε μια κρύα μέρα μπορούμε να δούμε το νερό σε αέρια κατάσταση.

ο αέρια κατάσταση του νερού είναι γνωστό ως ατμός ή υδρατμούς και είναι κοινό συστατικό μας ατμόσφαιρα, παρόντες ακόμα και σε κάθε εκπνοή που δίνουμε. Σε συνθήκες χαμηλής πίεσης ή υψηλής θερμοκρασίας, το νερό εξατμίζεται και τείνει να ανέβει, καθώς ο ατμός είναι λιγότερο πυκνός από τον αέρας.

Η αλλαγή στην αέρια κατάσταση συμβαίνει στους 100 ° C, εφόσον κάποιος βρίσκεται στο επίπεδο της θάλασσας (1 ατμόσφαιρα). Το αέριο νερό συνθέτει τα σύννεφα που βλέπουμε στον ουρανό, βρίσκεται στον αέρα που αναπνέουμε (ειδικά στις εκπνοές μας) και στην ομίχλη που εμφανίζεται τις κρύες και κρύες μέρες. υγρασία. Το βλέπουμε και αν βάλουμε μια κατσαρόλα νερό να βράσει.

αλλαγές στην κατάσταση του νερού

Όπως έχουμε δει σε μερικές από τις προηγούμενες περιπτώσεις, το νερό μπορεί αλλαγή από τη μια κατάσταση στην άλλη, απλώς μεταβάλλοντας τις συνθήκες θερμοκρασίας του. Αυτό μπορεί να γίνει προς τη μία ή την άλλη κατεύθυνση και θα δώσουμε σε κάθε διαφορετική διαδικασία το σωστό της όνομα:

  • Εξάτμιση. Μεταμόρφωση από υγρό σε αέριο, αύξηση της θερμοκρασίας του νερού στους 100 ° C. Αυτό συμβαίνει με το βραστό νερό, εξ ου και η χαρακτηριστική φυσαλίδα του.
  • Συμπύκνωση. Αντίστροφη διαδικασία: μετατροπή από αέριο σε υγρό, λόγω απώλειας θερμότητας. Αυτό συμβαίνει με τους υδρατμούς όταν συμπυκνώνονται στον καθρέφτη του μπάνιου: η επιφάνεια του καθρέφτη είναι πιο κρύα και ο ατμός που κατακάθεται σε αυτόν γίνεται υγρός.
  • Πάγωμα. Μετατροπή από υγρό σε στερεό, μειώνοντας τη θερμοκρασία του νερού κάτω από τους 0 ° C. Το νερό στερεοποιείται, παράγοντας πάγος, όπως συμβαίνει στους καταψύκτες μας ή στην αιχμή του βουνά.
  • Τήξη Αντίστροφη διαδικασία: μετατροπή στερεού νερού σε υγρό, προσθήκη θερμότητας στον πάγο. Αυτή η διαδικασία είναι πολύ καθημερινή και μπορούμε να τη δούμε όταν προσθέτουμε πάγο στα ποτά μας.
  • Εξάχνιση. Διαδικασία μετατροπής από αέριο σε στερεό, σε αυτή την περίπτωση υδρατμός, απευθείας στον πάγο ή στο χιόνι. Για να συμβεί, απαιτούνται πολύ συγκεκριμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, γι' αυτό το φαινόμενο αυτό συμβαίνει στην κορυφή των βουνών, για παράδειγμα, ή στις ξηρασίες της Ανταρκτικής, όπου το νερό σε υγρή κατάσταση δεν μπορεί να υπάρξει.
  • Αντίστροφη εξάχνωση. Αντίστροφη διαδικασία: μετατροπή ενός στερεού απευθείας σε αέριο, δηλαδή από πάγο σε ατμό. Μπορούμε να το δούμε σε πολύ ξηρά περιβάλλοντα, όπως το ίδιοτούντρα πολική ή στην ορεινή κορυφή, όπου όταν αυξάνεται η ηλιακή ακτινοβολία, μεγάλο μέρος του πάγου εξαχνώνεται απευθείας σε αέριο, χωρίς να περάσει από υγρό στάδιο.

Υδρολογικός κύκλος

ο υδρολογικός κύκλος ή κύκλος νερού είναι το κύκλωμα των μετασχηματισμών που βιώνει το νερό στον πλανήτη μας, περνώντας από τις τρεις καταστάσεις του, κερδίζοντας και χάνοντας θερμοκρασία και μετακινούμενοι από τόπο σε τόπο.

Είναι ένα πολύπλοκο κύκλωμα που περιλαμβάνει την ατμόσφαιρα, ωκεανοί, ποτάμια και λίμνες και κοιτάσματα πάγου στα βουνά ή στους πόλους. Χάρη σε αυτό, η θερμοκρασία του πλανήτη παραμένει σταθερή, οι ξηρές περιοχές ενυδατώνονται και οι βροχερές περιοχές στεγνώνουν, διατηρώντας μια ισορροπία κλίμα που επιτρέπει τη ζωή σε όλες τις διαφορετικές εποχές της.

!-- GDPR -->