Вода выступает неотъемлемой составляющей жизни на планете. Она насчитывает несколько агрегатных состояний, которые можно лицезреть в погодных явлениях. Не помешает также рассмотреть процесс перехода воды от одного состояния к другому.
Химическое название воды
Химическая формула воды выглядит так H₂O. Названий используется несколько, самым популярным считается окись водорода. Химики также именуют воду гидроксильной кислотой, гидроксидом водорода, оксиданом.
Четыре состояния воды, их свойства и строение
Все насчитывается четыре состояния воды, попробуем разобраться в их свойствах и строении.
Жидкое состояние воды
Вода в жидком виде встречается на земле повсеместно. Речь идет не только о морях, реках и озерах, но и о дождях, облаках, состоящих из водных капель. В жидком виде она находится еще и в грунте в виде расположенных под землей речек с озерами. Такая вода легко приобретает газообразное и твердое состояние под влиянием температуры и давления.
Твёрдое состояние воды
Твердая вода – это, прежде всего, лед со снегом. Сюда же относят иней. В условиях низких температур происходит замерзание жидкости, она принимает кристаллообразную форму. Подобное происходит при нуле градусов и меньше.
В ходе замерзания водные молекулы отдаляются, поэтому лед не такой плотный как жидкость. Твердая вода занимает больший объем.
Практически все вещества при понижении температуры начинают сжиматься, а вода, напротив, расширяется, что делает ее уникальной. Чтобы проверить эту теорию, достаточно поместить заполненную жидкостью тару в морозильную камеру. После превращение воды в лед, ее объем увеличится, а емкость разорвется.
Когда в составе присутствуют соли, температура замерзания понижается. В связи с этим соленая морская жидкость превращается в лед не при нуле градусов, а при -1,8 градусов.
Твердое состояние воды может быть аморфным и кристаллическим. В первом случае имеет место хаотичное расположение атомов, во втором – упорядоченное.
Состояние газа
Парообразование – это процесс, в ходе которого капельные жидкости меняют свое агрегатное состояние, трансформируясь в пар. Переход воды в газообразную форму именуют испарением. Если атмосферное давление нормальное – это случается при 100 градусах (речь о пресной жидкости). Обращаем внимание, что при низком давлении, к примеру, в гористой местности, температура кипения будет больше.
Из жидкости в пар вода трансформируется в ходе кипячения. В природе происходит ее испарение с поверхности водоемов, но этот процесс не быстрый. Испарившаяся с поверхности земного шара жидкость формирует тучи с облаками.
Водяной пар бесцветный и безвкусный, лишен запаха. Форма и объем жидкости при этом не сохраняется. Пар можно наблюдать в виде тумана или испарения, если приходится дышать на холоде. На концентрацию растворимости влияют давление и температурный режим.
Плазма
Плазмой называют ионизированный газ. Это состояние жидкости ученые открыли не так давно. В процессе нагрева она трансформируется в пар, но при дальнейшем повышении температуры можно получить плазму, видимую невооруженным взглядом. Плазма – это солнце и проблески молнии.
Как меняются агрегатные состояния
Состояние воды меняется под влиянием температуры и прочих внешних факторов. Лед может трансформироваться в жидкость, этот процесс именуют плавлением. Твердое вещество становится жидким.
Состояние веществ задает кинетическая энергия, тут уместно вспомнить о том, что в состав материи входят атомы, которые образуют молекулы. Последние все время движутся. При постоянном температурном режиме форма и объем твердых веществ не меняется, так как у них недостаточно кинетической энергии. У жидких объем не меняется, но трансформируется форма, так как им хватает энергии, чтобы справиться с силой притяжения. Газ лишен постоянной формы и объема, поскольку его молекулы обладают большим энергетическим запасом и могут свободно перемещаться.
Вода превращается в лед в ходе замерзания (кристаллизации) для этого должна понизиться температура. Молекулы, лишившиеся теплоты, не столь мобильны, им не достает энергии.
Процесс превращения воды в пар называют конденсацией. Чем выше температура, тем быстрее происходит испарение. При достижении водой температуры в сто градусов она закипает. Лишается возможности приемки энергии без изменения состояния, что приводит к испарению. В ходе кипения вода очень быстро трансформируется в пар.
В пар также может превращаться лед, минуя жидкое состояние, речь идет о сублимации. В качестве примера можно привести мокрую одежду, вывешенную на мороз.
Превращение пара в лед – это десублимация, в ходе которой синтезируется энергия. Пример – морозный рисунок на стекле.
Для превращения газа в плазму он должен ионизироваться. На степень ионизации влияет количество атомов и температурный режим.
Вода уникальна, именно этим объясняется ее способность принимать разные агрегатные состояния.
