Tyto stavy vody jsou přítomny v zemské kůře a v atmosféře. Hydrosféra se skládá z nadměrných hmot kapalné vody, většinou slané, které dodávají Zemi charakteristický namodralý povrch; a na svých bílých pólech dvě ledové oblasti, kde se led šíří ve formě polárních čepic.
Pokud jde o jeho páry, vidíme jejich konečný vývoj v kondenzaci mraků, když jsou již seskupeny natolik, aby odrážely sluneční světlo v jejich typických bělavých barvách. Mraky, plynné koloidy uvolňují obsah vody způsobující déšť nebo srážky nebo zamrzají do malých krystalů, které padají jako sníh.
Voda, i když se zdá být jednoduchou sloučeninou, skrývá ve své krystalické kapce proud neuvěřitelných vlastností, které se rozprostírají přes všechny její fyzické stavy. Zdroj: Pxhere.
Když vodní páry chladí do nízkých nadmořských výšek, potahují objekty nebo povrchy mrazem, který vypadá jako sníh, ale jasnější a krystaličtější. Na druhou stranu, v mlze nebo mlze jsou vodní částice spojeny ve více než jednom stavu, protože se skládají z méně hustých koloidů, které rozmazávají a zesvětlují pohled diváků.
Ze všech jeho fyzických stavů je nejdůležitější tekutina, protože tvoří velkou část našeho těla a všech živých organismů.
Podívejme se, jaké jsou tři stavy vody:
Pevný
Jako pevná látka může být voda nalezena jako led, sníh nebo mráz.
Led
Galerie modrých ledovců. Zdroj: Pxhere.
Chemický vzorec vody je H 2 O, a jeho molekula může být psáno jako HOH, jehož geometrie je úhlová (typ bumerangu), schopné tvořit tři vodíkové vazby v kapalném stavu.
Mezitím, když teplota klesne a voda zchladne, její molekuly přijmou čtyři takové můstky, které vytvoří specifické a opakující se prostorové uspořádání: krystal vody. Tento krystal je všeobecně známý jako led. Led je pak pevný stav vody.
Příklady ledu se nacházejí v nápojových kostkách, ve lahvích s vodou, které mrznou v lednici, na površích plaveckých bazénů nebo fontán vystavených zimě nebo v masách ledovců.
Led může vypadat jako bezbarvé bloky, ale v závislosti na nečistotách nebo obsahu uzavřeného vzduchu se může zbarvit. Může také zobrazovat bledě namodralé odstíny (horní obrázek), které představují nejpřirozenější způsob interakce světla s krystaly.
Voda tedy není zcela bezbarvá nebo krystalická: má téměř nepostřehnutelnou modrou barvu. Tato barva se zesiluje podle koncentrace a zhutňování molekul vody ozářených světlem.
Sníh
Zasněžená pole připomínají písčité povrchy. Zdroj: Matthias MeyerPexels.
Sníh je také led, ale jehož krystaly jsou menší, protože byly vytvořeny z mikroskopických kapek vody, zamrzlé a zavěšené v mracích. Tyto krystaly nebo sněhové vločky se shlukují, padají do dutiny a nakonec usazují na povrchy práškovou bílou pevnou látku.
Morfologie sněhu a jeho typů však uniká meteorologickému poli.
Mráz
Frost je rozpoznatelný svými nejjasnějšími a nejvýznamnějšími krystaly. Zdroj: Pixabay.
Frost je také další z nejznámějších a nejobdivovanějších ledových projevů. Na rozdíl od sněhu, jeho krystaly vznikají v nízkých nadmořských výškách, jako výsledek depozice vodní páry na chladných površích; první krystaly slouží jako jádra pro druhé, a tak dále, dokud se nevytvoří šupinaté nebo štětinaté vzory (horní obrázek).
Kapalina
Kapalná voda je její nejdůležitější a životně důležitý stav, i když ne nejhojnější ve vesmíru. Zdroj: Pixabay.
Kapalná voda je na Zemi nejčastější, ačkoli totéž nelze říci pro jiné planety. Vidíme to na březích v šumivých vlnách a dále na modrém obzoru se zvlněnými hřebeny.
Obrovské objemy oceánů jim umožňují zobrazovat stále tmavší modré barvy, když člověk sestupuje do větších hloubek, kde je světlo úplně rozptýlené a jeho paprsky nic neosvětlují.
Sladká voda je kapalina, která udržuje všechny formy života, které jsou známy, protože její molekuly jsou obsaženy uvnitř i vně buněk.
Energetické stavy molekul vody v kapalině jsou náhodnější a různorodější než ty, které se vyskytují v ledu: vodíkové vazby se neustále vytvářejí a porušují, když se molekuly kapalné vody pohybují z jedné strany na druhou.
Z kapalné vody je studována existence oblastí s nízkou a vysokou hustotou; to znamená, oblasti kapaliny, kde jsou molekuly více seskupeny než v jiných. Sklovitá a super viskózní voda je dokonce označována jako přechody v kapalné fázi pod vysokým tlakem.
Plynné
V horkých pramenech nebo gejzírech můžete vidět vodní páry. Zdroj: Pixabay.
Když se voda odpařuje, její H 2 O molekuly jít do plynného stavu nebo plynné fázi: vodní páry. Tyto páry jsou bezbarvé, ale pokud jsou jejich koncentrace vysoké, lze je považovat za bílý kouř, který je charakteristický při vaření kotlů s vodou, v horkých pramenech nebo ve vroucí gejzírech.
Jakmile vodní páry stoupají k obloze, začnou se ochladit, začnou se tvořit mikroskopické kapky vody a zůstávají ve vzduchu zavěšeny; všechny jsou známé jako mraky, dostatečně velké, aby odrážely všechny barvy slunečního světla, a smíchané s dalšími částicemi přítomnými v atmosféře.
Ostatní
Pokud se zahřeje led, vytvoří se kapalná voda, a to zase vodní pára. To je za atmosférického tlaku; nicméně, tento tlak může být manipulován, stejně jako teplota vystavit vodu nepřátelským podmínkám, takový jak ti objevili v Cosmos, obzvláště uvnitř ledových planet takový jako Uran a Neptun.
Voda pod tlakem (řádově stovky GPa) a ohromující teploty (tisíce stupňů Celsia) získávají fyzikální stavy, jejichž vlastnosti se již neshodují s konvenčním ledem a jeho polymorfy, jakož is kapalinou a jejími parami.
Například jedním z těchto stavů je led XVIII, což je více než led superionická pevná látka s kovovými vlastnostmi; nese v sobě protony místo elektronů. Předpokládá se, že pokud by to bylo možné získat ve značném množství, vypadalo by to jako horké černé krystaly - černý led.
Reference
- Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
- Steven S. Zumdahl. (15. srpna 2019). Toaleta. Encyclopædia Britannica. Obnoveno z: britannica.com
- Wikipedia. (2019). Vlastnosti vody. Obnoveno z: en.wikipedia.org
- Rodrigo Ledesma. (23. prosince 2016). Vědci objevili nový stav hmoty pro vodu. Křemen. Obnoveno z: qz.com
- Martin Chaplin. (9. září 2019). Diagram vodní fáze. Obnoveno z: 1.lsbu.ac.uk
- Sheila M. Estacio. (sf). Vodní stavy. Obnoveno z: nyu.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19. listopadu 2018). Jaký je rozdíl mezi ledem a sněhem? Obnoveno z: thinkco.com