ทฤษฎีกำเนิดสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกล้วนมีความเกี่ยวข้องกับน้ำ เธออยู่กับเราเสมอยิ่งกว่านั้นอยู่ในตัวเรา น้ำธรรมดาและธรรมดาที่สุดที่รวมอยู่ในเนื้อเยื่อของร่างกาย ทำให้ทุกลมหายใจและการเต้นของหัวใจเป็นไปได้ มันมีส่วนร่วมในกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์
น้ำคืออะไร: คำนิยาม
จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ ของเหลวหลักของดาวเคราะห์คือไฮโดรเจนออกไซด์ - สารประกอบอนินทรีย์ไบนารี ทุกคนคงรู้จักสูตรโมเลกุลของน้ำ องค์ประกอบโครงสร้างแต่ละองค์ประกอบประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมและอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์แบบมีขั้ว ภายใต้สภาวะปกติจะอยู่ในสถานะของเหลวไม่มีรสชาติและกลิ่น ในปริมาณน้อย น้ำเปล่าที่ไม่มีสิ่งเจือปนจะไม่มีสี
บทบาททางชีวภาพ
น้ำเป็นตัวทำละลายหลัก มันเป็นธรรมชาติของโครงสร้างของโมเลกุลที่ทำให้คำจำกัดความดังกล่าวเป็นไปได้ คุณสมบัติของน้ำเกี่ยวข้องกับโพลาไรเซชัน: แต่ละโมเลกุลมีสองขั้ว เชิงลบเกี่ยวข้องกับออกซิเจนและบวก - ด้วยอะตอมไฮโดรเจน โมเลกุลของน้ำสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนที่เรียกว่าอนุภาคของสารอื่นๆ โดยดึงดูดอะตอมที่มีประจุตรงข้ามมาที่ "+" และ "-" ในกรณีนี้ สารที่กลายเป็นสารละลายจะต้องถูกโพลาไรซ์ด้วย โมเลกุลของมันล้อมรอบด้วยอนุภาคน้ำหลายตัว หลังจากการเปลี่ยนแปลง สารจะมีปฏิกิริยามากขึ้น น้ำถูกใช้เป็นตัวทำละลายโดยเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด นี่เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่กำหนดบทบาททางชีวภาพ
สามรัฐ
เรารู้จักน้ำในสามรูปแบบ: ของเหลว ของแข็ง และก๊าซ สถานะของการรวมกลุ่มแรกเหล่านี้ดังที่ได้กล่าวไปแล้วเป็นลักษณะของน้ำภายใต้สภาวะปกติ ที่ความดันบรรยากาศปกติและอุณหภูมิต่ำกว่า 0 ºС จะกลายเป็นน้ำแข็ง หากความร้อนของสารถึง 100 ºС จะเกิดไอจากของเหลว
ควรสังเกตว่าสารที่มีโครงสร้างคล้ายคลึงกันภายใต้สภาวะปกติจะอยู่ในสถานะก๊าซและมีจุดเดือดต่ำ สาเหตุของความคงตัวสัมพัทธ์ของน้ำอยู่ในพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล คุณต้องทำลายมันเสียก่อน พันธะไฮโดรเจนมีความแข็งแรงพอที่จะใช้พลังงานจำนวนมากในการทำลาย จึงมีจุดเดือดสูง
แรงตึงผิว
เนื่องจากพันธะไฮโดรเจน น้ำจึงมีแรงตึงผิวสูง ในเรื่องนี้รองจากปรอทเท่านั้น แรงตึงผิวเกิดขึ้นที่ขอบของสื่อสองชนิดที่แตกต่างกันและต้องใช้ค่าใช้จ่ายจำนวนหนึ่งพลังงาน. คุณสมบัตินี้ส่งผลที่น่าสนใจ ในสภาวะที่ไม่มีน้ำหนัก การหยดจะเป็นรูปทรงกลม เนื่องจากของเหลวมีแนวโน้มที่จะหดตัวที่พื้นผิวของตัวเองเพื่อประหยัดพลังงาน ในทำนองเดียวกัน บางครั้งน้ำจะทำงานบนวัสดุที่ไม่เปียกน้ำ ตัวอย่างคือหยดน้ำค้างบนใบไม้ เนื่องจากแรงตึงผิว สไตรเดอร์น้ำและแมลงอื่นๆ สามารถไถลไปตามผิวสระน้ำได้
ฉนวนหรือตัวนำไฟฟ้า?
ในชั้นเรียนเรื่องความปลอดภัยในชีวิต เด็กๆ มักถูกสอนว่าน้ำเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ไม่เป็นความจริงเลย เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้าง น้ำบริสุทธิ์จึงถูกแยกออกจากกันเล็กน้อยและไม่นำกระแส นั่นคือในความเป็นจริงมันเป็นฉนวน อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะปกติ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะพบกับน้ำบริสุทธิ์เช่นนี้ เนื่องจากน้ำจะละลายสารหลายชนิด และต้องขอบคุณสิ่งเจือปนจำนวนมาก ของเหลวจึงกลายเป็นตัวนำ ยิ่งไปกว่านั้น ความสามารถในการนำไฟฟ้าสามารถกำหนดได้ว่าน้ำบริสุทธิ์แค่ไหน
การหักเหและการดูดกลืน
คุณสมบัติทางน้ำอีกอย่างที่ทุกคนในโรงเรียนรู้จักคือความสามารถในการหักเหของแสง หลังจากผ่านของเหลว แสงจะเปลี่ยนทิศทางบ้าง ผลกระทบนี้เกี่ยวข้องกับการเกิดรุ้งกินน้ำ นอกจากนี้ การหักเหของแสงและการรับรู้ของเราทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกำหนดความลึกของแหล่งน้ำ: ดูเหมือนว่าจะเล็กกว่าที่เป็นจริงเสมอ
อย่างไรก็ตาม แสงของส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมจะหักเห และตัวอย่างเช่นรังสีอินฟราเรดของน้ำถูกดูดซึม นั่นคือสาเหตุที่ทำให้เกิดภาวะเรือนกระจก เพื่อให้เข้าใจถึงความเป็นไปได้ที่ซ่อนอยู่ของน้ำในแง่นี้ เราสามารถอ้างถึงลักษณะของบรรยากาศบนดาวศุกร์ได้ ตามเวอร์ชั่นหนึ่ง การระเหยของน้ำทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกบนโลกใบนี้
สีน้ำ
ทุกคนที่ได้เห็นทะเลหรือแหล่งน้ำจืดและเปรียบเทียบกับของเหลวในแก้วจะสังเกตเห็นความคลาดเคลื่อนบางอย่าง สีของน้ำในอ่างเก็บน้ำธรรมชาติหรือน้ำเทียมไม่เคยตรงกับสีที่พบในถ้วย ในกรณีแรกมันเป็นสีน้ำเงิน, น้ำเงิน, แม้แต่สีเขียวแกมเหลือง, ในวินาทีที่มันหายไป แล้วน้ำจริงๆเป็นสีอะไร?
ปรากฎว่าของเหลวบริสุทธิ์ไม่มีสี มันมีโทนสีน้ำเงินเล็กน้อย สีน้ำซีดมากจนดูเหมือนโปร่งใสในปริมาตรน้อย อย่างไรก็ตามในสภาพธรรมชาติก็ปรากฏอยู่ในรัศมีภาพทั้งหมด ยิ่งไปกว่านั้น สิ่งเจือปนจำนวนมากเช่นในกรณีของการนำไฟฟ้าจะเปลี่ยนคุณสมบัติของน้ำ ทุกคนเคยเจอบ่อน้ำสีเขียวหรือแอ่งสีน้ำตาลอย่างน้อยหนึ่งครั้ง
สีของน้ำกับชีวิต
สีของอ่างเก็บน้ำมักขึ้นอยู่กับจุลินทรีย์ที่เพิ่มจำนวนอย่างแข็งขันในนั้น สิ่งเจือปนของหิน สีเขียวของน้ำมักจะบ่งบอกถึงการปรากฏตัวของสาหร่ายขนาดเล็ก ในทะเลพื้นที่ที่ทาสีในเฉดสีนี้มักจะเต็มไปด้วยสิ่งมีชีวิต ดังนั้นชาวประมงจึงใส่ใจกับสีของน้ำอยู่เสมอ น้ำทะเลสีฟ้าใสมีแพลงตอนไม่ดีและด้วยเหตุนี้ผู้ที่กินพวกมัน
บางครั้งจุลินทรีย์ให้สีที่แปลกประหลาดที่สุด ทะเลสาบที่มีน้ำสีช็อคโกแลตเป็นที่รู้จัก กิจกรรมของเซลล์เดียวสาหร่ายและแบคทีเรียเปลี่ยนร่างของน้ำสีฟ้าครามบนเกาะฟลอเรสในอินโดนีเซีย
ในสวิตเซอร์แลนด์ ที่ Sanetsch pass มีทะเลสาบที่มีน้ำสีชมพูสดใส สีซีดกว่าเล็กน้อยมีแหล่งน้ำในเซเนกัล
ปาฏิหาริย์แห่งสีสัน
ทัศนียภาพอันน่าทึ่งปรากฏขึ้นต่อหน้านักท่องเที่ยวในอเมริกาที่อุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน ทะเลสาบมอร์นิ่งกลอรี่ตั้งอยู่ที่นี่ น้ำของมันมีสีฟ้าที่บริสุทธิ์ที่สุด สาเหตุของเฉดสีนี้คือแบคทีเรียชนิดเดียวกันทั้งหมด เยลโลว์สโตนมีชื่อเสียงในด้านกีย์เซอร์และน้ำพุร้อนมากมาย ที่ด้านล่างของทะเลสาบ Morning Glory มีปล่องภูเขาไฟแคบๆ ความร้อนที่เพิ่มขึ้นจากที่นั่นช่วยรักษาอุณหภูมิของน้ำตลอดจนการพัฒนาของแบคทีเรีย กาลครั้งหนึ่ง ทะเลสาบทั้งหมดเป็นสีฟ้าใส อย่างไรก็ตาม เมื่อเวลาผ่านไป ปากภูเขาไฟก็อุดตัน ซึ่งนักท่องเที่ยวชอบที่จะโยนเหรียญและขยะอื่นๆ เป็นผลให้อุณหภูมิพื้นผิวลดลงและแบคทีเรียประเภทอื่นเริ่มทวีคูณที่นี่ วันนี้น้ำเปลี่ยนสีตามความลึก ที่ก้นทะเลสาบยังคงเป็นสีน้ำเงินเข้ม
เมื่อหลายพันล้านปีก่อน น้ำมีส่วนทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนโลก ตั้งแต่นั้นมา ความสำคัญของมันก็ไม่ลดลงเลย น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเคมีจำนวนหนึ่งที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเนื้อเยื่อและอวัยวะทั้งหมด มหาสมุทรครอบคลุมพื้นผิวโลกประมาณ 71% และมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของระบบยักษ์เช่นโลกคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของน้ำทำให้สามารถเรียกได้ว่าเป็นสารหลักสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด อ่างเก็บน้ำซึ่งเป็นที่อยู่อาศัยของจุลินทรีย์หลายเซลล์ยังเป็นแหล่งของความงามและแรงบันดาลใจ แสดงให้เห็นถึงความสามารถสร้างสรรค์อย่างมหาศาลของธรรมชาติ