ความจริงที่ว่าน้ำเป็นสารที่มีอยู่แทบทุกที่ ทั้งยังมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวและบำรุงรักษารูปแบบชีวิตส่วนใหญ่ เรารู้จากหลักสูตรของโรงเรียน จะพูดอะไรได้อีกเกี่ยวกับคุณสมบัติอันน่าทึ่งของ H2O?
ฟิสิกส์บอกว่าหนึ่งในคุณสมบัติหลักคือความหนาแน่นของน้ำ เราจะพิจารณาเกณฑ์นี้โดยละเอียดยิ่งขึ้น การตั้งค่านี้คืออะไร? ความหนาแน่นของน้ำ เช่นเดียวกับสารหรือวัสดุอื่น ๆ สะท้อนให้เห็นว่ามวลที่มีอยู่ในปริมาณของสารนั้นมีจำนวนเท่าใดหรือแม่นยำยิ่งขึ้น
ทำไมน้ำถึงวิเศษจนจำเป็นต้องพูดถึงความหนาแน่นของมันต่างหาก? ประการแรกสิ่งนี้ถูกต้องตามจำนวนสปีชีส์ของมัน น้ำอาจเป็นได้ทั้งน้ำจืดและน้ำเค็ม หนักและหนักมาก ทั้งที่มีชีวิตและตายได้ นอกจากนี้ ทุกคนคุ้นเคยกับคำจำกัดความต่างๆ เช่น น้ำบาดาลและน้ำแร่ ฝนหรือน้ำละลาย โครงสร้างและแม้กระทั่งแห้ง ในเวลาเดียวกัน ตามที่เราทุกคนจำได้ น้ำสามารถอยู่ในสถานะของแข็ง ก๊าซ หรือของเหลว เรียกว่าสถานะรวม โดยธรรมชาติความหนาแน่นของน้ำเกลือจะแตกต่างจากความหนาแน่นฝนตกหรือแช่แข็ง
สำรวจลักษณะของสาร (รวมถึงความหนาแน่นของน้ำ) ภายใต้สภาวะปกติ ซึ่งถือว่ามีความดันบรรยากาศ 760 mmHg. ศิลปะ. และอุณหภูมิแวดล้อมเท่ากับ 00 C. เมื่อตัวชี้วัดเหล่านี้เปลี่ยนไป ลักษณะของสารก็จะเปลี่ยนไปตามการพึ่งพาอาศัยกัน ทุกอย่างยกเว้นน้ำ ความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิต่างกันภายใต้สภาวะปกติจะไม่เป็นตัวบ่งชี้
ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นๆ ที่ลดความหนาแน่นเมื่อถูกความร้อน น้ำในช่วง 0 ถึง 4 องศาเซลเซียสจะเพิ่มความหนาแน่น เมื่อทำให้เย็นลง ปริมาตรและความหนาแน่นของน้ำจะมีพฤติกรรมผิดปกติอีกครั้ง โดยปริมาตรจะเพิ่มขึ้นและความหนาแน่นลดลง นี่คือสิ่งที่สามารถสังเกตได้ในสถานการณ์ที่น้ำแช่แข็งทำลายท่อน้ำ ในสัตว์ป่า ลักษณะพิเศษของ H2O ช่วยปกป้องแหล่งน้ำชั้นล่างจากการแช่แข็งและทำให้ผู้อยู่อาศัยมีชีวิตอยู่ สำหรับอุณหภูมิของน้ำที่เพิ่มขึ้น หลังจากขีดจำกัด 40 C ความหนาแน่นเริ่มลดลงเช่นเดียวกับความเย็น น้ำทะเลยังทำลายแนวคิดเหล่านี้ โดยแสดงความหนาแน่นสูงสุดที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์
น่าประหลาดใจที่น้ำสะอาดหมดจดโดยไม่มีฟองอากาศและสิ่งสกปรกหรือฝุ่นละอองที่เจือปนด้วยกล้องจุลทรรศน์ สามารถระบายความร้อนได้ถึง -70 องศา ไม่มีการก่อตัวของน้ำแข็ง หรือให้ความร้อนโดยไม่เดือดที่อุณหภูมิ 150 องศา เซลเซียส. เช่นความผิดปกติอาจเกิดขึ้นได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ (เช่น ความดันที่เพิ่มขึ้น) และการสืบพันธุ์ได้เฉพาะในห้องปฏิบัติการเท่านั้น
โดยทั่วไป ความหนาแน่นของน้ำได้รับผลกระทบจากสิ่งเจือปน ฟองแก๊สและเกลือในองค์ประกอบ ค่าความดันบรรยากาศ อุณหภูมิแวดล้อม และปัจจัยภายนอกอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง สารง่าย ๆ นี้ไม่เคยหยุดสร้างความประทับใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพที่ยอดเยี่ยม ความสามารถในการเปลี่ยนโครงสร้างและองค์ประกอบทางเคมี