Заблуждения: Вода

Казалось бы, что может быть более знакомым для человека, чем вода? Она окружает нас повсюду, без неё ни туда и ни сюда, и даже мы сами по большей части состоим из воды. Но всё ли мы о ней знаем?  Чем опасен монооксид дигидрогена, что такое тяжёлая вода, внеземная вода и почему вода становится мягкой?

ВОДА БЕСЦВЕТНАЯ

Обычно, когда мы описываем воду, то называем её бесцветной или прозрачной жидкостью без вкуса и без запаха. Тем не менее на самом деле вода имеет цвет — еле различимый голубоватый оттенок. Он настолько слабый, что в небольших объёмах практически незаметен для глаза. Однако чем больше воды, тем он заметнее — например, в озере, бассейне или огромном аквариуме. Иногда говорят, что это отражённый цвет неба, и это отчасти верно: отражение и поглощение света в данном случае действительно имеет большое значение. В одной части спектра, красно-зелёной, молекулы воды поглощают свет, а в другой — отражают. 

Именно этим объясняется то, что вода имеет голубоватый оттенок. Первым это выяснил через серию опытов с дистиллированной водой бельгийский физик и химик Вальтер Шпринг в 1883 году.

Хотя вода может иметь и другой цвет. Это заметно, к примеру, в естественных водоёмах, где в ней содержится множество разнообразных мелких частиц, которые тоже отражают или поглощают определённые части спектра. Эти частицы также искажают восприятие цвета на глубине, поэтому жёлтая подводная лодка, погружаясь на дно, постепенно станет сине-зелёной.

Вода имеет голубоватый оттенок, хотя может иметь и другой цвет

ВОДА КИПИТ ПРИ 100° И ЗАМЕРЗАЕТ ПРИ 0°

Ещё одно утверждение, знакомое нам с детства и по большей части справедливое, поскольку подтверждено научными опытами. Однако всё зависит от давления и температуры воздуха.

При нормальном атмосферном давлении — 760 мм ртутного столба — сохраняются привычные нам 100° и 0°, однако там, где оно ниже, например высоко в горах, 90° — это уже не только прямой угол, но и температура кипения воды.

К слову, на вершине Эвереста вода закипает при температуре менее 70°. А вот в паровых турбинах, где давление, наоборот, очень высокое, вода не закипит даже при 300°. Более того, в условиях с обычным атмосферным давлением очень чистая вода не замерзает, даже достигнув 0°, — это явление называется сверхохлаждением.

Дело в том, что в ней нет центров кристаллизации — мельчайших нерастворённых частичек, которые в естественных условиях постоянно присутствуют в воде. Как правило, именно вокруг них начинается как замерзание, так и кипение. А вот солёная морская вода замерзает при чуть более низкой температуре, чем пресная, потому что у них разная плотность. Чем больше солёность, тем ниже температура замерзания: океанская вода с солёностью 35% замерзает при –1,9°, а менее солёная морская — при температуре –0,8... –1,1°.

Кипение воды

ВОДА ЕСТЬ ТОЛЬКО НА ЗЕМЛЕ

Это утверждение, как правило, связывают с тем, что жизнь на нашей планете зародилась из воды, а раз на других планетах живых организмов не обнаружено, значит, и воды там нет. Так считалось довольно долгое время, но последние исследования космоса показали: вода есть практически везде, просто её либо меньше, либо она не так заметна.

На самом деле вода — одно из самых распространённых веществ во Вселенной. В космосе она существует в основном в виде льда или пара, и в нашей Солнечной системе гораздо больше воды, чем кажется на первый взгляд.

К примеру, на поверхности Марса воды нет, зато марсоход «Феникс» нашёл лёд под слоем грунта, а в мантии планеты её примерно столько же, сколько и у Земли. Несколько лет назад учёные обнаружили лёд в лунных кратерах и на спутниках Сатурна и Юпитера.

Европа и Ганимед (спутники Юпитера), покрыты толстым слоем водяного льда, на Энцеладе (спутник Сатурна) происходят извержения воды и предполагается наличие солёных океанов под поверхностью, а Титания (спутник Урана) состоит изо льда на 50%. И это не говоря про астероиды, метеориты и кометы; последние, к слову, могут состоять изо льда больше чем наполовину.

Луна Сатурна -  Энцелад

Луна Юпитера - Европа

ДИГИДРОМОНООКСИД, МОНООКСИД ДИГИДРОГЕНА 

И ГИДРОКСИЛЬНАЯ КИСЛОТА — ЭТО КРАЙНЕ ОПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА

На самом деле это разные названия одного и того же — всё той же воды. Многосложное наименование фактически описывает химический состав вещества: один кислород и два водорода, но на это обычно не обращают внимания те, кто в школе прогуливал уроки химии.

Неосведомлённость вкупе с привычкой видеть повсюду зловещие заговоры иногда приводит к тому, что безобидная научная шутка может стать причиной нервозности и даже паники у некоторых групп населения. Их реакцию можно понять, читая описания «крайне опасного химиката», который используется в ядерных реакторах, на химических производствах, ускоряет коррозию и провоцирует эрозию. 

В своё время два студента калифорнийского университета здорово потешились над общественностью, распространив сообщения о необычайно вредном монооксиде дигидрогена.

Отголоски этой шутки до сих пор всплывают то тут, то там в виде различных акций и призывов запретить использование «опасного химиката». Впросак иногда попадают даже высокопоставленные чиновники, а народные массы, как правило, возмущаются тем, что власти молчат и ничего не предпринимают.

Акция протеста

ВОДА ЗАПОМИНАЕТ СЛОВА И ЭМОЦИИ ЛЮДЕЙ

Некоторое время назад было объявлено о невероятном открытии — якобы вода способна запоминать и хранить информацию. Об этом даже сняли невероятно зрелищный и крайне убедительный для непосвящённого зрителя документальный фильм. В нём разного рода «эксперты» рассказывали нам совершенно сенсационные вещи и аккуратно подводили к выводу, что лучше всего употреблять воду, «содержащую» правильную информацию.

Однако задолго до выхода этого фильма в Советском Союзе уже знали о сверхъестественном свойстве воды заряжаться положительной энергией — к примеру, через телевизор — и очень активно этим пользовались. Иная трёхлитровая банка могла «исцелить» от хворей и недугов целую семью (см. Алан Чумак, Анатолий Кашпировский).

Автор: Маса́ру Эмо́то — японский исследователь, известный экспериментами, направленными на доказательство того, что вода якобы обладает способностью «воспринимать информацию» от окружающей среды. Википедия

Тем не менее стоит твёрдо знать: если дяденька из говорящего ящика представлен как кандидат наук, это не обязательно означает, что он скажет правду. Довольно скоро выяснилось, что сенсационный фильм, успевший даже отхватить несколько престижных телевизионных премий, на самом деле был грандиозным рекламным роликом книг Масару Эмото, японского псевдоучёного. Однако справедливости ради нужно сказать, что употребление «заряжённой» воды действительно иногда помогает. Вот только дело вовсе не в воде, а в самовнушении пьющего её человека. Это явление давно известно в психологии и медицине под названием «эффект плацебо», и, к слову, воздействие его бывает достаточно сильным. Так что можно запросто «зарядить» не то лько воду, но и даже тарелочку борща.

ВОДА СМЯГЧАЕТ УДАР ПРИ ПАДЕНИИ С ВЫСОТЫ

Такую сцену нередко можно увидеть в кино: герой в кульминационный момент падает или прыгает с большой высоты в воду (океан, море, озеро — всё что угодно) и через некоторое время как ни в чём не бывало всплывает на поверхность, полный решимости отомстить своим обидчикам. Когда смотришь на такое, невольно закрадывается мысль, что глубокое синее море, если прыгать в него с вертолёта, — мягкое, как перина, или, в крайнем случае, упругое, как батут.

Падение в воду с высоты

На самом деле безрассудные кинобоссы каждый раз должны пускать во время таких сцен бегущую строку «Не пытайтесь повторить это дома!», потому что «мягкая вода» — это очередная иллюзия, которой мы обязаны фабрике грёз. Всё-таки плотность воды в 800 раз больше плотности воздуха, так что при падении с очень большой высоты (которое, как правило, к тому же происходит ещё и на солидной скорости) без травм не обойтись.

Разумеется, столкновение с землёй повлечёт куда более плачевные последствия, но и падение в воду на скорости около 36 м/с окажется смертельным, при том что средняя скорость падения человеческого тела составляет примерно 54 м/с. Даже с высоты 10 метров можно получить увечья, если входить в воду неправильно.

Дело в том, что тело человека претерпевает значительное сопротивление при переходе из одной среды в другую, и происходит резкое торможение. Чем больше площадь тела, соприкасающаяся с поверхностью воды, тем сильнее риск серьёзно травмироваться. Кстати, интересно заметить, что свойство «мягкости воды» действует только на положительных героев и героинь. Если же в воду с большой высоты упадёт негодяй, то, вероятнее всего, уже не выплывет (разве что режиссёр задумает снять сиквел). Правда, тут вступают в силу не законы физики, а скорее законы жанра.

ФАКТЫ

• Химическая структура воды такова, что она должна была бы кипеть при +70° C, а замерзать почти при –100° C. По идее, вода на нашей планете могла бы существовать только в одном состоянии — жидком, однако этого не происходит из-за аномальных свойств воды. Это не единственные её необычные свойства — уникальны её плотность, удельная теплоёмкость, поверхностное натяжение. Эти водные аномалии в значительной степени обусловлены ассоциацией её молекул.
• Если взять два одинаковых контейнера, в одном из которых вода будет комнатной температуры, а в другом — очень горячей, быстрее замёрзнет горячая. Это явление называется эффект (или парадокс) Мпембы, и ему нет однозначных объяснений (лишь несколько теорий).
• Во время эксперимента по рассеянию нейтронов учёные обнаружили интересный квантовый эффект: нейтроны, направленные на молекулы воды, «видят» на 25% меньше протонов водорода на уровне аттосекунд (время, за которое свет проходит расстояние, сравнимое с размерами молекулы воды, 10-18 секунд), и химическая формула воды из привычной Н₂О становится Н_1,5О
• Помимо обычной воды существуют ещё тяжёлая (D₂O) и сверхтяжёлая (T₂O) вода. На вид они ничем не отличаются от простой воды, но имеют бо льшую удельную плотность. В их молекулах тоже два водорода и один кислород, но разница в самих атомах водорода. В нормальной воде атом водорода имеет только протон (протий), в тяжёлой — протон и нейтрон (дейтерий), в сверхтяжёлой — протон и два нейтрона (тритий). Как правило, молекулы тяжёлой и сверхтяжёлой воды в природных условиях содержатся в очень незначительных количествах в обычной воде. Между прочим, шутка про монооксид дигидрогена приобретает зловещий смысл, если дигидроген — тритиевый, поскольку тритий радиоактивен.

Влад Стерхов