همه نظریه های منشا حیات روی زمین به نوعی با آب مرتبط هستند. او همیشه با ما است، علاوه بر این، در درون ما. معمولی ترین و ساده ترین آب موجود در بافت های بدن، هر نفس تازه و ضربان قلب را ممکن می کند. به دلیل خواص منحصر به فرد خود در همه این فرآیندها شرکت می کند.
آب چیست: تعریف
از دیدگاه علمی، مایع اصلی سیاره، اکسید هیدروژن است - یک ترکیب معدنی دوتایی. فرمول مولکولی آب احتمالا برای همه شناخته شده است. هر عنصر ساختاری آن شامل یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن است که توسط یک پیوند کووالانسی قطبی به هم متصل شده اند. در شرایط عادی در حالت مایع است، طعم و بو ندارد. در حجم های کوچک، آب ساده و بدون ناخالصی بی رنگ است.
نقش بیولوژیکی
آب حلال اصلی است. این ماهیت ساختار مولکول است که چنین تعریفی را ممکن می سازد. خواص آب به قطبش آن مربوط می شود: هر مولکول دارای دو قطب است. منفی با اکسیژن همراه است ومثبت - با اتم های هیدروژن. مولکول آب قادر است به اصطلاح پیوندهای هیدروژنی را با ذرات مواد دیگر ایجاد کند و اتم های دارای بار مخالف را به "+" و "-" خود جذب کند. در این صورت ماده ای که محلول می شود نیز باید پلاریزه شود. یک مولکول از آن توسط چندین ذره آب احاطه شده است. پس از تبدیل، ماده واکنش پذیرتر می شود. آب به عنوان یک حلال توسط تمام سلول های موجودات زنده استفاده می شود. این یکی از آن ویژگی‌هایی است که نقش بیولوژیکی آن را مشخص می‌کند.
سه ایالت
آب برای ما به سه شکل شناخته شده است: مایع، جامد و گاز. اولین مورد از این حالت های تجمع، همانطور که قبلا ذکر شد، مشخصه آب در شرایط عادی است. در فشار اتمسفر معمولی و دمای کمتر از 0 º C به یخ تبدیل می شود. اگر حرارت ماده به 100 ºC برسد، بخار از مایع تشکیل می شود.
لازم به ذکر است که مواد مشابه ساختار در شرایط عادی در حالت گاز بوده و نقطه جوش پایینی دارند. دلیل پایداری نسبی آب در پیوندهای هیدروژنی بین مولکول ها است. برای رفتن به حالت بخار، باید آنها را بشکنید. پیوندهای هیدروژنی به اندازه ای قوی هستند که شکستن آنها انرژی زیادی می طلبد. از این رو نقطه جوش بالاست.
کشش سطحی
به دلیل پیوندهای هیدروژنی، آب کشش سطحی بالایی دارد. از این نظر پس از جیوه در رتبه دوم قرار دارد. کشش سطحی در مرز دو رسانه مختلف رخ می‌دهد و نیاز به صرف مقدار معینی داردانرژی. این ویژگی باعث ایجاد افکت های جالب می شود. در حالت بی وزنی، قطره شکل کروی به خود می گیرد، زیرا مایع تمایل دارد سطح خود را کوچک کند تا انرژی را حفظ کند. به طور مشابه، آب گاهی اوقات روی مواد غیر قابل تر شدن رفتار می کند. به عنوان مثال یک قطره شبنم روی برگ ها است. به دلیل نیروی کشش سطحی، راهروهای آب و سایر حشرات می توانند در امتداد سطح حوض بلغزند.
عایق یا هادی؟
در کلاس های ایمنی زندگی، اغلب به کودکان آموزش داده می شود که آب رسانای خوبی برای جریان الکتریسیته است. با این حال، این کاملا درست نیست. آب خالص به دلیل ویژگی‌های ساختاری آن ضعیف تجزیه می‌شود و جریانی را هدایت نمی‌کند. یعنی در واقع یک عایق است. با این حال، در شرایط عادی، ملاقات با چنین آب خالص عملا غیرممکن است، زیرا بسیاری از مواد را حل می کند. و به لطف ناخالصی های متعدد، مایع به یک هادی تبدیل می شود. علاوه بر این، توانایی هدایت الکتریسیته می تواند تعیین کند که آب چقدر خالص است.
انکسار و جذب
یکی دیگر از خواص آب که همه از دوران مدرسه می شناسند، توانایی شکست پرتوهای نور است. نور پس از عبور از مایع تا حدودی جهت خود را تغییر می دهد. این اثر با تشکیل یک رنگین کمان همراه است. همچنین، انکسار نور و درک ما از آن زمینه ساز اشتباهات در تعیین عمق توده های آبی است: همیشه کوچکتر از آنچه هست به نظر می رسد.
با این حال، نور قسمت مرئی طیف شکسته می شود. و به عنوان مثال، اشعه مادون قرمز آبجذب می شوند. به همین دلیل است که اثر گلخانه ای رخ می دهد. برای درک احتمالات پنهان آب در این معنا می توان به ویژگی های جو زهره اشاره کرد. بر اساس یک نسخه، تبخیر آب منجر به اثر گلخانه ای در این سیاره شد.
آب رنگ
هرکسی که دریا یا هر آب شیرینی را دیده و آن را با مایع درون لیوان مقایسه کرده است، متوجه اختلاف خاصی شده است. رنگ آب در یک مخزن طبیعی یا مصنوعی هرگز با آنچه در فنجان مشاهده می شود مطابقت ندارد. در مورد اول، آبی، آبی، حتی سبز مایل به زرد است، در مورد دوم به سادگی وجود ندارد. پس واقعا آب چه رنگی است؟
معلوم شد که یک مایع خالص بی رنگ نیست. رنگ مایل به آبی کمی دارد. رنگ آب آنقدر کم رنگ است که در حجم های کوچک کاملا شفاف به نظر می رسد. با این حال، در شرایط طبیعی، با تمام شکوه ظاهر می شود. علاوه بر این، ناخالصی های متعدد، مانند مورد رسانای الکتریسیته، خواص آب را تغییر می دهد. هر کس حداقل یک بار با یک حوض سبز یا گودال های قهوه ای روبرو شده است.
رنگ آب و زندگی
رنگ مخزن اغلب به میکروارگانیسم هایی بستگی دارد که به طور فعال در آن تکثیر می شوند، ناخالصی های سنگ ها. رنگ مایل به سبز آب اغلب نشان دهنده وجود جلبک های کوچک است. در دریا، مناطقی که در این سایه نقاشی شده اند، معمولاً با موجودات زنده فراوان است. بنابراین ماهیگیران همیشه توجه دارند که آب چه رنگی است. آب‌های آبی شفاف از نظر پلانکتون ضعیف هستند و از این رو کسانی که از آنها تغذیه می‌کنند.
گاهی اوقات میکروارگانیسم ها عجیب ترین سایه ها را می دهند. دریاچه هایی با آب شکلاتی رنگ شناخته شده اند. فعالیت تک سلولیجلبک ها و باکتری ها بدنه آبی را در جزیره فلورس در اندونزی به رنگ فیروزه ای در می آورند.
در سوئیس، در گذرگاه Sanetsch، دریاچه ای با آب صورتی روشن وجود دارد. سایه کمی کم رنگ‌تر در سنگال حجمی از آب دارد.
معجزه رنگارنگ
منظره ای شگفت انگیز در مقابل گردشگران در آمریکا، در پارک ملی یلوستون ظاهر می شود. دریاچه Morning Glory در اینجا قرار دارد. آب های آن خالص ترین رنگ آبی را دارند. دلیل این سایه همه همین باکتری هاست. یلوستون به خاطر آبفشان های متعدد و چشمه های آب گرمش معروف است. در پایین دریاچه مورنینگ گلوری یک دریچه آتشفشانی باریک قرار دارد. گرمای افزایش یافته از آنجا باعث حفظ دمای آب و همچنین رشد باکتری ها می شود. روزی روزگاری کل دریاچه آبی کریستالی بود. با این حال، با گذشت زمان، دهانه آتشفشان مسدود شد، که گردشگران با عشق خود به پرتاب سکه و سایر زباله ها کمک کردند. در نتیجه دمای سطح کاهش یافت و انواع دیگر باکتری ها در اینجا شروع به تکثیر کردند. امروزه رنگ آب با عمق تغییر می کند. در پایین، دریاچه هنوز آبی عمیق است.
چند میلیارد سال پیش، آب به پیدایش حیات روی زمین کمک کرد. از آن زمان تاکنون از اهمیت آن کاسته نشده است. آب برای تعدادی از واکنش های شیمیایی که در سطح سلولی رخ می دهد ضروری است؛ این آب بخشی از تمام بافت ها و اندام ها است. اقیانوس ها تقریباً 71 درصد از سطح سیاره را پوشانده اند و نقش بزرگی در حفظ ثبات سیستم غول پیکری مانند زمین دارند.خواص فیزیکی و شیمیایی آب این امکان را به وجود می آورد که آن را ماده اصلی همه موجودات زنده نامید. مخازن به عنوان زیستگاه میکروارگانیسم های چند سلولی، علاوه بر این، به منبع زیبایی و الهام تبدیل می شوند و توانایی های خلاقانه عظیم طبیعت را نشان می دهند.
