موقع الرأي العام الرأي العام، أفضل موقع للعلم والمعرفة
مقالات مشابهة
الماء مادة مكونة من عنصري الهيدروجين والأكسجين الكيميائيين والموجودة بحالة غازية وسائلة وصلبة. إنه أحد أكثر المركبات وفرة وضرورية. الماء سائل عديم الطعم والرائحة، وله قدرة مهمة على إذابة العديد من المواد الأخرى. في الواقع، تعد استخدامات الماء كمذيب أمرا ضروري للكائنات الحية.
يُعتقد أن الحياة نشأت في المحاليل المائية لمحيطات العالم، وتعتمد الكائنات الحية على المحاليل المائية، مثل الدم والعصارة الهضمية، لعملياتها البيولوجية. توجد المياه أيضًا على الكواكب والأقمار الأخرى داخل وخارج النظام الشمسي بكميات صغيرة، يبدو الماء عديم اللون، لكنه في الواقع له لون أزرق جوهري ناتج عن امتصاص طفيف للضوء عند الأطوال الموجية الحمراء.
من أين يأتي الماء من؟
يتكون الماء من الهيدروجين والأكسجين، ويتواجد في حالات غازية وسائلة وصلبة. يعد الماء أحد أكثر المركبات وفرة وأساسية، ويوجد في صورة سائلة على سطح الأرض في ظل الظروف العادية، مما يجعله لا يقدر بثمن للاستخدامات البشرية وكموطن للنباتات والحيوانات. نظرًا لأن الماء يتحول بسهولة إلى بخار (غاز)، فيمكنه الانتقال عبر الغلاف الجوي من المحيطات الداخلية، حيث يتكثف ويغذي الحياة.
لماذا تتعرق زجاجات الماء البارد وزجاجات الصودا؟
يبدو أن زجاجة من الماء البارد تتعرق لأنها مصدر تبريد لبخار الماء في طبقة الهواء المحيطة بالزجاجة. يمكن أن يحتوي الهواء الدافئ نسبيًا على بخار ماء أكثر من الهواء البارد. عندما يتم إدخال زجاجة الماء البارد، يبرد الهواء الساخن بالقرب من الزجاجة ويتكثف بعض بخار الماء في ماء سائل، ثم يتم ترسيبه على السطح الخارجي للزجاجة.
متى يغلي الماء؟
يحدث الغليان عندما تتشكل الفقاعات داخل السائل، مما يشير إلى تغير المرحلة السائلة أو الصلبة من مادة إلى غاز. نقطة الغليان العادية هي درجة الحرارة التي يكون عندها ضغط بخار السائل مساويًا للضغط الجوي القياسي عند مستوى سطح البحر (760 مم [29.92 بوصة] من الزئبق). عند مستوى سطح البحر، يكون الضغط الجوي مرتفعًا، والماء يغلي عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت) ؛ في الارتفاعات العالية يكون أقل، لذلك يغلي الماء عند درجة حرارة منخفضة.
لماذا الماء أزرق؟
يبدو الماء باللون الأزرق لسببين مهمين. بكميات صغيرة، يبدو الماء عديم اللون، ولكن في الواقع الماء له لون أزرق جوهري ناتج عن الامتصاص الطفيف للضوء عند الأطوال الموجية الحمراء. بالنسبة للمسطحات المائية الكبيرة – البرك والأنهار والبحيرات والمحيطات – تظهر المياه باللون الأزرق في الأيام الصافية لأنها تعكس زرقة السماء. في الأيام الملبدة بالغيوم، تظهر المسطحات المائية الكبيرة باللون الرمادي.
متى يكون الماء أكثر كثافة؟
كثافة الماء أكبر من حوالي 4 درجات مئوية، في المرحلة السائلة. الجليد، المرحلة الصلبة من الماء، يكون أكثر طفوًا، لذلك يتشكل على سطح المسطحات المائية ويتجمد إلى أسفل. نادرًا ما تتجمد البحيرات والأنهار تمامًا، ويمكن أن تصبح المياه السائلة بالأسفل ملاذًا شتويًا للحياة المائية. عندما يذوب الجليد في الربيع، تغرق المياه السطحية التي ترتفع درجة حرارتها ببطء، مما يؤدي إلى إزاحة المياه الموجودة أسفلها وخلط العناصر الغذائية عبر عمود الماء.
على الرغم من أن جزيئات الماء بسيطة في التركيب (H2O)، فإن الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمركب معقدة للغاية، وليست نموذجية لمعظم المواد الموجودة على الأرض. على سبيل المثال، على الرغم من أن مشهد مكعبات الثلج تطفو في كوب من الماء المثلج أمر شائع، فإن هذا السلوك غير معتاد بالنسبة للكيانات الكيميائية. بالنسبة لجميع المركبات الأخرى تقريبًا، تكون الحالة الصلبة أكثر كثافة من السائل؛ لذلك، ستغرق المادة الصلبة في قاع السائل.
تعتبر حقيقة أن الجليد يطفو على الماء أمرًا في غاية الأهمية في العالم الطبيعي، لأن الجليد الذي يتكون في البرك والبحيرات في الأجزاء الباردة من العالم يعمل كحاجز عازل يحمي الحياة المائية أدناه. إذا كان الجليد أكثر كثافة من الماء السائل، فإن الجليد الذي يتكون في البركة سوف يغرق، ويعرض المزيد من الماء لدرجة الحرارة الباردة. وهكذا، فإن البركة سوف تتجمد في كل مكان، وتقتل جميع أشكال الحياة الموجودة.
يقدم الماء نفسه كسائل على سطح الأرض في ظل الظروف العادية، مما يجعله لا يقدر بثمن بالنسبة للنقل والاستجمام وكموطن لعدد لا يحصى من النباتات والحيوانات. حقيقة أن الماء يتحول بسهولة إلى بخار (غاز) يسمح له بالانتقال عبر الغلاف الجوي من المحيطات إلى المناطق الداخلية حيث يتكثف، وفي شكل مطر، يغذي الحياة النباتية والحيوانية. (انظر الغلاف المائي: الدورة الهيدرولوجية للحصول على وصف للدورة التي يتم من خلالها نقل المياه إلى الأرض).
نظرًا لأهميتها، فقد لعبت المياه منذ فترة طويلة دورًا دينيًا وفلسفيًا مهمًا في تاريخ البشرية. في القرن السادس قبل الميلاد، اعتبر طاليس ميليتس، الذي يُنسب إليه الفضل أحيانًا في بدء الفلسفة اليونانية، الماء باعتباره العنصر الأساسي الوحيد للمادة:
بعد مائتي عام، اعتبر أرسطو الماء كأحد العناصر الأساسية الأربعة، بالإضافة إلى الأرض والهواء والنار. استمر الاعتقاد بأن الماء كان مادة أساسية لأكثر من 2000 عام حتى أظهرت التجارب في النصف الثاني من القرن الثامن عشر أن الماء هو مركب يتكون من عنصري الهيدروجين والأكسجين.
توجد المياه الموجودة على سطح الأرض بشكل رئيسي في محيطاتها (97.25٪) وفي القمم القطبية والأنهار الجليدية (2.05٪)، والباقي في بحيرات المياه العذبة والأنهار والمياه الجوفية. مع نمو سكان الأرض وزيادة الطلب على المياه العذبة ، تزداد أهمية تنقية المياه وإعادة تدويرها. ومن المثير للاهتمام أن متطلبات نقاء المياه للاستخدام الصناعي غالبًا ما تتجاوز متطلبات الاستهلاك البشري.
على سبيل المثال، المياه المستخدمة في الغلايات عالية الضغط يجب أن يكون الحد الأدنى للنقاء 99.999998٪. نظرًا لأن مياه البحر تحتوي على كميات كبيرة من الأملاح الذائبة، فيجب تحليتها لمعظم الاستخدامات، بما في ذلك الاستهلاك البشري.
توضح هذه المقالة التركيب الجزيئي للماء، فضلاً عن خصائصه الفيزيائية والكيميائية. لمعالجة المياه الهامة الأخرى، انظر المناخ، أعمال بيئية، المحيط المائي، جليد، والتلوث.
