Ūdens stāvokļi atrodas zemes garozā un atmosfērā. Hidrosfēru veido pārmērīgas šķidra ūdens masas, galvenokārt sāļās, kuras piešķir Zemei raksturīgo zilgano virsmu; un pie tā baltajiem poliem - divi ledaini reģioni, kur ledus izplatās polāro vāciņu veidā.
Attiecībā uz viņu tvaikiem mēs redzam viņu galīgo attīstību mākoņu kondensātā, kad tie ir salikti kopā pietiekami, lai atspoguļotu saules gaismu tās raksturīgajās bālganās krāsās. Mākoņi, gāzveida koloīdi atbrīvo ūdens saturu, izraisot lietus vai nokrišņus, vai sasalst sīkos kristālos, kas nokrīt kā sniegs.
Lai arī ūdens šķiet vienkāršs savienojums, tas kristāliskajos pilienos slēpj neticamu īpašību straumīti, kas iziet cauri visiem tā fizikālajiem stāvokļiem. Avots: Pxhere.
Kad ūdens tvaiki atdziest nelielā augstumā, tie objektus vai virsmas pārklāj ar sals, kas izskatās pēc sniega, bet ir gaišāks un kristālisks. No otras puses, miglā vai miglā ūdens daļiņas tiek kombinētas vairāk nekā vienā stāvoklī, jo tās sastāv no mazāk blīviem koloīdiem, kas izplūdina un balina skatītāju skatījumu.
No visiem fizikālajiem stāvokļiem vissvarīgākais ir šķidrums, jo tas veido lielu daļu mūsu ķermeņa un visu dzīvo organismu.
Apskatīsim, kādi ir trīs ūdens stāvokļi:
Ciets
Ūdens kā ciets var būt ledus, sniegs vai sals.
Ledus
Zilo ledāju galerija. Avots: Pxhere.
Ūdens ķīmiskā formula ir H 2 O, un tā molekulu var uzrakstīt kā HOH, kuras ģeometrija ir leņķiska (bumeranga tipa), kas šķidrā stāvoklī spēj veidot trīs ūdeņraža saites.
Tikmēr, kad temperatūra pazeminās un ūdens atdziest, tā molekulas pieņem četrus šādus tiltus, kas rada īpašu un atkārtotu telpisko izvietojumu: ūdens kristālu. Šis kristāls ir tautā pazīstams kā ledus. Tad ledus ir ūdens cietais stāvoklis.
Ledus piemēri ir atrodami dzērienu klucīšos, ūdens pudelēs, kas sasalst ledusskapī, uz peldbaseinu vai strūklaku virsmām, kuras ir pakļautas ziemai, vai ledājos.
Ledus var parādīties kā bezkrāsaini bloki, bet tas var kļūt bālgans atkarībā no tā piemaisījumiem vai aizklāta gaisa satura. Tas var parādīt arī gaiši zilganas nokrāsas (augšējais attēls), kas atspoguļo dabiskāko veidu, kādā gaisma mijiedarbojas ar jūsu kristāliem.
Tādējādi ūdens nav pilnīgi bezkrāsains vai kristālisks: tam ir gandrīz nemanāma zila krāsa. Šī krāsa pastiprinās atkarībā no gaismas apstaroto ūdens molekulu koncentrācijas un sablīvēšanās.
Sniegs
Sniegoti lauki atgādina smilšainas virsmas. Avots: Matiass MeijersPeksels.
Sniegs ir arī ledus, bet kuru kristāli ir mazāki, jo tie tika veidoti no mikroskopiskiem ūdens pilieniem, sasaluši un suspendēti mākoņos. Šie kristāli vai sniegpārsliņas aglomerējas, nokrīt tukšumā un galu galā nogulsnējas uz pulverveida baltas cietas vielas.
Tomēr sniega un tā veidu morfoloģija izkļūst no meteoroloģiskā lauka.
Sals
Sals ir atpazīstams ar tā spilgtākajiem un ievērojamākajiem kristāliem. Avots: Pixabay.
Sals ir arī vēl viena no zināmākajām un visvairāk apbrīnotajām ledus izpausmēm. Atšķirībā no sniega, tā kristālu izcelsme ir nelielā augstumā ūdens tvaiku nogulsnēšanās rezultātā uz aukstām virsmām; pirmie kristāli kalpo par kodoliem otrajam un tā tālāk, līdz veidojas zvīņaini vai saru raksti (augšējais attēls).
Šķidrums
Šķidrais ūdens ir tā vissvarīgākais un dzīvībai svarīgākais stāvoklis, lai arī tas nav visbagātākais Visumā. Avots: Pixabay.
Šķidrais ūdens ir visizplatītākais uz Zemes, lai gan to nevar teikt par citām planētām. Mēs to redzam krastos putojošos viļņos un tālāk uz zila horizonta ar saviem viļņainiem cekiem.
Pārmērīgi lieli okeānu apjomi ļauj tiem parādīt arvien tumšākas zilas krāsas, kad nolaižas lielākā dziļumā, kur gaisma ir pilnībā izkliedēta un tās stari neko neapgaismo.
Saldūdens ir šķidrums, kas uztur visas dzīves formas (tas ir zināms), jo tā molekulas atrodas šūnās un ārpus tām.
Šķidrumā esošo ūdens molekulu enerģētiskie stāvokļi ir daudz nejaušāki un neviendabīgāki nekā ledus: ūdeņraža saites tiek nepārtraukti veidotas un sadalītas, jo šķidrā ūdens molekulas pārvietojas no vienas puses uz otru.
No šķidrā ūdens tiek pētīta zema un augsta blīvuma reģionu esamība; tas ir, šķidruma vietas, kur molekulas ir vairāk sagrupētas nekā citās. Stiklveida un superviskozs ūdens tiek saukts pat par šķidruma fāzes pāreju zem augsta spiediena.
Gāzveida
Karstos avotos vai geizeros var redzēt ūdens tvaikus. Avots: Pixabay.
Kad ūdens iztvaiko, tā H 2 O molekulas nonāk gāzveida stāvoklī vai tvaika fāzē: ūdens tvaiki. Šie tvaiki ir bezkrāsaini, bet, ja to koncentrācija ir augsta, tos var uzskatīt par baltiem dūmiem, kas raksturīgi, vārot katliņus ūdenī, karstos avotos vai vārot geizeru strūklas.
Tiklīdz ūdens tvaiki paceļas debesīs, tie sāk atdzist, sāk veidoties mikroskopiski ūdens pilieni, kas paliek suspendēti gaisā; tos visus sauc par mākoņiem, kas ir pietiekami lieli, lai atspoguļotu visas saules gaismas krāsas, un sajaukti ar citām atmosfērā esošajām daļiņām.
Citi
Ja ledus karsē, veidosies šķidrs ūdens, un tas savukārt ūdens tvaiki. Tas tā ir pie atmosfēras spiediena; Tomēr ar šo spiedienu var manipulēt, kā arī ar temperatūru, lai pakļautu ūdeni naidīgiem apstākļiem, tādiem, kādi ir Kosmosā, it īpaši apledojušo planētu, piemēram, Urāna un Neptūna, iekšienē.
Ūdens zem spiediena (secībā simtiem GPa) un pārliecinoša temperatūra (tūkstošiem grādu pēc Celsija) iegūst fiziskus stāvokļus, kuru raksturlielumi vairs nesakrīt ar parasto ledu un tā polimorfiem, kā arī ar šķidrumu un tā tvaikiem.
Piemēram, viens no šiem stāvokļiem ir ledus XVIII, kas vairāk nekā ledus ir superioniska cieta viela ar metāla īpašībām; elektronu vietā tas satur protonus. Tiek uzskatīts, ka, ja to varētu iegūt ievērojamā daudzumā, tas izskatītos kā karsti melni kristāli - melns ledus.
Atsauces
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
- Stīvens S. Zumdahls. (2019. gada 15. augusts). Tualete. Encyclopædia Britannica. Atgūts no: britannica.com
- Wikipedia. (2019. gads). Ūdens īpašības. Atgūts no: en.wikipedia.org
- Rodrigo Ledesma. (2016. gada 23. decembris). Zinātnieki ir atklājuši jaunu matērijas stāvokli ūdenim. Kvarcs. Atgūts no: qz.com
- Martins Čaplins. (2019. gada 9. septembris). Ūdens fāzes diagramma. Atgūts no: 1.lsbu.ac.uk
- Šeila M. Estacio. (sf). Ūdens štatos. Atgūts no: nyu.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 19. novembris). Kāda ir atšķirība starp ledu un sniegu? Atgūts no: domaco.com