Аномалия теплоемкости

Что же это за необычный процесс, происходящий в воде и делающий ее непохожей на другие жидкости? Чтобы уяснить его физическую сущность, рассмотрим еще одну, на мой взгляд, самую сильную аномалию воды - температурное поведение ее теплоемкости. Величина теплоемкости, как известно, показывает, сколько нужно затратить тепла, чтобы поднять температуру вещества на один градус. Для подавляющего числа веществ теплоемкость жидкости после плавления кристалла увеличивается незначительно -никак не более 10%. Другое дело - вода. При плавлении льда теплоемкость скачет от 9 до 18 кал/моль " град, то есть в два раза! Такого огромного скачка теплоемкости при плавлении не наблюдается ни у одного другого вещества: здесь вода абсолютный рекордсмен.

Во льду энергия, подводимая для нагревания, тратится в основном на увеличение тепловой скорости молекул. Скачок теплоемкости после плавления означает, что в воде открываются какие-то новые процессы (и очень энергоемкие), которые тратится подводимое тепло и которые обусловливают появление избыточной теплоемкости. Такая избыточная теплоемкость и, следовательно, упомянутые энергоемкие процессы существуют во всем диапазоне температур, при которых вода находится в жидком состоянии. Она исчезает только в паре, то есть эта аномалия является свойством именно жидкого состояния воды.

Много нового вносят в проблему теплоемкости исследования последних лет по изучению свойств переохлажденной воды. При сильном переохлаждении теплоемкость сильно возрастает, то есть аномальный вклад в нее еще больше увеличивается. Переохлажденная вода еще более аномальна, чем обычная.

Теплоемкость воды «делает погоду»

Климат на планете зависит и от свойства воды - очень большой теплоемкости, то есть способности отдавать и накапливать тепло. В одном литре воды можно запасти в 330 раз больше _t тепла, чем в таком же объеме воздуха. Вода медленнее нагревается, но зато долго сохраняет тепло. Поэтому летним вечером на море вода теплее, чем песок на берегу. А Мировой океан - своеобразная грелка для континентов. Его огромные массы воды в прямом смысле слова «делают погоду» на Земле. Летом он не дает суши перегреться, а зимой постоянно «поставляет» ей тепло. Поэтому в странах, расположенных вблизи океана, мягкий морской климат, здесь не бывает ни суровой зимы, ни холодных ночей. Перепады температур в разные сезоны здесь небольшие.

Поверхностное натяжение.

Вода на гладких листьях водных растений похожа на ртутные шарики. Из всех жидкостей вода обладает самым высоким, после ртути, поверхностным натяжением. Именно из-за него капельки росы принимают такую форму. Круглые шарики воды очень упруги.

Если стальную иголку или лезвие безопасной бритвы осторожно положить на поверхность воды, налитой в блюдце, то они не тонут. А ведь металл в 8 раз тяжелее воды! А как легко, не замачивая лапок, скользит по воде жучек водомерка.

Все свойства воды уникальны, исключительны и аномальны. Поэтому из-за своих качеств это соединение наиболее благоприятно для жизни.