فهرست مطالب
آب چه ویژگی‌های خاصی دارد؟
مولکول H2O به دلیل ساختار تتراهیدرادی که دارد، ویژگی‌های خاص و منحصر به فردی را در آب ایجاد کرده است. آب به سه حالت جامد، مایع و گاز در زندگی ما نقش و کاردبرد دارد که برای تبدیل هر کدام از حالات به یکدیگر باید میزان معین انرژی گرمایی به هرکدام از آن‌ها داده و یا کاسته شود.
فشار آب
مسلما هنگامی که در حال شستشوی چیزی هستید، متوجه وزن آب شده‌اید، چرا که آب نسبتا متراکم است. در مقایسه با فلزاتی نظیر طلا که تقریباً ۲۰ برابر آب حجم دارند، آب متراکم نیست اما سیار سنگین تر و چگال تر از چوب و پلاستیک است؛ به عنوان مثال خنگامی که شما یک تکه چوب را در داخل آب می‌اندازید، تکه چوب در سطح آب قرار می‌گیرد. چگالی آب برابر با 1 می‌باشد و هرچیزی که چگالی آن کمتر از چگالی آب باشد روی آن شناور است.
در اقیانوس‌ها هرچه به اعماق آب نفوذ می‌کنیم به دلیل افزایش وزن آب بالا سرمان، فشار آب بیشتر می‌شود و در نتیجه ما فشار آب بیشتری را نسبت به سطوح اولیه آب احساس می‌کنیم. فشار آب یکی از عوامل چالش برانگیز در طراحی زیردریایی و غواصان است.
در عمق حدود ۱۰ کیلومتری زیر اقیانوس‌ها، فشار به اندازه وزن یک کامیون مفصلی کاملا بارگیری شده است که به مساحتی به اندازه دو پای شما فشار می آورد!
منبسط شدن آب در هنگام یخ‌زدگی
هنگامی که به جسمی گرما می‌دهیم، انرژی جنبشی مولکول‌های تشکیل دهنده آن افزایش میابد، این افزایش انرژی سبب ضربه مولکول‌ها بهم و افزایش فاصله آن‌ها در طول پیوند بین مولکولی می‌شود که به این دلیل است ما این تغییرات فاصله بین مولکولی را به صورت افزایش حجم اجسام در هنگام دریافت گرما و کاهش حجم آن در اثر دریافت سرما می‌باشد.
از همین ویژگی در دماسنج ها استفاده می‌شود و به همین علت است که آن‌ها با تغییر انرژی گرمایی محیط در طول لوله دماسنج بالا و یا پایین می‌روند. اما آب متفاوت و منحصر به فردتر از سایر ترکیبات می‌باشد. آب با شروع به یخ زدن بع نی هنگامی که گرما از دست می‌دهد به جای آنکه منقبض شود و از حجمش کاسته شود، منبسط شده و حجمش افزایش میابد. به این رویداد شگفت انگیز، انبساط غیرعادی آب گفته می‌شود.
دمای 4 درجه یک دمای ویژه برای آب است بدین صورت که اگر یک لیوان آب را سرد کنید، مولکول‌ها شروع به نزدیک شدن به یکدیگر می‌کنند و به هم قفل می‌شوند. مولکول‌های آب در این دما تا جایی که امکان دارد به یکدیگر نزدیک می‌شوند به بیانی دیگر، آب به حداکثر چگالی خود می‌رسد.
اگر به سرد کردن آب ادامه دهید، مولکول‌ها خود را در یک ساختار بازتر مرتب می کنند. بدین دلیل است که چگالی یخ کمی کمتر از چگالی آب می‌باشد و یخ روی آب شناور است. این ویژگی برای ماهی ها و سایر موجودات دریایی بسیار حائز اهمیت است، زیرا آن‌ها قادر می‌شوند در فصل زمستان در آب مایع زیر یخ‌های یخ زده جامد زنده بمانند.
البته گاهی اوقات انبساط غیرعادی آب سبب دردسر برای افراد می‌شود. اگر لوله‌های آب در زیر خانه شما در زمستان یخ بزنند باعث می‌شود لوله‌ها ترک بخورند و با آب شدن یخ‌ها نشت کنند.
ظرفیت انرژی گرمایی آب
طرفیت گرمایی ویژه یعنی مقدار گرمایی که لازم است تا دمای جسم را بع میزان 1 درجه افزایش داد. آب ظرفیت گرمایی ویژه بالایی دارد و این بدان معنی است که می تواند در هر کیلوگرم بیش از هر ترکیب دیگری گرما را در خود نگه دارد و یا حمل کند. به خاطر همین ویژگی است که در سیستم‌های گرمایشی مانند رادیاتورها از آب استفاده می‌کنند، چراکه هر لیتر آبی که از طریق لوله‌ها جریان می‌یابد، گرمای بیشتری را حمل می‌کند.
خاصیت موینگی
مقداری آب را در یک لیوان قرار دهید سپس از کناره لیوان سطح آب را مشاهده کنید، می‌بینید که آب سطح کاملا مستقیمی ندارد. در واقع هنگامی که به لبه‌های لیوان دقت می‌کنید می‌بینید که لبه‌ها از لیوان بالا می‌رود و یک سطح منحنی رو به پایین ایجاد می‌کند که مینیسک مقعر نامیده می‌شود.
آب را در یک لوله مویی قرار دهید، مشاهده می‌کنید که آب فاصله زیادی را از لوله بالا می‌رود. این ویژگی به عنوان عمل مویرگیشناخته می‌شود. مویینگی آب نقش حیاتی در سیستم نقل و انتقال مواد در گیاهان را دارد که باعث حرکت مواد آلی از خاک به سمت برگ گیاهان می‌شود. عمل مویرگی به یک درخت بلوط بزرگ کمک می کند تا چیزی در حدود ۳۸۰ لیتر (۱۰۰ گالن) آب در روز مکش کند!
