Wszystko o wodzie

Woda życiodajna substancja - bezbarwna, bezwonna, pozbawiona smaku i kalorii jest niezbędna do życia wszystkim organizmom na ziemi. Bez niej nie przetrwałby żaden człowiek, żadne zwierzę, żadna roślina. Potrzebuje jej i słoń, i bakteria; nie można jej niczym zastąpić. Aby być zdrowym, każdy z przeszło sześciu miliardów ludzi musi codziennie przyjąć w posiłkach i napojach około dwóch i pół litra wody. Gdyby jej nie było, nie istniałoby życie. Brak wody uniemożliwia uprawę ziemi i hodowlę zwierząt. Bez wody nie ma żywności, a bez żywności nie ma życia.

Znaczenie biologiczne wody

Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych dotąd organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje temperaturę i uczestniczy w reakcjach hydrolizy. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio 70% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej.

Woda to tlenek wodoru, związek chemiczny o wzorze H2O.

Występuje w warunkach pokojowych w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określamy mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia - lodem. Potocznie często do każdego ze stanów skupienia odnosi się słowo woda.
Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych. Większość występującej w przyrodzie wody jest "słona" (około 97,38%), tzn. zawiera dużo rozpuszczonych soli, głównie chlorku sodu. W wodzie rozpuszczonych jest też wiele gazów, najwięcej dwutlenku węgla.

Obieg wody w przyrodzie

Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem.

Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza następuje skraplanie pary wodnej do postaci małych kropelek, które grupują się w widoczne skupienia chmury. W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem przemieszczają się nad powierzchnią lądów mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad.

Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie. Proces zaczyna się od nowa.

Hydrosfera

Hydrosfera jest wodną powłoką Ziemi przenikającą atmosferę i skorupę ziemską. Obejmuje wody występujące w przyrodzie w postaci gazowej, ciekłej i stałej. Hydrosferę stanowią: oceany, morza, jeziora, rzeki, bagna, pokrywa śnieżna, lodowce kontynentalne (lądolody), lodowce górskie, lód gruntowy (trwała marzłoć), wody podziemne oraz para wodna występująca w atmosferze (w troposferze) i skorupie ziemskiej. Hydrosfera pokrywa 70,8% powierzchni Ziemi w postaci wód otwartych i 2,5% powierzchni w postaci lodowców. Cechuje ją stałość zapasów wodnych (ok. 1,3 mld km3). Gromadzi ona głównie wody słone. Wody słodkie stanowią jedynie 2,5% objętości hydrosfery; najwięcej wód słodkich magazynują lodowce (69% wody słodkiej hydrosfery) i wody podziemne (30%). 

Stany skupienia wody

Woda występuje najczęściej w postaci cieczy, jednak może być ona również ciałem stałym (lód lub śnieg), a także gazem (para wodna). Prawie wszystkie substancje mogą przechodzić z jednego stanu skupienia w inny. Rozróżnia się następujące przejścia fazowe wody:

• ze stanu stałego w ciekły - topnienie 
• ze stanu ciekłego w stały - krzepnięcie 
• ze stanu ciekłego w gazowy - parowanie 
• ze stanu gazowego w ciekły - skraplanie 
• ze stanu stałego w gazowy - sublimacja 
• ze stanu gazowego w stały - resublimacja

 Stan stały - lód lub śnieg.

      Lód lub śnieg występują poniżej 0°C tzw. temp. topnienia. W przyrodzie występują w zimie lub cały czas na obu biegunach. Mają właściwości jak każde ciało stałe tzn. mają określony kształt, trudno zmienić ich objętość. Lód powstaje ze schłodzonej wody czyli przez krzepnięcie lub przez resublimację. Lód tak samo jak woda i para wodna nie ma koloru, w dotyku jest zimny i jest ciałem kruchym np. kiedy uderzymy kawałek lodu młotkiem rozkruszy się na wiele drobnych kawałków. Zjawisko zmiany obj. podczas przechodzenia z fazy ciekłej do fazy stałej wody (lód) pełni bardzo istotną rolę w przyrodzie. W szczególności dotlenienie gleby poprzez rozsadzanie zmarzniętych brył ziemi oraz zjawisko pękania skał. Śnieg podobnie jak lód powstaje ze schłodzonej wody lub pary wodnej. Ma kolor biały co można zauważyć podczas zimy. Na śniegu można wykonywać wiele sportów jak narciarstwo lub snowboard.

Stan cieczy - woda.

      Woda występuje pomiędzy temp. 0°C i 100°C. Jest ona najważniejszym składnikiem kuli ziemskiej. Bez niej nie mogłyby rosnąć rośliny, żyć zwierzęta ani ludzie. Woda jest wykorzystywana przez człowieka w wielu gałeziach przemysłu. Ma ona takie same właściwości jak inne ciecze. Nie ma określonego kształtu, nie jest ściśliwa. Powstaje ona przez schłodzenie pary wodnej, czyli skraplanie lub ogrzewanie lodu czyli topnienie. Woda występuje w postaciach jezior, rzek, oceanów itp. Woda jest rozpuszczalnikiem dla wielu ciał stałych np. dla cukru, soli, wapnia. Woda zajmuje więcej powierzchni na kuli ziemskiej niż kontynenty. Ludzie niestety nie potrafią docenić tej wspaniałej cieczy i wrzucają do wody chemikalia, odpady radioaktywne itp. Woda była przedmiotem wielu badań, które osiągnęły światową sławę.

Stan gazowy - para wodna.

       Para występuje w każdej temperaturze. Im większa powierzchnia swobodna tym woda szybciej paruje. Para wodna tworzy się przez  parowanie i powyżej 100oC czyli temp. wrzenia oraz przez sublimację czyli zamianę lodu w parę. Często para wodna mylona jest z mgłą,  mgła to drobne kropelki wody, para wodna natomiast jest niewidoczna i tworzy się wszędzie. W krajach cieplejszych występuje więcej pary  wodnej niż w krajach chłodniejszych dlatego Europejczykowi trudno jest się zaaklimatyzować w Afryce lub w Azji. Parę wodną  wykorzystuje się w silnikach parowych, używana jest też w saunach do gorących kąpieli parowych. Zjawisko parowania jest jednym z  podstawowych czynników istnienia przyrody. Woda parując tworzy obłoki pary w formie chmur, które schłodzone opadają na ziemię pod  postacią deszczu.