الماء هو أثمن مورد للإنسان ولجميع الكائنات الحية على هذا الكوكب. هذا المورد هو عنصر قادر على التواجد في حالات مختلفة بشكل طبيعي. ال الدول المائية إنها مهمة جدًا في الدورة الهيدرولوجية لإنشاء تدفق مستمر عالمي.
لهذا السبب ، سنخصص هذا المقال لإخباركم بالحالات الرئيسية للمياه ، وما هي خصائصها وأهمية كل منها.
الدول المائية
نعلم جميعًا ما هو الماء ونعرف أشكاله الثلاثة ، والمعروفة باسم حالته الفيزيائية: سائل (ماء) ، صلب (جليدي) ، غازي (بخار). هذه هي الأشكال الثلاثة التي يمكن أن يوجد فيها الماء في الطبيعة دون تغيير تركيبته الكيميائية على الإطلاق: H2O (الهيدروجين والأكسجين).
تعتمد حالة الماء على الضغط المحيط به ودرجة الحرارة التي يتعرض لها ، أي الظروف البيئية. لذلك ، من خلال معالجة هذه الظروف ، يمكن تحويل الماء السائل إلى حالة صلبة أو غازية والعكس صحيح.
نظرا لأهمية الماء للحياة ووفرة على الأرض ، تُستخدم حالتك الفيزيائية كمرجع في العديد من أنظمة القياس وبالتالي يمكن مقارنتها بالمواد والمواد الأخرى.
خصائص المياه
بسبب التوتر السطحي ، يمكن أن تتحرك الحشرات والعناكب في الماء. الماء مادة عديمة الرائحة وعديمة اللون والمذاق مع درجة حموضة متعادلة (7 ، ليست حمضية ولا قلوية). يتكون من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين واحدة في كل جزيء.
تمتلك جزيئاته قوى تماسك ضخمة تمسكها ببعضها البعض ، لذلك لديها توتر سطحي كبير (والذي تستخدمه بعض الحشرات "للمشي" على الماء) وتتطلب الكثير من الطاقة لتغيير حالتها الفيزيائية.
يُعرف الماء باسم "المذيب الشامل" لأنه يمكن أن يذيب مواد أكثر من أي سائل آخر. بالإضافة إلى ذلك ، فهو مركب أساسي للحياة وهو موجود بكميات كبيرة في جميع الكائنات الحية. تغطي المياه ثلثي المساحة الإجمالية لكوكبنا.
حالات الماء المختلفة وخصائصها
شبكة
في الحالة السائلة ، يكون الماء سائلاً ومرنًا. الحالة الأكثر ارتباطًا بنا هي الحالة السائلة ، وهي الحالة الأكثر كثافة والأكثر غموضًا ، والأكثر وفرة على كوكبنا. في حالته السائلة ، جزيئات الماء قريبة من بعضها البعض ، ولكنها ليست قريبة جدًا من بعضها البعض. لذلك فإن الماء السائل يتمتع بمرونة وسيولة السوائل ولكنه يفقد شكله ليأخذ شكل الحاوية التي تحتوي عليه.
لذلك ، تتطلب المياه السائلة ظروفًا معينة من الطاقة (الحرارة ، درجة الحرارة) والضغط. الماء سائل عند درجات حرارة تتراوح بين 0 و 100 درجة مئوية والضغط الجوي العادي. ومع ذلك ، إذا تعرضت لضغوط أعلى (ماء شديد السخونة) ، فيمكن أن تتجاوز درجة غليانها ويمكن أن تصل في الحالة السائلة إلى درجة حرارة حرجة تبلغ 374 درجة مئوية ، وهي أعلى درجة حرارة يمكن عندها للغاز أن يتسييل. توجد المياه السائلة بشكل شائع في المحيطات والبحيرات والأنهار والرواسب الجوفية ، ولكنها توجد أيضًا داخل الكائنات الحية.
الحالة الصلبة
الحالة الصلبة للماء ، وغالبًا ما يشار إليها بالجليد ، يتم تحقيقه عن طريق خفض درجة حرارته إلى 0 درجة مئوية أو أقل. من غرائب المياه المجمدة أنها تضيف حجمًا مقارنة بالشكل السائل. أي أن الجليد أقل كثافة من الماء (وهذا هو السبب في أن الجليد يطفو).
يكون مظهر الجليد صلبًا وهشًا وشفافًا ، ويختلف من الأبيض إلى الأزرق ، اعتمادًا على نقاوة وسمك الطبقة. في ظل بعض الظروف ، يمكن أن تبقى مؤقتًا في حالة شبه صلبة تسمى الثلج.
توجد المياه الصلبة بشكل شائع في الأنهار الجليدية وقمم الجبال والتربة الصقيعية (التربة الصقيعية) والكواكب الخارجية للنظام الشمسي وفي المجمدات الغذائية لدينا.
الغازي
الحالة الغازية للماء ، والمعروفة بالبخار أو بخار الماء ، إنه عنصر شائع في غلافنا الجوي وهو موجود حتى في كل نفس نتنفسه. عند الضغط المنخفض أو درجة الحرارة المرتفعة ، يتبخر الماء ويميل إلى الارتفاع لأن بخار الماء أقل كثافة من الهواء.
طالما أن أحدهما عند مستوى سطح البحر (1 الغلاف الجوي) ، فإن الانتقال إلى الحالة الغازية يحدث عند 100 درجة مئوية. تشكل المياه الغازية السحب التي نراها في السماء ، وهي في الهواء الذي نتنفسه (خاصة الزفير) ، وفي الضباب الذي يظهر في الأيام الباردة والرطبة. إذا وضعنا إناءً من الماء في الغليان ، يمكننا أيضًا رؤيته.
تغيرات في حالة الماء
كما رأينا في بعض الحالات السابقة ، يمكن أن يتغير الماء من حالة إلى أخرى ببساطة عن طريق تغيير ظروف درجة حرارته. يمكن القيام بذلك في اتجاه واحد أو آخر ، وسنمنح كل عملية مختلفة اسمها الخاص:
- تبخر. يؤدي الانتقال من السائل إلى الغاز إلى زيادة درجة حرارة الماء إلى 100 درجة مئوية. هذا ما يحدث مع الماء المغلي ، ولهذا يتميز بالفقاعات.
- تركيز. التحول من غازي إلى سائل بفقدان الحرارة. هذا ما يحدث عندما يتكثف بخار الماء على مرآة الحمام: سطح المرآة أكثر برودة والبخار المترسب عليها يصبح سائلاً.
- تجمد. يؤدي الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة إلى خفض درجة حرارة الماء إلى ما دون 0 درجة مئوية. يتجمد الماء مكونًا جليدًا ، كما هو الحال في ثلاجاتنا أو على قمم الجبال.
- ذوبان: يحول الماء الصلب إلى سائل ، والحرارة إلى جليد. هذه العملية شائعة ويمكن رؤيتها عندما نضيف الثلج إلى مشروب.
- تسامي. عملية التحول من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة ، في هذه الحالة من بخار الماء مباشرة إلى الجليد أو الثلج. ولكي يحدث هذا ، هناك حاجة لظروف محددة للغاية لدرجة الحرارة والضغط ، ولهذا السبب تحدث هذه الظاهرة على قمم الجبال ، على سبيل المثال ، في الجفاف في أنتاركتيكا ، حيث لا يوجد ماء سائل.
- عكس التسامي: التحويل المباشر لمادة صلبة إلى غاز ، أي من جليد إلى بخار. يمكننا رؤيته في البيئات شديدة الجفاف ، مثل التندرا القطبية نفسها أو قمم الجبال ، حيث كلما زاد الإشعاع الشمسي ، يتصاعد معظم الجليد مباشرة إلى غاز دون المرور بمرحلة سائلة.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن حالة المياه وخصائصها.