На нашей планете существует множество состояний воды, в которых она может принести пользу человеку. Но стоит учитывать, что есть и множество состояний перехода, которые не всегда могут оказаться полезными. Поэтому нужно разобрать, что и как происходит на планете, чтобы не потеряться в случае возникновения необычной ситуации, которая связана с водой.
Итак, три основных состояния воды: жидкое, твердое и газообразное – это практически 100% от ее общего объема. Существует также несколько различных вариаций, которые отличаются от общепризнанных, но о них можно поговорить чуть позже. Для того чтобы получше разобраться в состояниях воды, необходимо узнать о том, чем они отличаются друг от друга, как они переходят из одного в другое и, что самое главное, как они появляются. Иначе говоря, причины перехода.
Жидкость
Давайте начнем с самого простого: жидкое состояние. Характеризуется оно основными параметрами любой жидкости. Жидкость занимает предоставленный ей объем, то есть, как бы вы не пытались налить воду в стакан, в нем со временем все равно не останется ни капли воздуха: весь он будет вытеснен влагой. Влага тяжелее воздуха, поэтому всегда будет снизу. В чистой воде нет никаких примесей, поэтому она прозрачная, не имеет вкуса и запаха. Если же речь идет о той жидкости, которую добывают из скважин или ключей, то в ней очень часто растворены минералы и соли, которые придают воде специфический вкус. В таком состоянии у воды часто может оказаться какой-либо привкус, но есть множество способов для того, чтобы от него избавиться.
Пар
Впрочем, для того чтобы выяснить этот факт, нужно перейти к изучению второго состояния, газообразного. По факту, газообразное оно на все сто процентов, однако в различных погодных условиях может происходить и плавный переход к нормальному, жидкому состоянию. Но обо всем по порядку. Как и любой другой газ, водяной пар может занимать предоставленный объем, обладает равномерным давлением в любом направлении, поэтому этот аспект нетрудно использовать для того, чтобы получить, в конечном итоге, энергию движения. Как все могут себе представить, влага, перешедшая в пар, представляет собой те же самые молекулы, но только расстояние между ними становится больше. Если, например, в твёрдом состоянии расстояние между молекулами минимально, то в газообразном состоянии оно довольно велико.
Лед в любом виде
Собственно, теперь можно перейти и к твердому. Это лед, который на полюсах покрывает нашу планету толстым слоем в несколько километров, который существует на горных вершинах и который временами спускается даже до 50-ых параллелей в виде айсбергов. Таким образом, несмотря на то, что лед в нормальном состоянии представляет собой твердое и плотное вещество, разрушается оно очень легко. Обладает оригинальным свойством частичного плавления при сильном нагревании, но в целом может храниться очень долго, понижая температуру окружающего воздуха. Обратное свойство также доступно, поскольку состояние воды часто зависит от температуры. Ведь появление града летом – это явление резкого понижения температуры в верхних слоях атмосферы.
Возможности для очистки от примесей
Также стоит отметить тот факт, что как газообразное состояние, так и жидкое состояния легко получаются из твердого. Ведь твердое вещество может распадаться на молекулы при различных условиях и в различном состоянии, поэтому плавление и сублимация зачастую приводят к схожим результатам. Однако мы хотели рассказать о том, как получить очищенную воду.
Существует несколько способов получить из воды чистую жидкость. Сделать это нетрудно физически, но прождать столько времени, пока жидкость очистится, нелегко. Суть избавления от посторонних примесей, которые придают воде вкус, цвет и запах, заключается в том, что нужно просто отделить их. При помощи испарения или постепенного охлаждения добиться этого нетрудно. Молекулы отделяются от загрязнений за счет получения энергии в случае испарения, а вот когда влага замерзает, процесс движется в обратную сторону, но зато также позволяет удалить лишние примеси из воды. Они могут быть жидкими и твердыми, но поскольку теплоемкость у вещества иная, разделение парообразного и жидкого веществ, а также жидкого и твердых веществ, проходит очень легко.
Перенос энергии при переходе состояний
Таким образом, три состояния можно характеризовать, как отличные друг от друга из-за того, что расстояние между молекулами разное. Кроме того, между ними могут находиться примеси, однако при изменении состояния они часто остаются сами по себе. За счет того, что влага вбирает в себя энергию или наоборот, отдает ее, можно получить различные по своей сложности установки. Между холодильником и паровым котлом есть еще несколько десятков разнообразных устройств, которые передают энергию за счет влаги.
Впрочем, про эти устройства наверняка уже много раз рассказывали ранее. Тем не менее, не нужно забывать о том, что использование энергии воды при переходе в различные состояния позволяет создавать экологически чистые двигатели. Ведь даже лед в его твёрдом состоянии можно использовать ровно для этих же целей. Как и вода, он отлично передает энергию. Поэтому твердое вещество очень легко использовать, как и прочие источники или хранители молекулярной (тепловой) энергии.
