Таяние льда с точки зрения физики

Почему, катаясь на коньках, вы едете по воде, какие физические законы должен понимать каждый фигурист и как наука помогает залить идеальный каток, разбирался Indicator.Ru.

Физический процесс катания на коньках довольно прост: к обуви прикреплено острое лезвие, и, когда человек, например, едет на одной ноге и весь его вес переносится в одну точку, давление на очень маленькую поверхность становится максимальным, поэтому человек на коньках не падает и не поскальзывается. Когда лезвия затупляются, скольжение становится только лучше, хотя многие считают, что острое лезвие лучше прорезает лед.

Есть и более тонкие нюансы: ключевым объяснением механизма зимнего развлечения может стать фазовая диаграмма воды, отображающая равновесное состояние жидкой, твердой и газообразной фаз воды при определенных характеристиках температуры и давления. При анализе диаграммы становится понятно, что при нормальном атмосферном давлении вода превращается в лед при температуре ноль градусов по Цельсию. То же самое наблюдается и при обратном фазовом переходе: если на кусок льда, температура которого практически равна нулю, применить незначительное давление, лед будет таять. Когда фигурист, хоккеист или обычный любитель катков скользит по льду, его тело оказывает давление на тонкие лезвия коньков, в результате чего образовывается небольшая водяная пленка — тонкий слой воды на льду. Другими словами, катание на коньках происходит не столько по льду, сколько по воде. Когда человек прекращает оказывать давление на участок льда, водяная пленка практически мгновенно замерзает из-за низкой температуры окружающей среды или охлаждающих установок, которые необходимы для работы крытых катков.

Во все века жила, затаена,
Надежда – вскрыть все таинства природы.

Каждый учитель физики хорошо знает, что по-гречески “физика” – это “наука о природе”. Но, к сожалению, мы обычно изучаем физику чаще всего в отрыве от природных явлений. Для подтверждения и демонстрации физических законов мы очень редко обращаемся к природе, чаще – к специально придуманным опытам, а также к примерам, взятым из техники.
Предлагаю урок, который поможет показать детям, что природа – это гигантская физическая лаборатория, которая наглядно демонстрирует условность разделения физики на отдельные самостоятельные разделы.
Такой урок можно провести в любом классе, только изменив задания. Занятие лучше провести зимой. Можно в классе, можно и на улице. Обычно урок проводится как обобщающий, и цели его: 1) формирование способности пользоваться многими естественнонаучными понятиями, конструировать в своем сознании целостную картину мира, понимать различные взаимосвязи в природе; 2) обучение ребенка умению чувствовать себя счастливым. Человек появляется на свет, чтобы быть счастливым.
Итак, перед вами, дорогие читатели, урок, а может, и серия уроков, которые помогают ребенку формировать способность быть счастливым.

Тема: “Тайна снега”.

Звучит музыка и стихотворение С.Г. Острового.

А я все гладил снег рукой,
А он все звездами отсвечивал,
На свете нет тоски такой,
Которой снег бы не излечивал.

Он весь как музыка. Он – весть.
Его безудержность бескрайна.
Ах, этот снег. Не зря в нем есть
Всегда какая-нибудь тайна.

На доске тема не записана, ребятам предоставляется возможность самим сформулировать ее. Каждый записывает свою формулировку: только тогда она будет ему близка, а значит – дорога. Кто-то пишет “Снежинка”, другие – “Моя снежинка”, “Снег”, “Зима”, “Очарование снега” и т.д.

Ученики уже многое знают о снеге и снежинках, и поэтому важно, чтобы они объединили свои знания из разных наук (ученики 10,11 классов знают больше, и поэтому информация будет более полной, а значит, и урок более научным, но в целом останется таким же).

Ребята пишут о том, что они знают, следующим образом: Я счастлив, что…

• знаю о снеге (снежинке) . (ребята могут написать о строении, агрегатном состоянии вещества, свойствах, образовании, стихах, песнях, сказках и т.д.);
• умею . (ребята могут написать: составить задачи о снежинке, проделать опыты со снегом, изобразить снежинку, лепить из снега фигуры, кататься на лыжах по снегу, скользить по льду, изобразить в театре снежинку, вырезать снежинки из бумаги и т.д.);
• наблюдаю . (ребята могут написать: падение снежинки, таяние снега, виды снежинок, уплотнение снега и т.д.);
• рисую . (ребята могут написать: снег, снежинки, снежный городок, Снежную королеву и т.д.);
• особенное мое.

Ученики отмечают свои знания, умения и навыки, анализируют свои достижения. Создается ситуация успеха. Ученик сам понимает, в чем он силен, над чем ему еще надо работать, но самое главное, чувствует, что знания и красота есть сила, позволяющая человеку выстраивать счастье. Ученикам нравится пункт 5: здесь они указывает особенное свое: написал стихотворение о снеге, снежинке, нарисовал картину, играл в театре роль снежинки, сфотографировал снег, снежинку, проделал опыты, построил снежные фигуры, горку. Важно, что ребенок вдруг осознает, что все вокруг него, с чем он ежедневно встречается, изучает наука физика. Она становится ему близкой. Происходит познание окружающего мира. Ребенок чувствует себя счастливым.

Ответы зачитывают по очереди. Важно, чтобы каждый ученик имел возможность показать свои знания, почувствовать себя уверенным. Многие читают стихи о снеге (можно договориться с учителем литературы, чтобы он дал задание подобрать и выучить их). У каждого в душе свой снег, и ребята читают то стихотворение, которое наиболее созвучно им.

Сегодня новый вид окрестность приняла,
Как быстрым манием чудесного жезла;
Лазурью светлою горят небес вершины,
Блестящей скатертью подернулись долины,
И ярким бисером усеяны поля.
На празднике зимы красуется земля
И нас приветствует живительной улыбкой,
Здесь снег, как легкий пух, повис на ели гибкой.

Как все бело! Глаза не различат,
Как тут смешался с цветом сливы снег.
Где снег? Где цвет?
И только аромат
Укажет людям: слива или нет.
Оно-но Такамура.
Морозное дыхание метели
Еще свежо, но улеглась метель.
Белеет снега мшистая постель,
В сугробах стынут траурные ели.

На окне, серебряном от инея,
За ночь хризантемы расцвели,
В верхних стеклах – небо ярко-синее
И застреха в снеговой пыли.

Всходит солнце, бодрое от холода
Золотится отблеском окно.
Утро тихо, радостно и молодо.
Белым снегом все запорошено.

Под голубыми небесами
Великолепными коврами,
Блестя на солнце, снег лежит;
Прозрачный лес один чернеет,
И ель сквозь иней зеленеет,
И речка подо льдом блестит.

Когда выслушаны ответы каждого, учитель просит составить план, по нему ребята будут изучать снег. Каждый предлагает свои разделы, и в результате общих усилий получается план:

1. Определение.
2. Причины образования.
3. Состав, внутреннее строение.
4. Физические законы, по которым живет снежинка (снег).
5. Свойства снежинки, снега.
6. Опыты.
7. Применение.
8. Задачи со снегом (снежинкой).
9. Красота снега.

После этого все вместе рассматриваем каждый пункт, причем во многом это делают ребята сами или с помощью учителя.

И снег, и лед изучает одна и та же наука – гляциология. Об образовании снежинок из мелких ледяных кристалликов в облаках ученики знают из других уроков. А дальше можно объяснить, что во время очень сильных морозов ледяные кристаллики выпадают в виде “алмазной пыли” – на земле образуется слой очень пушистого снега, состоящего из тоненьких ледяных иголочек. Обычно же в процессе своего движения внутри ледяного облака ледяные кристаллы растут за счет непосредственного перехода водяного пара в твердую фазу. В зависимости от внешних условий ледяные шестигранники усиленно растут вдоль своей оси, и тогда образуются снежинки вытянутой формы – снежинки-столбики, снежинки-иглы. В других условиях шестигранники растут преимущественно в направлениях, перпендикулярных их оси, образуются снежинки в виде шестиугольных звездочек. (Здесь уместно показать кадры из диафильма “Твердые тела. Деформация тел”, рисунок из учебника физики 10 кл. Мякишева Г.Я. на стр. 193 и гексогональную кристаллическую решетку). При определенных условиях (без ветра) падающие снежинки сцепляются друг с другом, образуя огромные снежные хлопья, они могут достигать в диаметре более 10 см.

Падение снежинки происходит благодаря силе тяжести, действующей на нее со стороны Земли. Это падение нельзя назвать свободным, так как масса снежинки очень мала (около 10 -3 г), и потоки воздуха подхватывают ее, кружат, относят в сторону, поднимают вверх. Как у
С.Т. Аксакова “Падение снега”:

“Я всегда любил смотреть на тихое падение снега. Чтобы вполне насладиться этой картиной, я вышел в поле, и чудное зрелище представилось глазам моим: все безграничное пространство вокруг меня представляло снежный поток, будто небеса разверзлись, рассыпались снежным пухом и наполнили весь воздух движением и поразительной тишиной. ”

или у Ю. Куранова:

“Как опускаются на сугроб снежинки? Почти невидимо. Ты просто чувствуешь, что в воздухе снегопад. А снежинки, они садятся в сугробы как неприметные тончайшие звуки, возникшие прямо из воздуха. Над изгибами снежинки поют. И голоса их явственно слышатся, их задумчивое звучание.

Как будто музыка ложится на поля,
Идет в леса, стоит над хуторами,
Где русаки, ушами шевеля,
К утру теребят сено под стогами.

Как будто музыка стоит в березняках,
Кого-то ждет, кому-то сладко верит,
И в голубых сугробистых кустах
Внимают ей взволнованные звери.

Снегопад стеною закрывает дали, все ближние неслышные предметы. Зато слышно, как он сам шелестит и как стелется, стелется, стелется.

Зима в дремучий сон погружена,
Зима молчит, зима покою рада,
Когда звучит, как пенье, тишина,
В сиреневом круженье снегопада.”

Порхающую в воздухе снежинку подстерегают две опасности. Во-первых, она может растаять, оказавшись в более теплых воздушных слоях. Во-вторых, во время полета происходит постепенное испарение снежинки, усиливающееся в ветреную погоду и при уменьшении относительной влажности (здесь можно повторить процесс испарения и понятие относительной влажности). Чем мельче снежинка, тем быстрее она испаряется. Таким образом, выпадение снежинок из облака не обязательно заканчивается снегопадом: бывает, снежинки испаряются, не достигнув поверхности земли. В ветреную погоду (испарение сильнее) часто выпадают мелкие снежинки почти круглой формы – снежная крупа. В горах расстояние от облаков до земли значительно меньше, чем на равнинной местности. А чем меньше это расстояние, тем меньше (при прочих равных условиях) вероятность того, что снежинка растает или испарится. Именно поэтому в горных районах выпадает значительно больше снега.

Рассматривая состав и внутреннее строение снега, важно подчеркнуть, что молекулы воды, льда, снега и водяного пара одинаковы. В 8 классе хорошо вспомнить, что лед, как кристаллическое тело, имеет постоянную температуру плавления и кристаллизации, т.к. при переходе вещества из твердого состояния в жидкое подводимое тепло тратится на разрушение кристаллической решетки. Обязательно начертить график плавления и кристаллизации люда. Хорошо вспомнить формулы плавления и кристаллизации. В старших классах можно решить более сложные задачи на теплообмен с участием льда.

Интересной является работа по определению плотности снега. Ученикам на столы раздают снег, весы, разновесы, мензурки и просят определить плотность снега. Можно спросить: почему в справочнике есть плотность железа 7870 кг/м 3 и других веществ, а плотности снега нет. Оказывается, потому, что “снег снегу рознь”. Показываем только что выпавший снег и слежалый (можно определить их плотность). Сразу после выпадения в теплую погоду снег имеет плотность 30–60 кг/м 3 (пусть переведут в г/см 3 ). Плотность свежего снега, выпавшего во время метели, в несколько раз выше: 100–200 кг/м 3 . У слежавшегося снега плотность возрастает до 300 кг/м 3 , а у снега, подвергавшегося длительное время действию ветра, она достигает 400–500 кг/м 3 .

В зависимости от температуры, влажности воздуха, силы ветра существенно изменяются, наряду с плотностью, и другие свойства снега. Это хорошо знают лыжники, подбирающие в соответствии с погодой тот или иной тип мази для лыж. По мере уплотнения снега уменьшается его способность отражать свет (снег утрачивает свою первоначальную белизну), ухудшаются его теплоизоляционные свойства (снег начинает лучше проводить теплоту).

Почему снег плохо проводит теплоту (можно повторить и виды теплопередачи, особенно теплопроводность, хорошие и плохие проводники тепла)? Падающие в тихую погоду снежинки ложатся на холодную земную поверхность, возникает довольно рыхлая “постройка”, пронизанная воздушными промежутками. Рыхлость ее как раз и объясняет, почему так низка плотность свежевыпавшего снега и почему он так плохо проводит тепло: в таком снеге очень много воздуха.

Плохую теплопроводность снега использует природа, чтобы защитить зимой все живое от холода. Обратимся к литературе.

И. Соколов-Микитов “Снежные теплички”.

“Не желаете ли полюбоваться на снежные теплички? – глаза профессора-ботаника радостно смеются. Лежа на снегу, большим ботаническим ножом он осторожно вскрывает прозрачную ледяную пластинку, образовавшуюся над углублением в снегу, в котором виднелись живые зеленые побеги.
– Посмотрите, как ладно устроено. И прозрачное ледяное стекло, пропускающее живительные солнечные лучи, и мягкая теплая подстилка. Настоящий миниатюрный парничок, крошечная снежная тепличка.
Я опускаюсь рядом с профессором на снег. Под тончайшей хрустально-прозрачною коркою льда видно в снегу распустившее растение с пушистыми, свернутыми в трубку зелеными ростками. Термометр в снежной тепличке, показал положительную температуру”.

Ю. Качаев “Дом под колпаком”.

“Удобнее всех устроились муравьи. Каждый муравейник накрыт прочным ледяным куполом. Мороз сам позаботился о том, чтобы муравьям было тепло и уютно. Ночью дожди промочили лишь самый верхний слой муравейника, а утром заморозок выстроил над ним прозрачный ледяной колпак, на который можно стать ногами, и он только спружинит, но не сломается. А через несколько дней выпадет белый легкий снег и укроет муравейник шубой теплее заячьего меха”.

Интересно обсудить вопрос, почему снег задерживается на ветвях деревьев. Предлагается проделать опыт: насыпать песок на ветку дерева без листьев. Он на ней практически не задерживается и почти целиком просыпается вниз с ветки. А снег может накапливаться на голых ветвях, образуя подчас такие тяжелые шапки, что обламываются ветки. Снежные наросты на деревьях образуются при снегопаде в тихую погоду, когда температура воздуха близка к 0 о С. В этих условиях довольно интенсивно идут разнообразные процессы внутри снега: подтаивание и замерзание, испарение и кристаллизация. Именно они приводят к образованию связей между упавшими снежинками и поверхностью ветки, а также между самими снежинками. Первые снежинки подтаивают и примерзают к ветвям, образуя на них тонкую наледь. Следующие снежинки примерзают уже к этой наледи. Так постепенно на ветвях нарастают большие снежные шапки.

Хорошо представить, что вместе с писателем М.М. Пришвиным мы гуляем по лесу.

“Снежная пороша. В лесу очень тихо и так тепло, что только вот не тает. Деревья окружены снегом, ели повесили громадные тяжелые лапы, березы склонились, и некоторые даже согнулись макушками до самой земли и стали кружевными арками. Ель царствует со своей верхней мутовкой, а береза плачет. В лесной снежной тишине фигуры из снега стали так выразительны, что странно становится: “Отчего, думаешь, они ничего не скажут друг другу, разве только меня заметили и стесняются?” И когда полетел снег, то казалось, будто слышишь шепот снежинок, как разговор между странными фигурами. Снежинки (шестигранные звездочки), летящие с неба, падая на сучки, на ветки деревьев, обнимая каждый изгиб, засыпая каждую лапку, трудятся, чтобы все округлить. Выпала пороша. На охоте начал снимать лесные фигуры. Веточка тончайшими своими пальчиками держала большой пышный ком. В полдень фигуры начали падать, сшибать одна другую: деревья играли в снежки. ”

Говоря о свойствах снега, важно ответить на вопрос: почему свежевыпавший снег белый?

Яркий снег слепит глаза людей,
Белый снег, он серебра белей,
Он своей поспорит белизной
С мягкой ватой, с рисовой мукой.

Так писал о снеге китайский поэт Лю Дабай.

Свежевыпавший снег отражает более 90% падающих на него солнечных лучей. Для объяснения столь высокой отражающей способности снега надо обратиться к явлению полного внутреннего отражения света. Повторив это явление, хорошо ответить на вопросы: Почему снег со временем темнеет? Почему зимой холодно? Как слепить снежок с точки зрения физики?

При рассмотрении вопроса о механизме образования сосульки ребята повторяют явление поверхностного натяжения.

Большой интерес у ребят вызывают опыты со снегом:

• слепить прочный снежок и объяснить физику происходящих при этом процессов;
• изучение свойств снега;
• наблюдение превращений снега в воду;
• определение плотности снега;
• снежная лавина на нашем столе.

Интересны для ребят и демонстрационные опыты: 1) замерзание пресной воды и раствора соли; 2) снежное одеяло; 3) демонстрация явления режеляции.

Как же человек использует снег для решения различных практических задач?

1. Снегомелиорация. Снег на полях необходим, во-первых, как источник влаги и, во-вторых, как своеобразная шуба, защищающая от морозов посевы озимых культур, корневые системы многолетних трав, а также живые сообщества в почвенно-растительном слое. Снегомелиорация решает важные задачи: задержание снега на полях, обеспечение равномерного снежного покрова, предотвращение стока талых вод весной. В жизни это создание полезащитных лесных полос, а также механизированное снегозадержание (снегопахание) и уплотнение снега.

2. Снег как строительный материал. Он широко используется в холодных районах Земли, где большую часть года длится зима с устойчивым и толстым снежным покровом. Снег применяется как основа фундаментов различных построек, как материал для возведения стен, куполов, тех или иных строительных конструкций и, наконец, как среда, в которой прорывают траншеи, шахты, устраивают жилые и складские помещения.

С давних лет эскимосы Аляски строят свои жилища (иглу) из снежных кирпичей. Сегодня из плотных снежных блоков сооружают разнообразные постройки и даже ангары для вертолетов. Известно, что снег хорошо сопротивляется сжатию. Поэтому в “снежной архитектуре” широко применяют своды и купола – ведь составляющие их блоки всегда сжаты.

Отдельно следует сказать об использовании снега в качестве покрытия дорог и взлетно-посадочных полос. В Швеции, например, каждую зиму создают более 30 тысяч километров дешевых снежно-ледяных дорог. С помощью специальных виброуплотнителей доводят плотность снежного покрытия до 500 кг/м 3 .

Даже простое перечисление различных применений снега и льда в нашей жизни заняло бы много времени. Можно дать ученикам задание подготовить доклады о таких глобальных проблемах, как “Снег и климат”, “Ледники и обводнение пустынь”, “Развитие зимних видов спорта”, “Использование снега для контроля загрязненности атмосферы”.

На этом уроке детям предлагается решить “снежные или ледяные” задачи или лучше, если они сами составят их, сдадут заранее, и в классе появится сборник таких “снежных” задач.

В 7-м классе ребята придумывают задачи простые:

1) определить силу тяжести, действующую на снежинку, зная ее массу;

2) определить работу силы тяжести при падении снежинки с высоты 1 км и т.д.

В 8-м классе можно определить количество теплоты, которое требуется для того, чтобы растопить лед определенной массы.

Интерес у ребят вызывают задачи с необычной информацией. Например:

1. Общая площадь плавучих льдов вокруг Антарктиды равна примерно 20 млн.км 2 . В теплый период она сокращается до 2,5 млн.км 2 . Толщина плавучих льдов составляет в среднем 1,5 м. Определить, какое количество теплоты потребовалось для того , чтобы расплавить льды при 0 0 С.

2. Крупный айсберг плоской формы в заливе Мелвилл вблизи берегов Гренландии имеет длину более километра, ширину – 0,5 км, а высоту надводной части 20 м. Какова масса льда, содержащаяся в айсберге? Определить массу всего айсберга (надводной и подводной части).

Сообщаем, что в ледниках сосредоточено до 75% всех земных запасов пресной воды.

Чтобы ребенок почувствовал себя более счастливым, важно показать красоту снега. Любуясь снегом, мы обычно не задумываемся о том, насколько он прекрасен. Заснеженный лес, как правило, приглашает нас в сказку.

Снег и сказка. У них есть одна удивительная общая черта. И сказка, и снег говорят нам о чудесных превращениях. Золушка становится красавицей, великан – маленькой мышью, лягушка – Василисой Прекрасной. Выпал снег – и унылое черное поле превращается, как по волшебству, в великолепный белый ковер, сверкающий на солнце, преображаются лесные чащи, в белые одежды наряжаются ели. Да и сам снег! Что может быть более непостоянным, более изменчивым? Вот он есть – и вдруг, подобно сказочной Снегурочке, он исчезает, тает. Сейчас он белый и пышный, а завтра серый и мокрый. Или иначе – вчера он был пушистым и мягким, а теперь стал твердым и плотным. Полежит еще некоторое время – и превратится в лед. Он родился над землей в виде почти невесомых снежинок, но вот теперь прошло какое-то время – и он поплыл по реке льдинами, пополз с высоких гор ледниками, закачался на волнах океанов айсбергами.

Изменчивость снега (льда) почти таинственна. Она интересна для физиков и не менее привлекательна для поэтов и писателей, композиторов и художников. С.Г. Островой как-то сказал, что снег завораживает, притягивает к себе, подобно какому-то волшебному магниту.

Когда падают снежинки, у человека возникает ощущение радости и счастья, а еще, наверное, происходит очищение души.

Много произведений посвятил снегу М.М. Пришвин. “Как хорошо в предрассветный час полуодетому прямо с постели открыть дверь, выйти во тьму, захватить пригоршню пушистого, только что вылетевшего из облаков снега, потереть им лицо, шею и вернуться в теплый дом: какой у снега в этот утренний час бывает аромат”.

Красота снега вдохновляла и художников. Это видно на картинах А. Куинджи “Пятна лунного света в лесу. Зима”, “Солнечные пятна на инее”, “Зима. Пятна света на крышах хат”, “Закат в лесу”: В. Сурикова “Взятие снежного городка”, И. Грабаря “Февральская лазурь”, “Снежные сугробы”, “Белая зима”. (Хорошо показать эти картины).

И конечно, здорово, если прозвучит “музыка снега”, а в это время каждый изобразит свой зимний пейзаж на рисунке красками.

Содержание учебного материала и форма, в какой он преподносится учащимся, должны быть такими, чтобы у ребят сформировалось целостное видение мира и понимание места и роли человека в этом мире. Осмысление мира хорошо осуществить на основе обращения к диалектике симметрии и асимметрии, теория которой описана профессором Л.В. Тарасовым. Симметрия связана с сохранением, общим, закономерным. С асимметрией связаны изменение, частное, случайное.

С точки зрения симметрии снег, лед, все снежинки состоят из одинаковых молекул, обладают гексогональной решеткой, имеют общие свойства: цвет, температуру плавления, отражательную способность, низкую теплопроводность, – подчиняются общим законам: молекулы взаимодействуют друг с другом, на снег и снежинки действует сила тяжести, отражаются более 90% падающих солнечных лучей.

Можно предложить учащимся самим найти и другие доказательства симметрии.

С точки зрения асимметрии каждая снежинка уникальна. Вы никогда не найдете в природе двух одинаковых. Снег постоянно изменяется: меняется его плотность, он со временем темнеет, может исчезнуть. И опять можно предложить детям самим найти доказательства асимметрии.

Важно отметить, что именно сочетание симметрии и асимметрии определяет гармонию мира, его красоту.

Закончилась серия уроков о снеге. Главное, чтобы ребята увидели, что даже обычные природные явления, над которыми они не задумываются, имеют интересные физические объяснения. Может быть, раньше многие ученики не обращали внимания на снег, лед, снежинки. Слишком уж все это привычно. Теперь у них появится интерес к этому удивительному явлению природы. А главное, сам предмет физики станет казаться более увлекательным. В учебнике почти ничего нет о природе. И очень многие “скучные” явления, такие, как теплопроводность, свободное падение, плавление, полное внутреннее отражение, испарение, поверхностное натяжение, кристаллизация, режеляция, становятся более близкими, понятными, интересными, если они выступают как явления, объясняющие природу. Конечно, удобнее при изучении физики раскладывать явления природы по четырем привычным “полочкам” – механика, теплота. Электричество, оптика. Но Природе нет до этого дела. Она вокруг нас, а физика – только средство для изучения природы.

. Невозмутимый строй во всем,
Созвучье полное в природе.

Каталог статей

Вода́ (оксид водорода) — прозрачная жидкость, не имеющая цвета (в малом объёме) и запаха. Химическая формула: Н2O. В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, лёд на полюсах).

Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.

Физические свойства

Вода обладает рядом необычных особенностей:

• При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.

• При нагревании от 0 °C до 4 °C (точнее, 3,98 °C) вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.

• Высокая температура и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг [1]), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.

• Высокая теплоёмкость жидкой воды.

• Высокое поверхностное натяжение.

• Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.

Все эти особенности связаны с наличием водородных связей. Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По причине этого, а также того, что ион водорода не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома соседней молекулы. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Каждая молекула воды может участвовать максимум в четырёх водородных связях: 2 атома водорода — каждый в одной, а атом кислорода — в двух; в таком состоянии молекулы находятся в кристалле льда. При таянии льда часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 °С этот эффект становится слабее, чем тепловое расширение. При испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

По сходным причинам вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.
Чистая (не содержащая примесей) вода — хороший изолятор. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония H3O+) и гидроксильных ионов HO- составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.

При атмосферном давлении вода замерзает (превращается в лёд) при температуре в 0 °C и кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100 °C. При снижении давления температура плавления воды медленно растёт, а температура кипения — падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такое давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. Температура возгонки льда падает со снижением давления.

При росте давления температура кипения воды растёт, плотность водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды — падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм) вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет и кипения или испарения.

Так же возможны метастабильные состояния — пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. Например, нетрудно получить переохлаждённую жидкость, охладив чистую воду в чистом сосуде ниже 0 °C, однако при появлении центра кристаллизации жидкая вода быстро превращается в лёд.

Изотопные модификации воды.

И кислород, и водород имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды:
• Лёгкая вода (просто вода).
• Тяжёлая вода (дейтериевая).
• Сверхтяжёлая вода (тритиевая).

Химические свойства

Вода является наиболее распространённым растворителем на Земле, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит — и кислоту и основание одновременно (катион H+ анион OH-). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония), pKa ≈ ок. 16.
Сама по себе вода относительно инертна в обычных условиях, но её сильно полярные молекулы сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности.

Вода в природе

В атмосфере нашей планеты вода находится в виде капель малого размера, в облаках и тумане, а также в виде пара. При конденсации выводится из атмосферы в виде атмосферных осадков (дождь, снег, град, роса). В совокупности жидкая водная оболочка Земли называется гидросферой, а твёрдая криосферой. Вода является важнейшим веществом всех живых организмов на Земле. Предположительно, зарождение жизни на Земле произошло в водной среде.

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Удивительная и странная физика воды

«Нет ничего мягче и слабее воды, но все же нет ничего лучше для обработки твердых и крепких вещей».

Этот парадокс был сформулирован китайским мудрецом Лао-цзы в древнем тексте «Тао-Те-Кинг, или писание о нравственности». Действительно, способность воды омывать, успокаивать и питать контрастирует с неудержимой силой, примером этому является Ниагарский водопад, Большой каньон (он был высечен с течением веков рекой Колорадо) и цунами.

Точно так же парадоксально, что вода и крайне знакома – она составляет около двух третей нашего тела и покрывает три четверти планеты – и крайне загадочна. Хотя вам кажется, что вы ее отлично знаете, многие свойства воды вас очень удивят. А некоторые из них настолько странные, что до сих пор до конца не поняты наукой.

Гонка по нисходящей

Логично мыслящий человек предположит, что горячей воде понадобится больше времени, чтобы остудиться до температуры 0 градусов Цельсия и замерзнуть, чем холодной. Но странно то, что это не всегда правда. В 1963 году танзанийский учащийся по имени Эрасто Мпемба заметил, что в действительности горячая вода замерзает быстрее, чем холодная, когда две массы воды подвергаются воздействию одинаковых условий с температурой ниже нуля.

И никто не знает, почему.

Единственное допущение – это что эффект Мпембы появляется в результате процесса циркуляции тепла под названием конвекция. В контейнере теплая вода поднимается вверх, вытесняя холодную и создавая «утепленный верх». Ученые предполагают, что конвекция может каким-то образом ускорить процесс охлаждения, позволяя более теплой воде замерзать быстрее, чем холодной, несмотря на то, сколько ртутного столбика ей нужно преодолеть до точки замерзания.

Скользкая субстанция

Полтора века научных исследований так и не дали ответ, почему на льду можно упасть. Ученые единогласны в том, что тонкий слой жидкой воды на верху твердого льда становится причиной скользкости, а подвижность жидкости затрудняет движение, даже если лет тонкий. Но нет консенсуса относительного того, почему лед в отличие от большинства твердых веществ имеет такой слой.

Теоретики предполагают, что именно процесс скольжения, то есть контакт со льдом, заставляет таять его поверхность. Другие считают, что жидкий слой существует еще до того, как появляется скользящий предмет, и что он образуется благодаря внутреннему движению молекул поверхности.

Несомненно, вы ищете виновного, лежа на спине и кипя от злости, но, к сожалению, его еще предстоит найти.

Акванавт

На Земле кипящая вода создает тысячи крошечных пузырьков пара. В космосе же создается один гигантский колеблющийся пузырь.

Динамика жидкости столь сложна, что физики не могли предположить, что случится с кипящей водой при нулевой гравитации, пока в 1992 году не был проведен эксперимент на борту космического корабля. После этого физики решили, что упрощенный вид кипения в космосе, очевидно, связан с отсутствием конвекции и подъемной силы – оба этих явления образуются гравитацией. На Земле эти эффекты вызывают бурление, которое мы видим в чайнике.

Парящая жидкость

Когда капля воды падает на поверхность гораздо горячее ее точки кипения, она может гораздо дольше носиться по поверхности, чем вы ожидаете. Это эффект Лейденфроста, и он появляется из-за того, что когда нижний слой капли испаряется, газообразным молекулам воды в этом слое некуда деться, и их присутствие изолирует остаток капли и препятствует ее касанию горячей поверхности. Таким образом, капля существует несколько секунд до того, как полностью испариться.

Необыкновенная оболочка

Порой кажется, что вода отрицает законы физики, удерживаясь от распада, даже несмотря на попытки гравитации или даже давление тяжелых объектов разорвать ее.

Это сила поверхностного натяжения, свойство, которое делает внешний слой массы воды (и некоторых других жидкостей) вести себя, как гибкая оболочка. Поверхностное натяжение возникает из-за того, что молекулы воды слабо связаны друг с другом. Благодаря этому молекулы поверхности испытывают внутреннее усилие от молекул под ними. Вода останется целостной, пока разрывающая ее сила не превзойдет силу этих слабых связей и не прорвет поверхность.

Например, на фото выше скрепка для бумаги лежит на поверхности воды. Хотя металл плотнее воды и потому должен утонуть, поверхностное натяжение не позволяет скрепке прорвать поверхность воды.

Кипящий снег

Когда есть огромная разница температур между водой и внешним воздухом, происходит удивительный эффект – скажем, если вылить кастрюлю кипящей воды (100 градусов Цельсия) в воздух температурой минус 34 градуса Цельсия, то кипящая вода мгновенно превратиться в снег и разлетится.

Объяснение: крайне холодный воздух очень плотный, расстояние между его молекулами такое маленькое, что не остается достаточно места для переноса водяного пара. Кипящая вода, с одной стороны, очень активно испускает пар. Когда ее кидают в воздух, она распадается на капельки, из-за чего появляется еще больше пространства для распространения пара. Это представляет собой проблему. Испускается больше пара, чем может удержать воздух, и потому он распределяется, закрепляясь на микроскопических частицах в воздухе, как сода или кальций, и формирует кристаллы. Именно так и образуются снежинки.

Пустое пространство

Хотя твердое состояние почти любой субстанции плотнее, чем жидкое, так как атомы в твердых телах обычно плотно прилегают друг к другу, это не действует для Н2О. Когда вода замерзает, ее объем увеличивается на почти 8 процентов. Это странное свойство, позволяющее кубам льда и даже громадным айсбергам плавать.

Когда вода охлаждается до точки замерзания, существует меньше энергии, заставляющей молекулы скрепляться, и потому они могут формировать более прочные водородные связи со своими соседями и постепенно закрепляться. Этот же процесс заставляет все жидкости отвердевать. И, как и в других твердых телах, связи между молекулами льда действительно короче и прочнее, чем в жидкой воде; разница в том, что гексагональная структура кристаллов льда оставляет много пустого места, что делает лед в целом менее плотным, чем вода.

Избыток объема можно иногда увидеть в форме выступов на верху кубиков льда в вашей морозильной камере. Эти выступы состоят из избытка воды, выдавленной из кубика замораживающимся (и расширяющимся) льдом. В контейнере вода замерзает от боков и низа к центру и верху, и лед расширяется по направлению к центру.

Единственные в своем роде

Как говорится, нет двух одинаковых снежинок. В самом деле, за всю историю исследования снега каждая прекрасная структура была абсолютно уникальной. И вот почему: снежинка зарождается в форме простой гексагональной призмы. Во время падения она сталкивается с неповторяющимися условиями, меняющими их форму, включая разные температуры, уровни влажности и атмосферное давление. Этих переменных факторов достаточно для того, чтобы формирование кристаллов никогда не проходило дважды по одной схеме.

И что самое интересное относительно снежинок – это что все их шесть ответвлений вырастают абсолютно синхронно, создавая гексагональную симметрию, потому как каждое ответвление испытывает те же условия, что и все другие.

Откуда она?

Точное происхождение воды на нашей планете, покрывающей около 70 процентов поверхности, все еще остается загадкой для ученых. Они подозревают, что любая вода, накапливавшаяся на поверхности планеты во время ее формирования в течение 4,5 миллиардов лет, испарилась бы из-за интенсивного жара молодого Солнца. Это означает, что вода, которую мы сейчас имеем, должна была появиться позже.

Как? В течение периода под названием поздняя тяжелая бомбардировка, проходившего около 4 миллиардов лет назад, массивные объекты, возможно, из других систем падали на Землю и планеты Солнечной системы. Возможно, что такие объекты были наполнены водой, и эти столкновения могли доставить на нашу планету громадные объемы этого вещества.

Кометы – глыбы изо льда и камня с хвостами из испаряющегося льда, вращающиеся по длинным орбитам вокруг Солнца – вполне могут быть остатками того, что упало на планету. Однако есть проблема: удаленные исследования воды, испаряющейся с нескольких крупных комет, выявили, что они состоят из воды другого типа Н2О (содержат более тяжелый изотоп водорода), чем земная, потому такие кометы не могут быть источником всей нашей чудесной воды.

«Великая тайна воды» с точки зрения физики

В 2006 году Российское телевидение показало «документальный» фильм «Великая тайна воды». Рассмотрим только, те заявления, которые сделаны относительно научной точки зрения, выданы за позиции и затруднения общепризнанной науки. Аспекты коммерческой заинтересованности отдельных лиц и религиозные вопросы оставим за рамками этой статьи.

Аллоис Груббер — исследователь Австрия.
«Ни один ученый не может объяснить, например, почему плотность воды при минусовой температуре увеличивается, а при плюсовой — уменьшается.
Любое вещество при охлаждении сжимается, а вода, наоборот, расширяется.»

Вообще-то, плотность воды в интервале 4. 100°C градусов Цельсия уменьшается с ростом температуры, как и для большинства жидкостей. Аномалия относительно других жидкостей в том, что в диапазоне температур 0. 4°C плотность растет с ростом температуры. Однако, причины этого вполне объяснимы.
Большая Советская Энциклопедия, 1978:

То есть, его докторская степень получена им в неаккредитованном институте альтернативной медицины в Индии с минимальными академическими требованиями. Сам он признает, что не является ученым и что его фотографы, работающие в его «лаборатории» знают какое воздействие предполагается. Сам он свободно признает, что они проинструктированы по подбирать наиболее подходящие фотографии. Джеймс Ренди — основатель фонда просвещения — публично предложил Эмото 1000000 долларов в случае, если его результаты будут повторены в условиях двойного слепого контроля.
Квалификации еще нескольких «исследователей», задействованных в фильме, также вызывает нарекания.

«Современные технологии позволяют искусственно структурировать воду. Сегодня ученые могут сказать КАК это происходит. На вопрос ПОЧЕМУ у науки пока ответа нет.»

В данном случае, все наоборот: ученые могут сказать ПОЧЕМУ это происходит. Причиной является нехватка денежных средств на счет авторов идеи. А вот вопрос КАК это скорее юрисдикция не ученых, а следственных органов.

«По одной из гипотез в палеозойскую эру в Южном полушарии существовал континент под названием Гондвана. Мощные тектонические процессы, происходившие в земной коре 3,500,000 лет назад раскололи его на несколько частей.»

Здесь просто невежество. Распад Гондваны по гипотезе начался в мезозое, а к концу мелового — началу палеогенового периодов (68 ± 2 млн. лет) обособились современные материки и их части. [Большая советская энциклопедия]

«В лаборатории профессора Короткова был разработан прибор, позволяющий определять энергетику воды. Его работа основана на эффекте Кирлиана. Все, что помещается в сильное электромагнитное поле начинает испускать свет. Чем большей энергией обладает объект, тем ярче его свечение. Воду из Венесуэлы сравнили с обычной питьевой водой.
Ну можно сказать так, что не в два раза даже, а эта вода активнее в 40000 раз. То есть, это две принципиально разные субстанции.»

Эффект Кирлиана является разновидностью электролюминесценции — излучения света атомами или молекулами, переведенными предварительно в возбужденное состояние электрическим переменным полем частотой 10-100 кГц при напряжении между электродом и исследуемым объектом от 5 до 30 кВ. Эффект наблюдается на живых и мертвых биологических объектах, а также на неорганических образцах самого разного характера. В последнее время активно пропагандируется идея использования данного эффекта в диагностике: считается, что каждому органу и его заболеваниям соответствует воспроизводимая картина. Интенсивность и конфигурация излучения зависит от многих параметров — таких, как психоэмоциональное состояние испытуемого, состояние его сердечно-сосудистой системы и т.д. Физиологические механизмы такой зависимости тоже, в общем, достаточно ясны. Например, если человек находится в состоянии стресса или во время гипертонического криза или ему просто холодно, в крови циркулирует много адреналина. Кожные кровеносные сосуды при этом сужены, кровоснабжение кожи — низкое, покровы сухие и холодные. Очевидно, в таких условиях можно ожидать снижения интенсивности излучения. Напротив, при увеличении кровоснабжения, например, при воспалении, излучение усилится. Однако, слишком разные воздействия или изменения в организме могут привести к однотипным изменениям излучения — это с одной стороны, а с другой — при весьма сходных состояниях картины излучения могут быть весьма разными. [В.А.Березовский, Н.Н.Колотилов «Биофизические характеристики тканей человека»]Эффект Кирлиана не фиксирует «энегретики» воды. Его загадочность связана с внешней формой свечения, редко наблюдаемой в повседневности и чем-то эстетически напоминающей о сказках, магии и т.д.

«Совсем недавно было открыто новое свойство природной воды. Оказалась, что такая вода способна гореть. Горение природной воды — там горит сама вода. И она горит именно потому, что она особым образом структурирована. Горение на строгом научном языке — это процесс окисления с выделением тепла и света. Вода же горит при температуре окружающей среды, а выделяемый свет фиксируется с помощью сверх чувствительных приборов.»

Шикарный пример для двоечников по химии!
Любая физико-химическая связь (здесь — кластер воды) обладает отрицательной потенциальной энергией («потенциальная яма»). Связи потому и существуют, что для их преодоления нужна затрата энергии — это причина их стабильности и существования. Таким образом, на разрыв связи нужна внешняя энергия и такая реакция будет происходить эндотермически т.е. с поглощением, а не с выделением энергии. При сгорании веществ — связи образуются, а не разрываются (разрываются более слабые связи, чем формируются).

«Непрерывно активируется кислород, и непрерывно сгорает какая-то органика.»

Забавно слушать, как последующее предложение напрочь перечеркивает предыдущее: горит все-же не сама вода из-за своей структуры, а сгорает органика с участием кислорода.

«Для любого горения, чего угодно, нужно хоть какое-то количество воды.»

Курьезно, интересно, для желтой газетенки заявление сгодится, только к реальному положению вещей не имеет отношения. Неужели у химиков будут сомнения, что для сгорания металлических опилок в среде кислорода понадобится хоть сколько-нибудь воды?

«. Ваша голова полна воды. «

Таяние льда с точки зрения физики

Вещества в твёрдом состоянии плотнее, чем в жидком. Но вода — исключение.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №11(27). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Из курса физики известно, что при нагревании тело или жидкость расширяется, то есть увеличивается в объёме, а при охлаждении сжимается. Масса остаётся такой же. А плотность, напротив, при нагреве уменьшается, при охлаждении увеличивается, так как плотность обратно пропорционально объёму:

Один литр воды при 90°С весит примерно 964 грамма. При охлаждении до четырёх градусов, сжимается в объёме до 964 мл. Посчитаем, как изменяется плотность. Масса воды не меняется в процессе охлаждения.

Плотность воды при температуре 90°С равна:

964 г / 1000 мл = 0,964 г / мл

А при температуре 4°С:

964 г / 964 мл = 1 г / мл

Чем ниже температура, тем выше плотность воды. Вспомните закон Архимеда: если плотность тела больше плотности воды, то тело тонет. Лёд — замёрзшая вода — холоднее жидкой, значит, плотность льда должна быть больше, и лёд «обязан» тонуть. Но тут не всё так просто!

Все жидкости при охлаждении замерзают и превращаются в твёрдое тело. Для разных жидкостей температура замерзания разная, но общее правило не нарушается: при замерзании твёрдая часть тонет в незамёрзшей жидкости. Так ведут себя практически все жидкости, кроме «непослушной» воды. Сначала вода уменьшается в объёме. Так происходит, пока температура не достигнет 4°C. При дальнейшем охлаждении вода медленно расширяется, а при замерзании 0°C скачкообразно расширяется. В итоге объём воды увеличивается примерно на 10% — так что может разорвать ёмкость, в которой замерзает. Именно поэтому работники коммунальных служб хорошо знают, что зимой нельзя допустить появления льда в трубах с водой. Он обязательно разорвёт металлические трубы, какими бы прочными они не были.

Водородная связь ограничивает способность молекул воды образовывать плотную кристаллическую решётку. Вода кристаллизуется в относительно неплотную гексагональную кристаллическую структуру, которая содержит внутри ячеек пустоту размером с целую молекулу.

С наступлением зимы мы достаём коньки и готовим их к сезону катков. Обязательно относим на заточку перед катаниями. Но у новичков часто возникает вопрос: почему лезвия коньков такие узкие? Ведь на них неудобно не то что кататься, а даже стоять.Это не случайно: когда вы стоите на коньках, ваш вес через узкие лезвия коньков давит на лёд.

У коньков маленькая площадь опоры, поэтому давление на лёд — большое. При большом механическом давлении лёд под коньками тает и в этом месте появляется тонкая плёнка воды, благодаря чему коньки скользят. Но это возможно лишь тогда, когда на улице не очень холодно. При сильном морозе лёд под коньками тает плохо, поэтому кататься труднее.

Обычно вода при замерзании кристаллизуется — вспомните спаянные в красивый узор кристаллы снежинки. Учёные применяли низкие температуры, сверхбыстрое замораживание, охлаждение под большим давлением, сочетали эти «пытки» между собой. В результате получили так называемый аморфный лёд, не содержащий кристаллов. Аморфный лёд используется для замораживания биологических материалов: органов, клеток, тканей животных или человека. При обычном замораживании образующиеся кристаллы льда повреждают клетки органов и тканей.

Метод со сверхбыстрым охлаждением используют в крионике — технологии сохранения в состоянии глубокого охлаждения только что умерших людей и животных в надежде на то, что в будущем их удастся оживить и при необходимости вылечить.

Аморфный лёд образуется при сверхбыстром охлаждении воды до температуры –137 °C за тысячные доли секунды. При быстром замораживании кристаллы просто не успевают образоваться.

На сегодняшний день науке известно 17 (!) видов кристаллического льда, отличающихся формой кристаллов, плотностью и даже электрическими свойствами.

Правда, на Земле практически весь лёд относится к одному виду, названному «обычный кристаллический лёд» или по-научному — лёд Ih. В верхних слоях атмосферы изредка встречается и другая форма — лёд Ic. Все остальные виды льда получены в лабораториях экспериментальным путём. Но они могут встречаться на других планетах или кометах.

Фазовая диаграмма воды

Лёд может иметь одну из 17кристаллических структур (Ih, Ic – XVI) в зависимости от условии (температуры и давления).

Тройная точка воды соответствует значениям температуры и давления, при которых вода одновременно существует в трёх фазах — в твёрдом, жидком и газообразном.

В критической точке поверхностное натяжение жидкости падает до нуля, поэтому исчезает граница раздела фаз жидкость-пар. Такое состояние называется сверхкритической жидкостью.

На нашей планете около 30 млн кубических километров льда. Самые большие запасы находятся в Антарктиде. Это около 90% всего льда Земли, или порядка 80% пресной воды нашей планеты. Вполне вероятно, что проблема недостатка пресной воды может нас вынудить использовать антарктический лед в качестве источника питьевой воды. Однако просто топить запасы льда в Антарктиде не получится — это приведёт к другой глобальной проблеме, влияющей на климат Земли. Но эта тема достойна отдельной статьи