Чудеса: Популярная энциклопедия. Том 1 - [60]

Вода же наибольшую плотность имеет при четырех градусах тепла. Более горячая или более холодная вода — менее плотная. И хорошо, что так! Ведь если бы плотность воды увеличивалась по мере охлаждения, то зимой все водоемы промерзли бы до дна. Лед был бы тяжелее воды и, опускаясь на дно, вытеснял бы ее. Ясно, что в промерзшем до дна водоеме жизнь была бы невозможна. «Странность» воды все меняет. Плотность льда меньше плотности воды (самая плотная вода имеет температуру четыре градуса, а не ноль градусов). И он в воде не тонет, под ним же температура воды распределяется так: у самого льда — около нуля, ниже — около четырех градусов. Охлаждаясь при наступлении холодов, на поверхности водоема вода становится более тяжелой и опускается вниз, а снизу поднимается более теплая и более легкая вода. Это движение прекращается, как только вся вода охладится до четырех градусов. Теперь уже верхний слой воды остывает дольше, остается наверху и превращается в лед. При этом ее объем резко увеличивается — примерно на одну десятую часть, что тоже далеко не безразлично природе. Мы уже говорили о том, сколь большую роль играют вода и ветер в преображении лика Земли. Именно свойство воды увеличиваться в объеме при замерзании ведет к разрушению горных пород. Попадая в мельчайшие трещины скал и там замерзая, вода действует подобно взрывчатому веществу. Образующемуся льду тесно в небольших трещинах, и он разрушает камень.

Вода ко всему прочему — прекрасный растворитель. Каждый знает, что вкус ее зависит от источника. Вот из этого колодца, нередко говорим мы, вода вкусная, а из этого — нет. Дело, конечно, не в источнике, а в тех солях, которые растворены в воде. Наличие же солей в земле, их концентрация не везде одинаковы, отсюда и разный вкус воды. Не имеет вкуса и запаха только такая вода, которую мы называем химически чистой.

Благородные металлы потому были названы благородными, что их не всякая кислота может растворить. Так, золото и платина растворяются лишь в смеси концентрированных кислот — азотной (1 объем) и соляной (3 объема), нерастворимые в каждой из этих кислот. Эту смесь издавна называют «царской водкой». Все это верно. И все-таки вода растворяет и золото! Не случайно же его находят в морской воде. Правда, извлекать его оттуда — занятие пока не очень-то перспективное, так как его там мало. Серебро растворяется в воде чуть-чуть лучше, железо еще лучше — есть источники с большим содержанием железа. В некоторых подземных источниках вода содержит в себе более шестидесяти элементов таблицы Менделеева.

Вам доводилось наблюдать, как бегает по воде клоп-водомерка? А задумывались, как ей это удается? Почему водомерка не проваливается, как путник на тонком льду? Потому что сила, с которой она давит на поверхность воды, меньше силы так называемого поверхностного натяжения. Природа этого натяжения, согласно представлениям физической химии, определяется наличием взаимодействия между молекулами. Однако основу самого межмолекулярного взаимодействия составляют так называемые химические связи, благодаря которым атомы химических элементов объединяются в молекулы и кристаллы. Ученые считают, что многие удивительные свойства воды и льда обусловлены водородной связью, названной так потому, что главную роль в ней играет атом водорода.

Вероятно, всем довелось видеть, как космонавты во время телевизионной связи с ними показывали своеобразный «фокус»: выдавленные из туба капли воды никуда не падали, а спокойно плавали в воздухе. Суть же этого «фокуса» не просто в том, что капли никуда не падали, но и в том еще, что они принимали безупречную форму шара. Это, можно сказать, демонстрация явления поверхностного натяжения в натуральном виде: именно силы этого натяжения при отсутствии внешних воздействий стягивают каплю жидкости в шар. Стало быть, естественная форма капли — шар, а не та, что мы повседневно видим в земных условиях.

Мы говорим: химически чистая вода. Это значит, что она не содержит примесей. Н₂О, так сказать, в чистом виде. Однако под этой универсальной формулой скрывается разная вода. Давно уже установлено, что химические элементы имеют своих двойников — изотопы. Они отличаются от основного элемента лишь тем, что масса их атомов другая. Изотопы могут быть, тяжелее или легче основного элемента. В химически чистой воде есть такая, молекулы которой состоят из изотопов водорода или кислорода. Чаще всего это тяжелая вода, в ней присутствует не водород, а его тяжелый собрат — дейтерий. У тяжелой воды, естественно, и плотность, и другие физические характеристики иные. Некоторые ученые считают, что вода, даже химически чистая, представляет собой смесь молекул разного сорта: простых и ассоциированных, объединенных в группы. Простая молекула — это всем известное Н₂О, ассоциированные (Н₂О)₈, (Н₂О) и (Н₂О)₂. Правда, такое строение воды экспериментально еще не доказано.

Похоже, что на изучении воды как химического соединения рано ставить точку.

Быль о мертвой воде

О живой и мертвой воде мы наслышаны с детства. Во всяком случае те из нас, кто любил слушать сказки, а потом и сам читал их. Став взрослыми, мы узнали, что сказки — это духовное творчество народа, в котором в иллюзорной форме отражалась его жизнь, чаяния и надежды. Сказочное, иллюзорное мы оставили сказкам, но сказочные образы и метафоры сплошь да рядом стали переносить на явления и предметы вполне реальные. Вода, которая спасает в засушливый год урожай, конечно же, живая! Она, безусловно, живая и для населения пустынных и полупустынных районов, где и жизнь, и земледелие возможны только при наличии воды. И наоборот, вода, в которой не может жить ни одно существо, мертвая: Мертвое море в Западной Азии (впрочем, в нем все-таки живут отдельные виды бактерий), мертвыми стали некоторые реки и водоемы, отравленные отходами промышленности… В XVII–XVIII веках, да гораздо позже писались целые книги о проявлениях мертвой воды и, как правило, во всех этих «трудах» указанное явление природы связывалось с проделками дьявола.