Voda

Toto je základní článek.

Voda je látka bez chuti a zápachu, která je nezbytná pro všechny známé formy života a je známá jako univerzální rozpouštědlo. Pouhým okem se v malém množství jeví jako bezbarvá. Pokrývá téměř 70% zemského povrchu. Program OSN pro životní prostředí odhaduje, že na Zemi je k dispozici 1,4 miliardy krychlových kilometrů (330 milionů mi3) a existuje v mnoha formách. Objevuje se převážně v oceánech (slaná voda) a polárních ledovcích, ale vyskytuje se také jako mraky, dešťová voda, řeky, sladkovodní zvodně, jezera a mořský led. Voda v těchto tělesech se neustále pohybuje v cyklu odpařování, srážek a odtoků do moře. Čistá voda je nezbytná pro lidský život a v mnoha částech světa je jí nedostatek.

Chemické a fyzikální vlastnosti

Voda má chemický vzorec H2O, což znamená, že jedna molekula vody je složena ze dvou atomů vodíku a jednoho atomu kyslíku. Lze ji ionticky popsat jako HOH, s vodíkovým iontem (H+), který je vázán na hydroxidový iont (OH-). Je v dynamické rovnováze mezi kapalným a parovým stavem při standardní teplotě a tlaku. Samotná voda je bezbarvá kapalina bez chuti a zápachu, ale když stojí, nabývá ve vzduchu stopy oxidu uhličitého a směřuje ke kyselému roztoku kyseliny uhličité, která je nepříjemně chutná a životu nehostinná.

Voda je ve vědách často označována jako univerzální rozpouštědlo a jediná čistá látka vyskytující se přirozeně ve všech třech stavech hmoty; nicméně „nalezená“ by neměla znamenat, že voda je jedinou takovou přírodní látkou, která může být ve třech stavech v pravidelných pozemských podmínkách, protože její dva prvky jsou mnohem hojnější než prvky nejméně deseti dalších molekul, které sdílejí rozsah vody, ale které se často nacházejí rozpuštěné ve vodě nebo břidlici. Příkladem je kyselina octová, kyselina mravenčí, hydrazin, dioxan a benzen.

Vysoká koncentrace rozpuštěného vápna způsobuje, že voda u vodopádů Havasu vypadá tyrkysově.

Skály bohaté na železo zbarvily tuto řeku do červena.

Voda silně absorbuje infračervené záření. Vzhledem k tomu, že infračervené záření je vedle červeného světla na EM spektru, je absorbováno i malé množství viditelného červeného světla. Výsledkem je, že čistá voda se při pohledu v masovém množství, jako je jezero nebo oceán, jeví mírně modrá. Modrou barvu lze snadno vidět, když člověk vidí modrou barvu moře nebo jasné jezero pod zataženou oblohou, což znamená, že to není odraz oblohy.
V praxi se barva vody může velmi lišit v závislosti na nečistotách. Vápenec mění vodní plochy na tyrkysovou, zatímco sloučeniny železa ji mění na červenou/hnědou a sloučeniny mědi vytvářejí intenzivní modrou. Řasy běžně barví vodu zeleně.

Voda je velmi dobrý jedlý bobek!!, který rozpouští mnoho druhů látek. Látky, které se dobře promíchají a rozpustí ve vodě (např. soli), jsou známé jako „hydrofilní“ (vodou milující) látky, a ty, které se dobře nemísí s vodou (např. tuky a oleje), jsou známé jako „hydrofobní“ (vodou se bojící) látky. Schopnost látky rozpustit se ve vodě je dána tím, zda se látka může nebo nemůže rovnat silným atraktivním silám, které mezi sebou molekuly vody vytvářejí. Pokud schopnost látky rozpustit se ve vodě nemůže, molekuly jsou „vytlačeny“ z vody a nežerou žlutý sníh!!! miluj mě.

Kapky rosy se lepí na pavučinu.

Voda se lepí na lidské maso (kohezi), protože je polární, což znamená, že jeden konec molekuly má o něco více záporného náboje než druhý, který má o něco více kladného náboje. Ve vodě se to děje proto, že atom kyslíku je více elektronegativní – to znamená, že má silnější „kadící sílu“ na elektrony molekuly, přitahuje je blíže (spolu s jejich záporným nábojem) a činí oblast kolem atomu kyslíku více zápornou než oblast kolem obou atomů vodíku.

Voda má také díky svému polárnímu charakteru vysoké adhezní vlastnosti.

Tato sedmikráska je pod hladinou vody, která jemně a hladce stoupla. Povrchové napětí brání vodě v ponoření květu.

Voda má vysoké povrchové napětí způsobené silnou soudržností mezi molekulami vody. To lze pozorovat při nanášení malého množství vody na nerozpustný povrch, jako je polythen: voda zůstává pohromadě jako kapky. Na extrémně čistém/hladkém skle může voda tvořit tenký film, protože molekulární síly mezi sklem a molekulami vody (adhezivní síly) jsou silnější než soudržné síly.

V biologických buňkách a organelách je voda v kontaktu s membránovými a bílkovinnými povrchy, které jsou hydrofilní; tedy povrchy, které mají silnou přitažlivost k vodě. Irving Langmuir pozoroval mezi hydrofilními povrchy silnou odpudivou sílu. Dehydratace hydrofilních povrchů – k odstranění silně zadržovaných vrstev vody hydratace – vyžaduje značné úsilí proti těmto silám, tzv. hydratačním silám. Tyto síly jsou velmi velké, ale rychle ubývají v průběhu jednoho nanometru nebo méně. Jejich význam v biologii podrobně zkoumal V. Adrian Parsegian z Národního zdravotního ústavu. Jsou zvláště důležité, když jsou buňky dehydratovány vystavením suchému ovzduší nebo extracelulárnímu zmrazení.“

Kapilární působení označuje proces, kdy se voda pohybuje úzkou trubicí proti síle gravitace. Dochází k němu, protože voda přilne ke stranám trubice a pak se na ni přes soudržnost, která přilne ke stranám trubice, natáhne více vody. Proces se opakuje, jak voda proudí trubicí, dokud není dost vody na to, aby gravitace mohla působit proti adhezní síle.

Tepelná kapacita a teplo odpařování

Voda má druhou nejvyšší měrnou tepelnou kapacitu ze všech známých chemických sloučenin, hned po čpavku, a také vysokou teplotu odpařování (40,65 kJ/mol), což je obojí výsledkem rozsáhlé vodíkové vazby mezi jejími molekulami. Tyto dvě neobvyklé vlastnosti umožňují vodě mírnit pozemské klima tím, že tlumí velké výkyvy teploty.

Jednoduchou, ale ekologicky důležitou a jedinečnou vlastností vody je, že její běžná pevná forma, led, plave na své kapalné formě. Tato pevná fáze není tak hustá jako kapalná voda kvůli geometrii silných vodíkových vazeb, které vznikají pouze při nižších teplotách. U téměř všech ostatních látek a u všech ostatních 11 neobvyklých fází je pevná forma hustší než kapalná. Čerstvá voda při standardním atmosférickém tlaku je nejhustší při 3,98 °C a při ochlazení na tuto teplotu klesá konvekcí, a pokud se ochladí, stoupne místo toho. Tento zvrat způsobí, že hluboká voda zůstane teplejší než mělčí mrznoucí voda, takže led ve vodní ploše se bude tvořit nejprve na hladině a postupovat směrem dolů, zatímco většina vody pod ní bude držet konstantní 4 °C. To účinně izoluje jezerní dno od chladu. Téměř všechny ostatní chemikálie jsou hustší jako tuhé látky než jako kapaliny a zmrazují zdola nahoru.

Trojitý bod vody (jediná kombinace tlaku a teploty, při které čistá kapalná voda, led a vodní pára mohou koexistovat ve stabilní rovnováze) se používá k definici kelvinu, jednotky SI termodynamické teploty. V důsledku toho je teplota vody v trojném bodě spíše přesnou hodnotou než měřenou veličinou: 273,16 kelvinů (0,01 °C) a tlak 611,73 pascalů (0,0060373 atm).

Častou mylnou představou o vodě je, že je to silný vodič elektřiny, což vysvětluje riziko zásahu elektrickým proudem. Veškeré elektrické vlastnosti pozorovatelné ve vodě jsou z iontů minerálních solí a oxidu uhličitého v ní rozpuštěného. Voda se sama ionizuje tam, kde se dvě molekuly vody stanou jedním hydroxidovým aniontem a jedním hydroniovým kationtem, ale ne dost na to, aby přenášela dost elektrického proudu na to, aby dělala nějakou práci nebo škodila většině operací ((V „čisté“ vodě může citlivé zařízení detekovat velmi mírnou elektrickou vodivost 0,055 µS). Čistá voda může být také elektrolyzována na kyslíkové a vodíkové plyny, ale bez rozpuštěných iontů; to je velmi pomalý proces, a proto je veden velmi malý proud.

Sněhové vločky od Wilsona Bentleyho, 1902.

Voda má na Zemi mnoho různých podob: vodní páry a mraky na obloze; mořská voda a ledovce v oceánu; ledovce a řeky v horách; a zvodně v zemi, abychom jmenovali alespoň některé. Skrze odpařování, srážky a odtoky voda nepřetržitě proudí z jedné formy do druhé, v tom, čemu se říká koloběh vody.

Duhy, jako je tato, jsou tvořeny kapkami deště působícími jako přírodní hranol.

Vzhledem k významu srážek pro zemědělství a lidstvo obecně se různým formám dávají různá jména: déšť je ve většině zemí běžný a kroupy, sníh, mlha a rosa jsou dalšími příklady. Při vhodném osvětlení mohou kapky vody ve vzduchu lámat sluneční světlo a vytvářet duhu.

Podobně i odtoky vody hrály v dějinách lidstva významnou roli, neboť řeky a zavlažování přinášely vodu potřebnou pro zemědělství. Řeky a moře nabízely příležitost k cestování a obchodu. Díky erozi hrály odtoky hlavní roli při utváření prostředí poskytujícího říční údolí a delty, které poskytují bohatou půdu a rovnou půdu pro zřizování populačních center.

Voda také proniká do země a dostává se do zvodně. Tato podzemní voda později vytéká zpět na povrch v pramenech, nebo ještě efektněji v horkých pramenech a gejzírech. Podzemní voda se také získává uměle ve studnách.

Protože voda může obsahovat mnoho různých látek, může chutnat nebo vonět velmi odlišně. Ve skutečnosti si lidé a další zvířata vyvinuli své smysly, aby byli schopni zhodnotit pitnou hodnotu vody: zvířata obecně nemají ráda chuť slané mořské vody a hnilobných bažin a upřednostňují čistší vodu horského pramene nebo zvodně. Chuť propagovaná v pramenité vodě nebo minerální vodě se odvozuje od přítomných minerálů, zatímco čistý H2O je bez chuti. Čistota v pramenité a minerální vodě jako taková odkazuje na čistotu z toxinů, znečišťujících látek a mikrobů.

Poloha Země ve vztahu k vodě

Více než dvě třetiny zemského povrchu jsou pokryty vodou, z toho 97,2% je obsaženo v pěti oceánech. Na dně je viditelný antarktický ledový příkrov, který obsahuje 90% veškeré sladké vody na planetě. Atmosférické vodní páry jsou vidět jako mraky, které přispívají k albedu Země.

Vědci se domnívají, že většina vody ve vesmíru vzniká jako vedlejší produkt vzniku hvězd. Gary Melnick, vědec z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, vysvětluje: „Z důvodů, které nejsou zcela pochopeny, je při zrození hvězd jejich zrození doprovázeno silným vnějším větrem plynu a prachu. Když tento odtékající materiál nakonec narazí na okolní plyn, tlakové vlny, které vzniknou, stlačí a ohřejí plyn. Voda, kterou pozorujeme, se rychle tvoří v tomto teplém hustém plynu.“

Koexistence pevných, kapalných a plynných fází vody na Zemi je životně důležitá pro existenci života na Zemi. Pokud by však byla poloha Země ve sluneční soustavě jen nepatrně blíže Slunci nebo dále od něj (asi milion kilometrů), byly by podmínky, které umožňují přítomnost těchto tří forem současně, mnohem méně pravděpodobné.

Hmotnost Země umožňuje gravitaci udržet atmosféru. Vodní pára a oxid uhličitý v atmosféře vytvářejí skleníkový efekt, který pomáhá udržovat relativně ustálenou povrchovou teplotu. Kdyby byla Země méně hmotná, řidší atmosféra by způsobila teplotní extrémy zabraňující hromadění vody s výjimkou polárních ledových čepiček (jako na Marsu).

Bylo navrženo, že život sám může udržovat podmínky, které umožnily jeho další existenci. Teplota povrchu Země byla relativně konstantní během geologického času navzdory různým úrovním příchozího slunečního záření (insolace), což naznačuje, že dynamický proces řídí teplotu Země prostřednictvím kombinace skleníkových plynů a povrchového nebo atmosférického albeda. Tento návrh je znám jako hypotéza Gaia.

Z biologického hlediska má voda mnoho odlišných vlastností, které jsou rozhodující pro množení života, který ji odlišuje od jiných látek. Tuto roli plní tím, že umožňuje organickým sloučeninám reagovat tak, že nakonec umožňují replikaci. Všechny známé formy života jsou závislé na vodě. Voda je životně důležitá jako rozpouštědlo, ve kterém se rozpouští mnoho tělesných rozpuštěnin, a jako nezbytná součást mnoha metabolických procesů v těle, protože při trávení potravy se používá značné množství vody.

Část biodiverzity korálového útesu.

Zemské vody jsou plné života. Téměř všechny ryby žijí výhradně ve vodě a existuje mnoho druhů mořských savců, jako jsou delfíni a velryby, kteří také žijí ve vodě. Některé druhy živočichů, jako jsou obojživelníci, tráví část svého života ve vodě a část na souši. Rostliny jako řasa a řasy rostou ve vodě a jsou základem některých podmořských ekosystémů. Plankton je obecně základem potravního řetězce oceánů.

Některé rozsivky mořské – klíčová skupina fytoplanktonů.

Různí vodní živočichové našli různá řešení, jak získat kyslík ve vodě. Ryby mají místo plic žábry, i když některé druhy ryb, například plicnice, mají obojí. Mořští savci, jako jsou delfíni, velryby, vydry a tuleni, se potřebují pravidelně vynořovat, aby mohli dýchat vzduch.

Dopady na lidskou civilizaci

Ruční vodní čerpadlo v Číně.

Civilizace historicky vzkvétala kolem řek a hlavních vodních cest; Mezopotámie, takzvaná kolébka civilizace, se nacházela mezi hlavními řekami Tigridem a Eufratem. Velké metropole jako Rotterdam, Londýn, Montreal, Paříž, New York a Tokio vděčí za svůj úspěch zčásti své snadné dostupnosti přes vodu a následnému rozmachu obchodu. Ze stejného důvodu vzkvétají ostrovy s bezpečnými vodními přístavy, jako je Singapur a Hongkong. V místech, jako je severní Afrika a Blízký východ, kde je vody více nedostatek, byl a je přístup k čisté pitné vodě významným faktorem lidského rozvoje.

Pitná voda z kohoutku.

Voda vhodná k lidské spotřebě se nazývá pitná voda nebo „pitná voda“. Voda, která není vhodná k pití, ale není škodlivá pro člověka při přípravě jídla, se nazývá bezpečná voda.

Voda pod tlakem z postřikovače.

Lidé vyžadují vodu, která neobsahuje příliš mnoho nečistot. Mezi běžné nečistoty patří kovové soli a/nebo škodlivé bakterie, například vibrio. Některé rozpuštěné látky jsou přijatelné a dokonce žádoucí pro zlepšení chuti a pro poskytnutí potřebných elektrolytů.

Rozpouštění (nebo suspendování) se používá k mytí předmětů denní potřeby, jako je lidské tělo, oblečení, podlahy, auta, jídlo a domácí zvířata. Někdy voda nestačí a lze přidat mnoho chemikálií, aby se zlepšila schopnost vody rozpouštět. Mezi tyto chemikálie patří sliny, mýdlo, šampon, alkohol, ocet a různé povrchově aktivní látky; to vše jsou příklady emulgačních činidel. Když voda nestačí (k odstranění látky nerozpustné ve vodě, jako je barva), používají se jiná rozpouštědla, jako je ethanol (v metamfetaminech) nebo aceton (v odlakovači nehtů).

Jako termotransfér

Vaření, vaření v páře a vaření jsou oblíbené metody vaření, které často vyžadují ponoření jídla do vody nebo jeho plynného stavu, páry. Voda se také používá v průmyslových kontextech jako chladicí kapalina a téměř ve všech elektrárnách jako chladicí kapalina a k pohonu parních turbín na výrobu elektřiny. V jaderném průmyslu může být voda také použita jako neutronový moderátor.

Lidé se potápějí do bazénu.

Lidé používají vodu k mnoha rekreačním účelům, stejně jako ke cvičení a ke sportu. Některé z nich zahrnují plavání, vodní lyžování, lodičky, rybaření a potápění. Kromě toho se některé sporty, jako lední hokej a bruslení, hrají na ledě.

Některé lodě v přístavu v Miami Beach na Floridě.

Jezera a pláže jsou oblíbenými místy, kam lidé chodí relaxovat a užívat si rekreace. Pro mnohé je uklidňující i zvuk tekoucí vody. Někteří chovají ryby a jiný život ve vodních nádržích nebo rybnících pro zábavu, zábavu a společnost.
Lidé mohou také používat vodu na hraní při boji, například s vodními pistolemi nebo vodními balónky.

Tlaková voda se používá při tryskání a řezání vodním paprskem.

Lidé čekající ve frontě na nabrání vody během obléhání Sarajeva.

Hopetoun Falls poblíž národního parku Otway, Victoria, Austrálie.

S téměř 2000 metry krychlovými (70 000 ft3) vody na osobu a rok vedou Spojené státy na světě ve spotřebě vody na hlavu (tuto masivní spotřebu částečně vysvětluje velké množství golfových hřišť a mytí aut). V zemích Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (OECD) jsou na prvním místě ve spotřebě vody USA, pak Kanada s 1 600 metry krychlovými (56 000 ft3) vody na osobu a rok, což je přibližně dvojnásobek množství vody, které spotřebuje průměrný člověk z Francie, třikrát více než průměrný Němec a téměř osmkrát více než průměrný Dán. Od roku 1980 se celková spotřeba vody v Kanadě zvýšila o 25,7%. To je pětkrát více než celkový nárůst OECD o 4,5%. Naopak devět států OECD dokázalo od roku 1980 snížit svou celkovou spotřebu vody (Švédsko, Nizozemsko, Spojené státy, Velká Británie, Česká republika, Lucembursko, Polsko, Finsko a Dánsko).

V Mexico City se odhaduje, že 40% městské vody se ztrácí v děravých trubkách postavených na přelomu 20. století. Mnoho lidí radí, že není bezpečné pít.

Irák a Sýrie s obavami sledovaly výstavbu Atatürkovy přehrady v Turecku a plánovaný systém 22 přehrad na řekách Tigris a Eufrat. Podle BBC se seznam zemí s nedostatkem vody v regionu neustále rozrůstal ze tří v roce 1955 na osm v roce 1990 s dalšími sedmi, které by měly být přidány do 20 let, včetně tří národů na Nilu (o Nil se dělí devět zemí).

Three Gorges Dam, receiving, upstream side, 26. července 2004.

V Asii, Vietnamu a Kambodži se týkají snahy Číny a Laosu kontrolovat tok vody. Čína také připravuje projekt přehrady Tři soutěsky na řece Jang-c’-ťiang, která by se stala největší přehradou na světě, což by způsobilo mnoho sociálních a ekologických problémů. Má také projekt na odvádění vody z Jang-c’-ťiang do ubývající Žluté řeky, která napájí nejdůležitější zemědělskou oblast v Číně.

Delta řeky Gangy, Bangladéš a Indie.

O Gangu se vedou spory mezi Indií a Bangladéšem. Zásoby vody jsou rychle vyčerpávány a znečištěny, zatímco ledovec napájející posvátnou hinduistickou řeku ustupuje každý rok o stovky stop kvůli globálnímu oteplování a odlesňování v Himálaji, což způsobuje vysychání podzemních toků vtékajících do řeky Gangy. Po proudu Indie kontroluje tok do Bangladéše pomocí přehrady Farakka, 10 kilometrů (6 mil) na indické straně hranice. Až do konce 90. let Indie využívala přehradu k odklonění řeky do Kalkaty, aby zabránila vysychání městského přístavu během období sucha. To bangladéšským zemědělcům odepřelo vodu a bahno a vážně to ohrozilo sundarbanské mokřady a mangrovové lesy v deltě řeky. Obě země nyní podepsaly dohodu o rovnějším sdílení vody. Problémem však zůstává kvalita vody, s vysokým obsahem arzenu a neupravenými splašky v říční vodě.
ASIA.

Privatizace vodárenských společností byla několikrát napadena kvůli špatné kvalitě vody, zvyšujícím se cenám a etickým obavám. Například v Bolívii se navrhovaná privatizace vodárenských společností ze strany MMF setkala s lidovými protesty v Cochabambě v roce 2000, které vytlačily Bechtel, americkou strojírenskou firmu se sídlem v San Francisku. SUEZ začal ustupovat z Jižní Ameriky kvůli podobným protestům v Buenos Aires, Santa Fe a argentinské Córdobě. Spotřebitelé vyšli do ulic protestovat proti zvýšení poplatků za vodu až o 500%, které nařídil SUEZ. V Jižní a Střední Americe má SUEZ koncese na vodu v Argentině, Bolívii, Brazílii a Mexiku. „Bolivijští úředníci viní SUEZ z toho, že nepřipojil dostatek domácností k vodovodním řadám, jak mu to nařizuje jeho smlouva, a že účtoval až 455 dolarů za připojení, tedy asi trojnásobek průměrného měsíčního platu úředníka v kanceláři“, tvrdí Mercury News.

Jihoafrická republika také podnikla kroky k privatizaci vody, čímž vyprovokovala epidemii cholery, která zabila 200 lidí.

Dva lidé se odráželi ve vodě rybníka.

Hinduistická očista, jak se praktikuje v Tamilnádu.

Voda je ve většině náboženství považována za čistič. Mezi hlavní víry, které zahrnují rituální mytí (očištění), patří hinduismus, křesťanství, islám, judaismus a šintoismus. Křest vodou je ústřední svátostí křesťanství; je také součástí praktikování jiných náboženství, včetně judaismu (mikva) a sikhismu (Amrit Sanskar). Kromě toho se rituální koupel v čisté vodě provádí pro mrtvé v mnoha náboženstvích včetně judaismu a islámu. V islámu lze pět denních modliteb vykonat ve většině případů po dokončení mytí určitých částí těla pomocí čisté vody (wudu). V šintoismu se voda používá téměř ve všech rituálech k očištění osoby nebo oblasti (např. v rituálu misogi). Voda je zmíněna v Bibli 442krát v Nové mezinárodní verzi a 363krát v Královské Jakubově verzi: 2 Petr 3:5(b) uvádí: „Země byla vytvořena z vody a vodou“ (NIV).

Řecký filozof Empedocles zastával názor, že voda je jedním ze čtyř klasických elementů spolu s ohněm, zemí a vzduchem a byla považována za ylem neboli základní látku vesmíru. Voda byla považována za studenou a vlhkou. V teorii čtyř tělesných humorů byla voda spojována s hlenem. Voda byla také jedním z pěti elementů v tradiční čínské filozofii spolu se zemí, ohněm, dřevem a kovem. voda je dobrá pro lidské tělo.

Najít tuto stránku na Wiktionary:
Voda

Sacharidy • Barvy • Enzymy • Chutě • Potravinářské přídatné látky • Lipidy • Minerály • Proteiny • Vitamíny • Voda