น้ำทำงานอย่างไร

ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ที่สุด ไม่มีกลิ่น แทบไม่มีสีและไม่มีรส มันอยู่ในร่างกายของ คุณ อาหาร ที่ คุณกิน และเครื่องดื่มที่คุณดื่ม คุณใช้ทำความสะอาดตัวเอง เสื้อผ้า อาหารรถและทุกสิ่งรอบตัวคุณ คุณสามารถเดินทางบนนั้นหรือกระโดดลงไปเพื่อคลายร้อนในวันฤดูร้อน ผลิตภัณฑ์หลายอย่างที่คุณใช้ทุกวันมีหรือผลิตขึ้นโดยใช้มัน ทุกรูปแบบของชีวิตต้องการมัน และหากพวกเขาไม่ได้รับเพียงพอ พวกเขาก็ตาย ข้อพิพาททางการเมืองมีศูนย์กลางอยู่ที่มัน ในบางสถานที่นั้นมีค่าและหาได้ยากอย่างเหลือเชื่อ ในบางเรื่อง มันง่ายอย่างเหลือเชื่อที่จะได้มาและถูกถล่มทลาย สารใดจำเป็นต่อการดำรงอยู่ของเรามากกว่าสิ่งอื่นใด? น้ำ.

โดยพื้นฐานที่สุด น้ำคือโมเลกุลที่มีอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสองอะตอม พันธะร่วมกันด้วยอิเล็กตรอน ร่วม กัน เป็น โมเลกุลขั้วรูปตัว V ซึ่งหมายความว่ามีประจุบวกใกล้กับอะตอมไฮโดรเจนและประจุลบใกล้กับอะตอมออกซิเจน โมเลกุลของน้ำถูกดึงดูดโดยธรรมชาติและเกาะติดกันเนื่องจากขั้วนี้ ทำให้เกิดพันธะไฮโดรเจน พันธะไฮโดรเจนนี้เป็นเหตุผลเบื้องหลังคุณสมบัติพิเศษหลายอย่างของน้ำ เช่น ความจริงที่ว่ามันมีความหนาแน่นในสถานะของเหลวมากกว่าในสถานะของแข็ง (น้ำแข็งลอยอยู่บนน้ำ) เราจะพิจารณาคุณสมบัติพิเศษเหล่านี้อย่างละเอียดยิ่งขึ้นในภายหลัง

น้ำเป็นสารเดียวที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในรูปของของแข็ง (น้ำแข็ง) ของเหลว และก๊าซ (ไอน้ำ) ครอบคลุมพื้นที่ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของโลกรวมเป็นประมาณ 332.5 ล้านลูกบาศก์ไมล์ (1,386 ล้านลูกบาศก์กิโลเมตร) [ที่มา: US Geological Survey]. หากคุณคุ้นเคยกับประโยคที่ว่า "น้ำ น้ำ ทุกที่ ไม่มีน้ำให้ดื่ม" จากบทกวี "The Rime of the Ancient Mariner" คุณจะเข้าใจว่าน้ำส่วนใหญ่ -- 97 เปอร์เซ็นต์ของมัน -- ดื่มไม่ได้เพราะเป็นน้ำเค็ม (ดูภาพประกอบหน้าถัดไป) แหล่งน้ำของโลกเพียง 3 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็นน้ำจืด และ 77 เปอร์เซ็นต์ของแหล่งน้ำนั้นถูกแช่แข็ง จาก 23 เปอร์เซ็นต์ที่ไม่ได้แช่แข็ง มีเพียงครึ่งเปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่สามารถจัดหาน้ำทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับพืช สัตว์ และคนบนโลกได้ [แหล่งที่มา: National Geographic ]

ดังนั้นน้ำจึงค่อนข้างง่ายใช่มั้ย? อันที่จริง มีหลายสิ่งหลายอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ และปัญหาในการทำให้แน่ใจว่ามีน้ำดื่มสะอาดเพียงพอสำหรับทุกคนและทุกสิ่งที่ต้องการนั้นไม่มีอะไรนอกจากความเรียบง่าย ในบทความนี้ เราจะพิจารณาปัญหาเหล่านี้บางส่วน นอกจากนี้เรายังจะสำรวจว่าพืช สัตว์ และมนุษย์ทำอะไรกับน้ำ และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้น้ำมีความพิเศษ

1. แหล่งน้ำของโลก
2. การควบคุมน้ำ
3. การใช้น้ำของมนุษย์
4. การทำน้ำให้บริสุทธิ์
5. การใช้น้ำพืชและสัตว์
6. วัฏจักรของน้ำ
7. คุณสมบัติของน้ำ

มักจะมีการถกเถียงกันในข่าวว่าแหล่งน้ำของโลกที่ลดน้อยลง แต่ก็ไม่แม่นยำนัก ปริมาณน้ำไม่ได้ลดลง แต่ความต้องการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าประชากรโลกซึ่งขณะนี้อยู่ที่6 พันล้านคน จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2050 [ที่มา: Cossi ] นอกจากนี้ปริมาณน้ำที่สะอาดและดื่มได้ก็ลดลงอย่างต่อเนื่องเนื่องจากมลภาวะ

สำหรับคนจำนวนมากในประเทศอุตสาหกรรม การรับน้ำนั้นง่ายพอๆ กับการเปิดก๊อกน้ำ และมีราคาไม่แพงนัก แต่น้ำจืดไม่กระจายไปทั่วโลก แหล่งน้ำของโลกมากกว่าครึ่งมีอยู่เพียงเก้าประเทศ: สหรัฐอเมริกา แคนาดา โคลัมเบีย บราซิล สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก รัสเซีย อินเดีย จีน และอินโดนีเซีย ที่มา: สภาธุรกิจโลกเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน ] เห็นได้ชัดว่าเขตเมืองมีความต้องการน้ำมากกว่าพื้นฐานสำหรับการดื่มและการสุขาภิบาล แต่การมีประชากรมากเกินไปในประเทศที่ยังไม่พัฒนาหมายความว่าหลายคนไม่เข้าใจพื้นฐานด้วยซ้ำ

น้ำจืดส่วนใหญ่ของโลก - ประมาณ 2.4 ล้านลูกบาศก์ไมล์ (10 ล้านลูกบาศก์กิโลเมตร) - อยู่ใน ชั้น หินอุ้มน้ำใต้ดิน ส่วนที่เหลือมาจาก:

[ที่มา: สภาธุรกิจโลกเพื่อการพัฒนาที่ยั่งยืน ]

การกระจายน้ำเกี่ยวข้องกับเขตแดนทางการเมือง การพัฒนาเศรษฐกิจ และความมั่งคั่ง ตัวอย่างเช่น ในเม็กซิโกซิตี้ ประชากร 9 เปอร์เซ็นต์ใช้น้ำที่มีอยู่ 75 เปอร์เซ็นต์ และโครงสร้างพื้นฐานที่พังทลายหมายความว่าน้ำประปาถึงครึ่งหนึ่งสูญเสียไปจากการรั่วไหลของท่อและการระเหย [แหล่งที่มา: Cossi ]

บางประเทศไม่มีน้ำสะอาดเพียงพอสำหรับประชากรที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว และพวกเขาไม่สามารถซื้อโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นในการทำความสะอาดและขนส่งได้ ตัวอย่างเช่น คนส่วนใหญ่ในเมืองต่างๆ ของจีนประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำ และน้ำบาดาล ทะเลสาบ และแม่น้ำส่วนใหญ่ของจีนมีมลพิษ ชาวจีนประมาณ 700 ล้านคนเข้าถึงได้เฉพาะน้ำดื่มที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดโดยองค์การอนามัยโลก [ที่มา: WHO ]

ประเทศในตะวันออกกลางใช้น้ำต่อคนน้อยที่สุด เนื่องจากมีแหล่งน้ำจืดตามธรรมชาติน้อยมาก ในทางตรงกันข้าม การใช้น้ำในสหรัฐอเมริกาสูงกว่าประเทศอื่นๆ โดยมีการใช้น้ำประมาณ 60,000 ลูกบาศก์ฟุต (1,700 ลูกบาศก์เมตร) ต่อคนในปี 2545 [ที่มา: องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา ] แต่แม้แต่ในสหรัฐอเมริกาก็มีบางรัฐและบางภูมิภาคที่ไม่มีน้ำเพียงพอสำหรับจ่ายให้กับประชากร บริเวณชายฝั่งทะเลของฟลอริดมีน้ำเค็มมากจนต้องมีน้ำจืดจากพื้นที่ภายในประเทศ ซึ่งนำไปสู่ข้อพิพาททางการเมืองเกี่ยวกับการควบคุมน้ำประปา

ในหลายพื้นที่ รัฐบาลควบคุมและแจกจ่ายน้ำ ในสหรัฐอเมริกา อยู่ภายใต้ กฎหมายว่า ด้วยน้ำดื่มปลอดภัย อย่างไรก็ตาม การควบคุมของรัฐบาลไม่ได้เป็นประโยชน์ต่อทุกคนเสมอไป ในช่วงทศวรรษที่ 1930 เพื่อทดน้ำในไร่ฝ้าย รัฐบาลโซเวียตได้สร้างคลองเพื่อเปลี่ยนเส้นทางแม่น้ำที่ไหลเข้าสู่ทะเลอารัล (อยู่ระหว่างคาซัคสถานและอุซเบกิสถาน) ส่งผลให้พื้นที่ผิวน้ำทะเลหดตัวลงมากกว่าร้อยละ 50 และปริมาตรลดลงร้อยละ 80 ในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา [แหล่งที่มา: Swanson]. ความเค็มของมันเพิ่มขึ้นและกลายเป็นมลพิษด้วยยาฆ่าแมลง ปุ๋ยที่ไหลบ่า และของเสียจากอุตสาหกรรม การสูญเสียทะเลหมายถึงการลดลงของอุตสาหกรรมการประมงเชิงพาณิชย์ ซึ่งช่วยส่งภูมิภาคไปสู่ความยากจน มลพิษจากก้นทะเลที่ถูกเปิดเผยพบในเลือดของเพนกวินแอนตาร์กติก [แหล่งที่มา: Swanson ]

บางภูมิภาคได้แปรรูปการจ่ายน้ำของตนเอง ซึ่งมักนำไปสู่ความขัดแย้ง ในช่วงปลายทศวรรษ 1980 สหราชอาณาจักรได้ขายกระดานน้ำ (องค์กรจัดหาน้ำของรัฐบาล) ให้กับบริษัทเอกชน ซึ่งปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน หลายคนโกรธเคืองที่บริษัทต่างๆ สามารถทำกำไรจากความต้องการพื้นฐานดังกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคนที่ไม่สามารถจ่ายเงินได้ต้องรับโทษที่รุนแรง ปัญหาได้รับการแก้ไขในภายหลังด้วยกฎหมาย

ในปีพ.ศ. 2543 และ 2548 ผู้ประท้วงได้ออกไปตามท้องถนนในโบลิเวียเพื่อประท้วงการแปรรูปแหล่งน้ำ เมื่อบริษัทต่างชาติเข้ายึดระบบน้ำของโบลิเวีย ค่าน้ำก็แพงเกินไปสำหรับคนจน ในเมืองเอลอัลโต "ค่าใช้จ่ายในการขอน้ำและน้ำเสียเกินกว่ารายได้ครึ่งปีที่ค่าจ้างขั้นต่ำ" [ที่มา: Shultz ] การจลาจลในปี 2000 ที่เรียกว่า "สงครามน้ำโบลิเวีย" นำไปสู่กฎอัยการศึกและมีผู้บาดเจ็บ 100 คน หลังจากเหตุการณ์ทั้งสอง รัฐบาลโบลิเวียยกเลิกสัญญาบริษัทเอกชน

ปัจจุบัน ผู้คนมากกว่าหนึ่งพันล้านคน หรือประมาณ 17 เปอร์เซ็นต์ของประชากรโลก ไม่สามารถเข้าถึงน้ำสะอาด [ที่มา: องค์การอนามัยโลก ] มีองค์กรภาครัฐและเอกชนหลายแห่ง รวมทั้งยูนิเซฟและ Water Aid ที่ทำงานเพื่อช่วยเหลือชุมชนที่ยากจนในเอเชียและแอฟริกาได้รับแหล่งน้ำดื่มและสุขาภิบาลที่ยั่งยืน ปัญหาการขาดแคลนน้ำเกิดขึ้นในสหรัฐอเมริกาเช่นกัน หลายรัฐมีโครงการช่วยเหลือผู้ด้อยโอกาสในการได้รับน้ำเพียงพอและชำระค่าน้ำประปาและท่อระบายน้ำ

เห็นได้ชัดว่าการขาดน้ำเป็นปัญหาใหญ่ แต่ทำไมถึงเป็นอย่างนั้นล่ะ? ในตอนต่อไป เราจะมาดูส่วนที่น้ำในร่างกายมนุษย์

­

การอนุรักษ์น้ำ

วิธีหนึ่งที่คุณสามารถช่วยลดความต้องการใช้น้ำได้คือการอนุรักษ์น้ำตลอดทั้งปี หลายพื้นที่ห้ามรดน้ำสนามหญ้าและสวนของคุณเมื่อน้ำลด แต่ต่อไปนี้คือสิ่งง่ายๆ ที่คุณสามารถทำได้ด้วยตัวเอง:

• ปิดน้ำเมื่อคุณแปรงฟันหรือโกนหนวด
• อาบน้ำให้สั้นลง
• เปิด เครื่องล้างจานและเครื่องซักผ้าเมื่อเต็มเท่านั้น
• เก็บน้ำดื่มไว้ในตู้เย็นแทนการใช้น้ำประปาดื่ม
• ใช้ล้างรถที่รีไซเคิลน้ำล้างของมัน

สำหรับคำแนะนำเพิ่มเติม โปรดดูลิงก์นี้จาก EPA

ร่างกายของเรามีน้ำประมาณ 60 เปอร์เซ็นต์ [ที่มา: Mayo Clinic ] น้ำควบคุมอุณหภูมิร่างกาย เคลื่อนย้ายสารอาหารผ่านเซลล์ทำให้เยื่อเมือกชุ่มชื้น และขับของเสียออกจากร่างกาย ปอดของเราคือน้ำ 90 เปอร์เซ็นต์สมอง ของเรา เป็นน้ำ 70 เปอร์เซ็นต์ และเลือด ของเรา มีน้ำมากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์ พูดง่ายๆ เราไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีมัน คนส่วนใหญ่ขับเหงื่อออกประมาณสองแก้วต่อวัน (0.5 ลิตร) ในแต่ละวัน เรายังสูญเสียน้ำมากกว่า 1 ถ้วย (237 มล.) เล็กน้อยเมื่อเราหายใจออก และกำจัดน้ำประมาณหกถ้วย (1.4 ลิตร) นอกจากนี้เรายังสูญเสียอิเล็กโทรไลต์ - แร่ธาตุเช่นโซเดียมและโพแทสเซียมที่ควบคุมของเหลวในร่างกาย แล้วเราจะเปลี่ยนมันได้อย่างไร?

เราสามารถรับน้ำได้ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์จากอาหารที่เรากิน อาหารบางชนิด เช่น แตงโม เป็นน้ำเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ แม้ว่าปริมาณน้ำที่เราต้องการในแต่ละวันจะแตกต่างกันไป แต่โดยปกติแล้วจะอยู่ที่ประมาณแปดถ้วย (2 ลิตร) แต่แทนที่จะกังวลว่าจะเข้าไปถึงแปดถ้วยนั้น คุณควรดื่มเมื่อคุณเริ่มรู้สึกกระหายน้ำ คุณสามารถดื่มน้ำได้โดยการดื่มเครื่องดื่มอื่นๆ แต่เครื่องดื่มบางชนิด เช่นแอลกอฮอล์อาจทำให้คุณขาดน้ำมากขึ้น

หากปัสสาวะเป็นสีเหลืองเข้ม แสดงว่าคุณอาจดื่มน้ำไม่เพียงพอ แน่นอน คุณต้องการน้ำมากขึ้นเมื่อคุณออกกำลังกาย ป่วยด้วยอาการท้องร่วง, อาเจียนหรือมีไข้; หรือในสภาพแวดล้อมที่ร้อนเป็นเวลานาน คนส่วนใหญ่สามารถอยู่รอดได้เพียงไม่กี่วันโดยไม่มีน้ำ แม้ว่าจะขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงสุขภาพและสิ่งแวดล้อม บางคนหายไปนานถึงสองสัปดาห์ ผู้ติดตามของเด็กชายพุทธนั่งสมาธิในเนปาลอ้างว่าเขาขาดอาหารหรือน้ำไปสองปีแล้ว แต่แพทย์ไม่สามารถยืนยันเรื่องนี้ได้ [แหล่งที่มา: ข่าวพาดหัวทั้งหมด ]

When you don't get enough water, or lose too much water, you become dehydrated. Signs of mild dehydration include dry mouth, excessive thirst, dizziness, lightheadedness and weakness. If people don't get fluids at this point, they can experience severe dehydration, which can cause convulsions, rapid breathing, a weak pulse, loose skin and sunken eyes. Ultimately, dehydration can lead to heart failure and death.

Dehydration caused by diarrhea is a major cause of death in undeveloped countries. Nearly 2 million people, mostly children, die from it each year [source: WHO]. Consuming water polluted with biological contaminants and not having access to adequate sanitary facilities can lead to diseases like malaria and cholera and parasites like cryptosporidiosis and schistosomiasis. Water can be also be contaminated with chemicals, pesticides and other naturally occurring substances.

On the next page we'll learn about purifying water.

Water that is safe to drink is called potable water, or drinking water, in contrast to safe water, which can be used for bathing or cleaning. In the United States, the Environmental Protection Agency sets maximum levels for the 90 most commonly occurring contaminants. If something happens to your water supply, your supplier has to contact you to let you know what precautions you should take.

Water treatment requires six basic steps.

In the next section, we'll take a closer look at exactly how water circulates in animal and plant cells.

Water Survival Techniques

If your water becomes contaminated and you don't have bottled water , you can purify it in a few different ways. If it is cloudy, first filter it through clean cloths or allow it to settle and then pour off the clear water. Then, you can boil the water for one minute to kill most disease-causing organisms.

You can also add one-eighth of a teaspoon of household chlorine bleach per gallon of water (or follow directions on the label). You should double the amount if the water is discolored or murky. Stir and let it stand for 30 minutes. Chlorine bleach tablets are sold at camping supply stores to purify water for drinking. You can also use five drops of iodine per gallon to disinfect water.

Store boiled or disinfected water in clean, covered containers. If the boiled water tastes too flat or the chlorine taste is too strong, pour it from one container into another.

Plants contain even more water than animals do -- most of them are anywhere from 90 to 95 percent water [source: BBC]. Just as it does in animals, water regulates the temperature of the plant and transports nutrients through it. But instead of taking in water by drinking and eating, plants get it through dew, irrigation and rainfall.

Plants take in water through their roots, and green ones use it in photosynthesis, which is how they create sugar for food. (You can learn more about the process of photosynthesis in How the Earth Works .) Plants also need water to support themselves. Pressure from the process of osmosis -- the movement of water from the outside to the inside of the plant's cells -- keeps up the plant's cell walls.

When you water a plant, it sucks up the water through capillary action. Then the water travels from the roots through tubes called xylem vessels. Water reaches the leaves of the plant and escapes through small holes called stomata, which open when the plant needs to cool down. This process is called transpiration and is similar to how people (and some animals) sweat. Carbon dioxide also enters the plant through the stomata.

Processing water is more complicated in animals and people, although it's also similar in a lot of ways. Water that you consume is absorbed in the upper small intestine through osmosis. It enters the bloodstream and is transported all over the body. Unlike plant cells, however, animal cells do not have cell walls. This is why animals have circulatory systems -- otherwise, our cells would absorb water and salt until they swelled. Our circulatory systems move water around our bodies and remove it as needed through sweating and urination.

A few animals, like a microscopic organism called the tartigrade, can go without water for an extraordinary period of time. If the tartigrade's environment doesn't have enough water, the animal goes into a life without water, called anhydrobiosis. Sugar takes the place of water in its cells, making it impervious to extremes in temperature. Its metabolism lowers, and the tartigrade stays at this barely alive state until it has enough water to really live again.

Some plants have also found unique ways to live with little or no water. One way is a variation of photosynthesis called Crassulacean Acid Metabolism (CAM) photosynthesis. In CAM photosynthesis, a plant stores carbon dioxide as acid and keeps its stomata closed during the day to save water (evaporation happens at a slower rate at night). It can even keep its stomata closed at all times if conditions are especially arid. Cacti use CAM photosynthesis to survive the extreme heat and drought of the desert.

Next, we'll look at how the hydrologic, or water, cycle functions.

The water cycle is the continuous movement of water in and around the Earth . As previously mentioned, water never really goes away -- it just changes form. The sun drives the entire water cycle and is responsible for its two major components: condensation and evaporation. When the sun heats the surface of water, it evaporates and ends up in the atmosphere as water vapor. It cools and rises, becoming clouds, which eventually condense into water droplets. Depending on the temperature of the atmosphere and other conditions, the water precipitates as rain, sleet, hail or snow.

Some of this precipitation is captured by tree canopies and evaporates again into the atmosphere. The precipitation that hits the ground becomes runoff, which can accumulate and freeze into snow caps or glaciers. It can also infiltrate the ground and accumulate, eventually storing in aquifers. An aquifer is a large deposit of groundwater that can be extracted and used. This runoff also comes from snowmelt, which occurs when the sun and climate changes melt snow and ice. Finally, some of this runoff makes it way back into lakes and oceans, where it is again evaporated by the sun. You can learn more about the water cycle in How the Earth Works .

Water that falls to the ground and stays in the soil ends up evaporating and retiring to the atmosphere. But groundwater, which is the major source of our drinking water, can accumulate in aquifers over thousands of years. Unconfined aquifers have the water table, or the surface where water pressure equals atmospheric pressure, as their upper boundaries. Confined aquifers often lie below unconfined aquifers and have a layer of rock or other materials as their upper boundaries.

ในสหรัฐอเมริกา น้ำบาดาลที่เก่าแก่ที่สุดหรือที่รู้จักในชื่อน้ำฟอสซิลมีอยู่ในชั้นหินอุ้มน้ำโอกัลลาลา Ogallala Aquifer อยู่ต่ำกว่า 175,000 ตารางไมล์ (450,000 ตารางกิโลเมตร) จากแปดรัฐใน Great Plains เก็บน้ำได้ประมาณ 2,900 ล้านเอเคอร์ (3,600 ล้านลูกบาศก์เมตร) [แหล่งที่มา: High Plains/Ogallala Aquifer ] Ogallala Aquifer ก่อตัวขึ้นเมื่อ 2 ถึง 6 ล้านปีก่อนเมื่อมีการสร้างห่วงโซ่ Rocky Mountain เนื่องจากสภาพอากาศของ Great Plains นั้นแห้งแล้ง น้ำในชั้นหินอุ้มน้ำจึงถูกใช้เร็วกว่าที่จะชาร์จได้ นั่นเป็นเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์บางคนอ้างถึงการใช้ชั้นหินอุ้มน้ำฟอสซิลเป็นการขุดน้ำ

น้ำบาดาลอาจมีอยู่บนดาวเคราะห์ดวงอื่น ภาพจาก ยานอวกาศ Mars Global Surveyor เผยให้เห็นสิ่งที่ดูเหมือนลำธารที่แม่น้ำหลายสายโผล่ขึ้นมาบนพื้นผิวโลก ตามที่NASAกล่าว น้ำน่าจะอยู่ต่ำกว่าพื้นผิว 300 ถึง 1,300 ฟุต (100 ถึง 400 เมตร) ยูโรปา หนึ่งในดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี อาจมีน้ำใต้ผิวดินเช่นกัน เนื่องจากความต้องการน้ำของเรามีมากกว่าอุปทานของโลก นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าวันหนึ่งเราอาจขุดหาน้ำบนดาวเคราะห์ดวงอื่นและดวงจันทร์ในระบบสุริยะของเราหรือไม่

น้ำมีคุณสมบัติพิเศษและน่าทึ่งมากมายที่ทำให้น้ำมีความสำคัญต่อชีวิต นี่คือเหตุผลที่เรามองหาวิธีที่ดีกว่าในการได้มาและอนุรักษ์อยู่เสมอ ในหัวข้อถัดไป เราจะมาดูคุณสมบัติเหล่านี้และเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับน้ำกัน

พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำที่เราพูดถึงในหัวข้อแรกเป็นเหตุผลเบื้องหลังคุณสมบัติพิเศษสองประการของน้ำ: การ เกาะติด กันและการยึดเกาะ การทำงานร่วมกันหมายถึงความจริงที่ว่าน้ำเกาะติดกับตัวเองได้ง่ายมาก การยึดเกาะหมายความว่าน้ำสามารถเกาะติดกับสิ่งอื่นได้เป็นอย่างดี ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้กระจายออกเป็นฟิล์มบางๆ บนพื้นผิวบางอย่าง เช่น แก้ว เมื่อน้ำสัมผัสกับพื้นผิวเหล่านี้ แรงยึดเกาะจะแข็งแกร่งกว่าแรงยึดเหนี่ยว แทนที่จะติดกันเป็นลูกกลมๆ มันกลับแผ่ออกไป

น้ำยังมี แรงตึงผิวในระดับสูง ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลบนผิวน้ำไม่ได้ล้อมรอบด้วยโมเลกุลที่คล้ายกันในทุกด้าน ดังนั้นพวกมันจึงถูกดึงโดยการเชื่อมโยงกันจากโมเลกุลอื่นที่อยู่ลึกเข้าไปเท่านั้น โมเลกุลเหล่านี้เกาะติดกันอย่างแน่นหนา แต่ยึดติดกับตัวกลางอื่นอย่างอ่อน ตัวอย่างหนึ่งคือลักษณะที่น้ำจะผุดขึ้นบนพื้นผิวที่เป็นขี้ผึ้ง เช่น ใบไม้ หรือรถที่ แว็ก ซ์ แรงตึงผิวทำให้น้ำหยดกลมเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ผิวที่เล็กที่สุด

การกระทำของเส้นเลือดฝอยเป็นผลมาจากแรงตึงผิว ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว สิ่งนี้เกิดขึ้นในพืชเมื่อพวกเขา "ดูด" น้ำ น้ำเกาะติดอยู่ด้านในของท่อของพืช แต่แรงตึงผิวจะพยายามทำให้เรียบ สิ่งนี้ทำให้น้ำขึ้นและเกาะติดกันอีกครั้ง ซึ่งเป็นกระบวนการที่ดำเนินต่อไปจนกว่าน้ำจะสะสมเพียงพอเพื่อทำให้แรงโน้มถ่วงเริ่มดึงกลับลงมา

พันธะไฮโดรเจนของน้ำยังเป็นสาเหตุที่ทำให้รูปของแข็งน้ำแข็งลอยอยู่ในรูปของเหลวได้ น้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำเนื่องจากโมเลกุลของน้ำก่อตัวเป็นโครงสร้างผลึกที่อุณหภูมิจุดเยือกแข็ง (32 องศาฟาเรนไฮต์หรือ 0 องศาเซลเซียส) คุณสมบัติทางความร้อนของน้ำยังเชื่อมโยงกับพันธะไฮโดรเจน น้ำมีความจุความร้อนจำเพาะ ที่สูงมาก ซึ่งเป็นปริมาณความร้อนต่อหน่วยมวลที่ต้องใช้ในการทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส พลังงานที่จำเป็นในการทำให้อุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียสคือ 4.2 จูลต่อกรัม น้ำยังมีความร้อนสูงของการกลายเป็นไอซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ความร้อนได้มากโดยที่อุณหภูมิไม่สูงขึ้นมากนัก สิ่งนี้มีส่วนอย่างมากในสภาพอากาศ เพราะมันหมายความว่ามหาสมุทรใช้เวลานานในการอุ่นเครื่อง

น้ำมักเรียกกันว่าตัวทำละลายสากลซึ่งหมายความว่าสารจำนวนมากละลายอยู่ในนั้น สารที่ละลายในน้ำมีคุณสมบัติชอบน้ำ ซึ่งหมายความว่าพวกมันแข็งแกร่งหรือแข็งแกร่งกว่าแรงยึดเหนี่ยวของน้ำ เกลือและน้ำตาลมีทั้งแบบมีขั้วเหมือนน้ำ จึงละลายได้ดีในนั้น สารที่ไม่ละลายในน้ำจะไม่ชอบน้ำ นี่คือที่มาของคำว่า "น้ำมันกับน้ำไม่เข้ากัน" ความสามารถในการละลายของน้ำเป็นสาเหตุที่น้ำที่เราใช้ไม่ค่อยบริสุทธิ์ มันมักจะมีแร่ธาตุหลายชนิดละลายอยู่ในนั้น

การปรากฏตัวของแร่ธาตุเหล่านี้เป็นความแตกต่างระหว่างน้ำกระด้างและน้ำอ่อน น้ำกระด้างมักประกอบด้วยแคลเซียมและแมกนีเซียมจำนวนมาก แต่อาจมีโลหะอยู่ด้วย สบู่จะไม่เกิดฟองได้ดีในน้ำกระด้าง แต่น้ำกระด้างมักไม่เป็นอันตราย นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดคราบตะกรันในท่อเครื่องทำน้ำอุ่นและห้องสุขา

ข้อโต้แย้งล่าสุดเกี่ยวกับคุณสมบัติของน้ำอยู่ที่พฤติกรรมของน้ำแข็งเมื่อละลาย นักวิทยาศาสตร์บางคนอ้างว่ามันดูเหมือนกับตอนที่มันเป็นของแข็ง ยกเว้นว่าพันธะไฮโดรเจนบางส่วนแตกออก คนอื่นอ้างว่าเป็นโครงสร้างใหม่ทั้งหมด ดังนั้นสำหรับความสำคัญทั้งหมด เรายังไม่เข้าใจน้ำอย่างถ่องแท้

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับน้ำและหัวข้อที่เกี่ยวข้อง โปรดดูที่ลิงก์ในหน้าถัดไป

บทความที่เกี่ยวข้อง

ลิงค์ที่ยอดเยี่ยมเพิ่มเติม

­