Voda
Voda je nejrozšířenější a nejdůležitější kapalinou na naší planetě. Za normální teploty a tlaku je to bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu. Pokud má nejakou vůnni nebo zápach, není to voda, ale nějaké příměsi v ní obsažené. Je to dvouprvková sloučenina, jejíž molekulu tvoří jeden atom kyslíku a dva atomy vodíku se vzorcem H2O. Pokrývá dvě třetiny zemského povrchu a je nezbytná pro všechny živé organismy. Voda v živých organismech zaujímá více než polovinu celkové hmoty, např. lidské tělo je přibližně z 60% tvořeno vodou, voda je podstatnou složkou krve, potu, moči nebo žaludeční a střevní šťávy.
Skupenství vody
Voda kolem nás se vyskytuje ve 3 skupenstvích:
- Pevné: led, sníh, kroupy
- Kapalné: největší zastoupení na planetě - oceány, jezera, moře, řeky
- Plynné: výskyt v atmosféře jako vodní pára
Při změně tlaku a teploty může docházet ke změně skupenství. V přírodě, kde nedochází k velkým změnám tlaku, se s růstem teploty voda mění z ledu na kapalinu a z kapaliny na páru.
Hustota vody
Hustota destilované vody (vody zbavené příměsí) je kolem 1000 kg/m3, tj. 1 litr váží 1 kilogram. Tuto hodnotu používáme u výpočtů, pokud není uvedeno jinak.
Od ostatních kapalin se voda podstatně odlišuje tzv. teplotní anomálií vody: největší hustotu (1000 kg na kubický metr) a také proto nejmenší objem má při teplotě 4 °C. Toto má velký význam pro vodní živočichy. Kdyby se voda chovala jako jiné látky, při mrazech by vodní plochy zamrzaly ode dna, voda na povrchu by se rychle ochlazovala a nakonec by zmrzla úplně. Ve skutečnosti při ochlazování nejprve studená voda klesá ke dnu (při poklesu na 4 stupně má největší hustotu), pokud však teplota vody klesne pod 4 °C zůstává studená voda nahoře a u dna jsou čtyři stupně, což umožňuje přežít vodní flóře a fauně. Rybník se přestane promíchávat a zamrzne od hladiny. Vrstva ledu vytvoří izolaci proti mrazivému vzduchu, který může klesnout hluboko pod 0 °C.
Led je tuhé skupenství vody. Zde opět dochází k odlišnosti od jiných látek, led má menší hustotu než voda (920 kg/m3). Ukazuje to graf dole, zelená přímka ukazuje chování běžných látek, u kterých hustota roste s klesající teplotou, modrá čára ukazuje vodu.
Nižší hustota ledu způsobuje, že láhve nebo trubky plné tekutiny při zmrznutí prasknou, protože led nabyde větší objem než voda.
Voda vykazuje překvapující řadu fyzikálních vlastností - kromě teplotní anomálie vody známe více než 60 dalších anomálií - odlišností vody od jiných látek nebo kapalin. Např. z nejběžnějších látek voda potřebuje nejvíce energie/tepla, aby se ohřála na vyšší teplotu - říkáme, že voda má největší tepelnou kapacitu. Díky tomu jsou velké vodní celky jako jezera nebo oceány teplotně stabilní, což prospívá životu v nich.
Dalším jevem je zvýšené povrchové napětí, což je vytvoření jakési ochranné blány na povrchu vody. Z toho plyne schopnost tvořit kapky. Také to umožňuje hmyzu klouzat po hladině vody nebo vodě stoupat nahoru rostlinným stonkem, čímž rostliny mohou zásobovat své listy potřebnými živinami a stavebními látkami. Voda je i díky svým anomáliím základem naší existence.
