น้ำ

Overview

น้ำ เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่โปร่งใส ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น และเกือบไม่มีสี เป็นสารเคมีที่เป็นองค์ประกอบหลักของลำธาร, แม่น้ำ, และมหาสมุทรในโลก เป็นต้น และยังเป็นของเหลวในสิ่งมีชีวิต มีสูตรเคมีของน้ำบริสุทธิ์คือ H2O โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 2 อะตอมเชื่อมติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์ น้ำเป็นของเหลวที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน แต่พบบนโลกที่สถานะของแข็ง (น้ำแข็ง) และสถานะแก๊ส (ไอน้ำ) น้ำยังมีในสถานะของผลึกของเหลวที่บริเวณพื้นผิวที่ขอบน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น หิมะ, ธารน้ำแข็ง, และภูเขาน้ำแข็ง, ก้อนเมฆ, หมอก, น้ำค้าง, ชั้นหินอุ้มน้ำ และ ความชื้นในบรรยากาศ

รูปน้ำในสามสถานะ: ในรูปของเหลวเป็นน้ำทะเล ของแข็งเป็นภูเขาน้ำแข็ง สถานะก๊าซอยู่ในรูปแบบความชื้นและเมฆ

น้ำ เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่โปร่งใส ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น และเกือบไม่มีสี เป็นสารเคมีที่เป็นองค์ประกอบหลักของลำธาร, แม่น้ำ, และมหาสมุทรในโลก เป็นต้น และยังเป็นของเหลวในสิ่งมีชีวิต มีสูตรเคมีของน้ำบริสุทธิ์คือ H2O โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 2 อะตอมเชื่อมติดกันด้วยพันธะโควาเลนต์ น้ำเป็นของเหลวที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน แต่พบบนโลกที่สถานะของแข็ง (น้ำแข็ง) และสถานะแก๊ส (ไอน้ำ) น้ำยังมีในสถานะของผลึกของเหลวที่บริเวณพื้นผิวที่ขอบน้ำ[1][2] นอกจากนี้ยังสามารถเกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น หิมะ, ธารน้ำแข็ง, และภูเขาน้ำแข็ง, ก้อนเมฆ, หมอก, น้ำค้าง, ชั้นหินอุ้มน้ำ และ ความชื้นในบรรยากาศ

น้ำปกคลุม 71% บนพื้นผิวโลก[3] และเป็นปัจจัยสำคัญต่อชีวิต[4] น้ำบนโลก 96.5% พบในมหาสมุทร 1.7% ในน้ำใต้ดิน 1.7% ในธารน้ำแข็งและชั้นน้ำแข็งของทวีปแอนตาร์กติกาและเกาะกรีนแลนด์ ซึ่งเป็นเศษส่วนเล็กน้อยบนผิวน้ำขนาดใหญ่ และ 0.001% พบในอากาศเป็นไอน้ำ ก้อนเมฆ (ก่อตัวขึ้นจากอนุภาคน้ำในสถานะของแข็งและของเหลวแขวนลอยอยู่บนอากาศ) และหยาดน้ำฟ้า[5][6] น้ำบนโลกเพียง 2.5% เป็นน้ำจืด และ 98.8% ของน้ำจำนวนนั้นพบในน้ำแข็งและน้ำใต้ดิน น้ำจืดน้อยกว่า 0.3% พบในแม่น้ำ ทะเลสาบ และชั้นบรรยากาศ และน้ำจืดบนโลกในปริมาณที่เล็กลงไปอีก (0.003%) พบในร่างกายของสิ่งมีชีวิตและผลิตภัณฑ์[5]

น้ำบนโลกเคลื่อนที่ต่อเนื่องตามวัฏจักรของการระเหยเป็นไอและการคายน้ำ (การคายระเหย) การควบแน่น การตกตะกอน และการไหลผ่าน โดยปกติจะไปถึงทะเล การระเหยและการคายน้ำนำมาซึ่งการตกตะกอนลงสู่พื้นดิน

น้ำดื่มสะอาดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ แม้ว่าน้ำจะไม่มีแคลอรีหรือสารอาหารที่เป็นสารประกอบอินทรีย์ใดๆ การเข้าถึงน้ำดื่มสะอาดได้เปลี่ยนแปลงไปในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมาในเกือบทุกส่วนของโลก แต่ประชากรประมาณ 1 พันล้านคนยังคงขาดแคลนน้ำดื่มสะอาดและกว่า 2.5 พันล้านคนขาดแคลนสุขอนามัยที่เพียงพอ[7] มีความเกี่ยวพันกันเรื่องน้ำสะอาดและค่า GDP ต่อคน[8] อย่างไรก็ดี นักสังเกตบางคนประมาณไว้ว่าภายในปี ค.ศ. 2025 ประชากรโลกมากกว่าครึ่งหนึ่งจะประสบปัญหาความเสี่ยงที่เกี่ยวกับน้ำ[9] รายงานล่าสุดเมื่อเดือนพฤศจิกายน ค.ศ. 2009 รายงานว่า ภายในปี ค.ศ. 2030 ในพื้นที่ประเทศที่กำลังพัฒนาจะมีความต้องการน้ำจะเพิ่มขึ้นเกิดปริมาณน้ำที่มีกว่า 50%[10] น้ำมีบทบาทสำคัญในเศรษฐกิจโลก เนื่องจากน้ำเป็นตัวทำละลายของสารเคมีหลากหลายชนิดและอำนวยความสะดวกในเรื่องการให้ความเย็นในภาคอุตสาหกรรม และการคมนาคม น้ำจืดประมาณ 70% มนุษย์ใช้ไปกับเกษตรกรรม[11]

คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์

สถานะ

เกล็ดหิมะ โดย วิลสัน เบนต์ลีย์ ในปี 1902
การแสดงการหยดของน้ำที่มีฟองอากาศซึ่งเกิดจากการหยดของน้ำ

น้ำเป็นของเหลวที่อุณหภูมิและความดันที่มีเพียงพอต่อชีวิตมากที่สุด โดยเฉพาะที่ความดันบรรยากาศปกติที่ 1 บาร์ (0.98692 บรรยากาศ 100 กิโลปาสกาล 14.5 พีเอสไอ) และอุณหภูมิ 373.15 เคลวิน (100 องศาเซลเซียส 212 องศาฟาเรนไฮต์) การเพิ่มความดันบรรยากาศจะลดจุดหลอมเหลวลงเล็กน้อย อยู่ที่ประมาณ −5 องศาเซลเซียส ที่ความดัน 600 บรรยากาศ −22 องศาเซลเซียส ที่ความดัน 2100 บรรยากาศ ผลลัพธ์นี้สัมพันธ์กับหลายสิ่ง ตัวอย่างเช่น สเกตน้ำแข็ง ทะเลสาบแช่แข็งในทวีปแอนตาร์กติกา และการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง (ที่ความดันสูงกว่า 2100 บรรยากาศ จุดหลอมเหลวจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอีกครั้ง และน้ำแข็งจะมีรูปร่างแปลกที่จะไม่เกิดขึ้นที่ความดันต่ำ)

การเพิ่มความดันมีผลกระทบที่สำคัญต่อจุดเดือด นั่นคือที่อุณหภูมิ 374 องศาเซลเซียส ที่ความดัน 220 บรรยากาศ มีผลสำคัญต่อปล่องแบบน้ำร้อนใต้ทะเลลึกและไกเซอร์ การทำอาหารแบบใช้ความดัน และการออกแบบเครื่องจักรไอน้ำ บนยอดเขาเอเวอเรสต์ ที่ความดันประมาณ 0.34 บรรยากาศ น้ำเดือดที่อุณภูมิ 68 องศาเซลเซียส (154 องศาฟาเรนไฮต์)

ที่ความดันบรรยากาศต่ำ (ต่ำประมาณ 0.006 บรรยากาศ) น้ำไม่อาจอยู่ในสถานะของเหลวได้ และจะเปลี่ยนสถานะโดยตรงจากของเหลวเป็นแก๊สโดยการระเหิด ปรากฏการณ์ที่ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในการทำอาหารแห้งเยือกแข็ง ที่ความดันบรรยากาศสูง (เหนือ 221 บรรยากาศ) สถานะของเหลวและแก๊สของน้ำไม่อาจแยกความแตกต่างได้ สถานะนี้เรียกว่า ไอน้ำเหนือวิกฤต

น้ำยังแตกต่างจากของเหลวส่วนใหญ่ เนื่องจากน้ำหนาแน่นน้อยลงเมื่อน้ำแข็งตัว ความหนาแน่นสูงสุดของน้ำที่ 1,000 กก./ลบ.ม. (62.43 ปอนด์/ลบ.ฟุต) เกิดที่อุณหภูมิ 3.98 องศาเซลเซียส (39.16 องศาฟาเรนไฮต์) ขณะที่ความหนาแน่นของน้ำแข็งคือ 917 กก./ลบ.ม. (57.25 ปอนด์/ลบ.ฟุต)[12][13] ดังนั้น ปริมาตรของน้ำขยายตัวร้อยละ 9 เมื่อแข็งตัว รองรับความจริงที่ว่า น้ำแข็งลอยได้ในน้ำที่เป็นของเหลว

ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 30 องศาเซลเซียส ถึง 60 องศาเซลเซียส น้ำมีสถานะของเหลว 2 สถานะ[14][15][16]

รสชาติและกลิ่น

ปกติน้ำบริสุทธิ์จะไม่มีรสชาติและไม่มีกลิ่น แม้ว่ามนุษย์จะมีประสาทสัมผัสเฉพาะที่สามารถรับรู้ว่ามีน้ำอยู่ในปากได้[17] และกบรับรู้กลิ่นของน้ำได้[18] อย่างไรก็ตาม น้ำจากแหล่งน้ำปกติ (รวมถึงขวดน้ำแร่) มักมีสารละลายจำนวนมากที่อาจให้รสชาติและกลิ่นต่าง ๆ มนุษย์และสัตว์ต่าง ๆ พัฒนาประสาทสัมผัสที่ทำให้ประเมินสภาพดื่มได้ โดยเลี่ยงน้ำที่เค็มเกินไปหรือเหม็นเกินไป[19]

ความแพร่หลายในธรรมชาติ

ในเอกภพ

น้ำส่วนมากในเอกภพเป็นผลพลอยได้จากการก่อตัวของดาวฤกษ์ เมื่อเกิดดาวฤกษ์ขึ้นมา การเกิดเหล่านั้นจะเกิดขึ้นพร้อมกับกระแสของแก๊สและฝุ่นนอกโลก เมื่อสสารเหล่านี้ไหลออกมากระทบกับแก๊สที่อยู่รอบ ๆ ในที่สุด คลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นจะบีบและให้ความร้อนกับแก๊ส จะสังเกตเห็นน้ำเกิดขึ้นภายใต้แก๊สความหนาแน่นต่ำนี้[20]

จากรายงาน ในวันที่ 22 กรกฎาคม ค.ศ. 2011 อธิบายถึงการค้นหากลุ่มก้อนของไอน้ำขนาดยักษ์ ประกอบไปด้วยน้ำมากกว่าน้ำในมหาสมุทรบนโลกรวมกันถึง 140 ล้านล้านเท่า กระจายอยู่รอบ ๆ เควซาร์ที่อยู่ห่างจากโลก 12 พันล้านปีแสง นักวิจัยกล่าวว่า "การค้นพบครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าน้ำนั้นมีแพร่หลายในเอกภพสำหรับการดำรง ชีวิตเกือบทั้งหมด" [21][22]

มีการตรวจพบน้ำในกลุ่มเมฆระหว่างดาวภายในดาราจักรทางช้างเผือกของ เราด้วย และยังอาจมีน้ำมากมายในดาราจักรอื่น ๆ เพราะองค์ประกอบของน้ำคือ ไฮโดรเจนและออกซิเจน เป็นธาตุที่มีอยู่มากในเอกภพ กลุ่มเมฆระหว่างดาวในที่สุดก็รวมตัวกันเป็นเนบิวลาสุริยะ และระบบสุริยะ

ปรากฏในรูปไอน้ำ

  • ชั้นบรรยากาศของดาวพุธ: 3.4% และน้ำปริมาณมากบนชั้นเอกโซสเฟียร์ของดาวพุธ[23]
  • ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์: 0.002%
  • ชั้นบรรยากาศของโลก: ประมาณ 0.40% เหนือชั้นบรรยากาศ 1–4% บนพื้นผิว
  • ชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร: 0.03%
  • ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดี: 0.0004%
  • ชั้นบรรยากาศของดาวเสาร์: – ในรูปของน้ำแข็งเท่านั้น
  • เอนเซลาดัส (ดาวบริวารของดาวเสาร์): 91%
  • ดาวเคราะห์นอกระบบ ชื่อ เอชดี 189733 บี[24] และ เอชดี 209458 บี[25]

ปรากฏในรูปของเหลว

  • โลก: 71% ของพื้นโลก
  • ยูโรปา: พื้นผิวลึกลงไปในมหาสมุทร 100 กิโลเมตร
  • มีหลักฐานสำคัญชี้ให้เห็นว่าน้ำในรูปของเหลวปรากฏอยู่ใต้พื้นผิวของดวงจันทร์ของดาวเสาร์ชื่อ เอนเซลาดัส

ปรากฏในรูปของแข็ง

หลักฐานล่าสุดชี้ให้เห็นว่ามีน้ำแข็งอยู่ที่ขั้วโลกของดาวพุธ[27] น้ำแข็งอาจปรากฏบนดาวเซเรส และดาวทีทิสด้วย น้ำและสารโวลาไทล์ได้ชนิดอื่นอาจประกอบด้วยองค์ประกอบมากมายที่อยู่ภายในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน และน้ำในชั้นล่างอาจจเป็นในรูปของน้ำไอโอนิกที่เกิดจากโมเลกุลที่แตกตัวเป็นกลุ่มหมอกของไอออนไฮโดรเจนและออกซิเจน และลึกลงไปอีกเป็นน้ำซูเปอร์ไอออนิกที่เกิดจากออกซิเจนตกผลึกแต่ไอออนไฮโดรเจนลอยอย่างอิสระในโครงตาข่าย[28]

แร่ธาตุบางชนิดบนดวงจันทร์มีโมเลกุลของน้ำเป็นองค์ประกอบ ตัวอย่างในปี ค.ศ. 2008 เครื่องมือปฏิบัติการที่ดีดตัวและระบุอนุภาคพบอนุภาคจำนวนเล็กน้อยภายในหิน ภูเขาไฟที่ลูกเรือของยานอพอลโล 15 นำมาจากดวงจันทร์เมื่อปี ค.ศ. 1971[29] นาซารายงานการค้นพบโมเลกุลน้ำครั้งนี้โดยนักทำแผนที่แร่ธาตุวิทยาบนดวง จันทร์ของนาซาบนยานอวกาศขององค์กรงานวิจัยอวกาศสัญชาติอินเดียชื่อ Chandrayaan-1 ในเดือนกันยายน ค.ศ. 2009[30]

ดูเพิ่ม

อ้างอิง

  1. ↑ Henniker, J. C. (1949). "The Depth of the Surface Zone of a Liquid". Reviews of Modern Physics. 21 (2). Reviews of Modern Physics: 322–341. doi:10.1103/RevModPhys.21.322. ISSN 0034-6861.
  2. ↑ Pollack, Gerald. "Water Science". University of Washington, Pollack Laboratory. ข้อมูลเก่าจากต้นฉบับ เมื่อ 2013-02-15. สืบค้นเมื่อ 2011-02-05. Water has three phases – gas, liquid, and solid; but recent findings from our laboratory imply the presence of a surprisingly extensive fourth phase that occurs at interfaces.
  3. ↑ "CIA- The world fact book". Central Intelligence Agency. ข้อมูลเก่าจากต้นฉบับ เมื่อ 2010-01-05. สืบค้นเมื่อ 2008-12-20.
  4. ↑ "United Nations". Un.org. 2005-03-22. สืบค้นเมื่อ 2010-07-25.
  5. 1 2 Gleick, P.H., บ.ก. (1993). Water in Crisis: A Guide to the World's Freshwater Resources. Oxford University Press. น. 13, Table 2.1 "Water reserves on the earth". ข้อมูลเก่าจากต้นฉบับ เมื่อ 2013-04-08. สืบค้นเมื่อ 2013-03-15.
  6. ↑ Water Vapor in the Climate System เก็บถาวร 2007-03-20 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, Special Report, [AGU], December 1995 (linked 4/2007). Vital Water เก็บถาวร 2009-07-08 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน UNEP.
  7. ↑ "MDG Report 2008" (PDF). ข้อมูลเก่าจากต้นฉบับ (PDF) เมื่อ 2010-08-27. สืบค้นเมื่อ 2010-07-25.
  8. ↑ "Public Services" เก็บถาวร 2012-04-07 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, Gapminder video
  9. ↑ Kulshreshtha, S. N (1998). "A Global Outlook for Water Resources to the Year 2025". Water Resources Management. 12 (3): 167–184. doi:10.1023/A:1007957229865. S2CID 152322295.
  10. ↑ "Charting Our Water Future: Economic frameworks to inform decision-making" (PDF). ข้อมูลเก่าจากต้นฉบับ (PDF) เมื่อ 5 กรกฎาคม 2010. สืบค้นเมื่อ 25 กรกฎาคม 2010.{{cite web}}: CS1 maint: date auto-translated (ลิงก์)
  11. ↑ Baroni, L.; Cenci, L.; Tettamanti, M.; Berati, M. (2007). "Evaluating the environmental impact of various dietary patterns combined with different food production systems". European Journal of Clinical Nutrition. 61 (2): 279–286. doi:10.1038/sj.ejcn.1602522. PMID 17035955.
  12. ↑ Kotz, J. C., Treichel, P., & Weaver, G. C. (2005). Chemistry & Chemical Reactivity. Thomson Brooks/Cole. ISBN 0-534-39597-X.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (ลิงก์)
  13. ↑ Ben-Naim, Ariel; Ben-Naim, Roberta; และคณะ (2011). Alice's Adventures in Water-land. Singapore. doi:10.1142/8068. ISBN 978-981-4338-96-7.{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (ลิงก์)
  14. ↑ Crew, Bec. "Physicists Just Discovered a Second State of Liquid Water". ScienceAlert. สืบค้นเมื่อ 2016-11-15.
  15. ↑ "Water: Water—an enduring mystery". สืบค้นเมื่อ 2016-11-15.
  16. ↑ Maestro, L.m.; Marqués, M.i.; Camarillo, E.; Jaque, D.; Solé, J. García; Gonzalo, J.a.; Jaque, F.; Valle, Juan C. Del; Mallamace, F. (2016-01-01). "On the existence of two states in liquid water: impact on biological and nanoscopic systems". International Journal of Nanotechnology. 13 (8–9): 667–677. doi:10.1504/IJNT.2016.079670. ISSN 1475-7435.
  17. ↑ Edmund T. Rolls (2005), "Emotion Explained". Oxford University Press, Medical. ISBN 0198570031, 9780198570035.
  18. ↑ R. Llinas, W. Precht (2012), "Frog Neurobiology: A Handbook". Springer Science & Business Media. ISBN 3642663168, 9783642663161
  19. ↑ Joël Candau (2004), "The Olfactory Experience: constants and cultural variables". Water Science and Technology, volume 49, issue 9, pages 11-17.
  20. ↑ Melnick, Gary, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Neufeld, David, Johns Hopkins University quoted in: "Discover of Water Vapor Near Orion Nebula Suggests Possible Origin of H20 in Solar System (sic)". The Harvard University Gazette. เมษายน 23, 1998.{{cite news}}: CS1 maint: date auto-translated (ลิงก์) "Space Cloud Holds Enough Water to Fill Earth's Oceans 1 Million Times". Headlines@Hopkins, JHU. เมษายน 9, 1998.{{cite news}}: CS1 maint: date auto-translated (ลิงก์) "Water, Water Everywhere: Radio telescope finds water is common in universe". The Harvard University Gazette. กุมภาพันธ์ 25, 1999.{{cite news}}: CS1 maint: date auto-translated (ลิงก์)(linked 4/2007)
  21. ↑ Clavin, Whitney; Buis, Alan (22 กรกฎาคม 2011). "Astronomers Find Largest, Most Distant Reservoir of Water". NASA. ข้อมูลเก่าจากต้นฉบับ เมื่อ 2011-07-24. สืบค้นเมื่อ 2011-07-25.{{cite web}}: CS1 maint: date auto-translated (ลิงก์)
  22. ↑ Staff (22 กรกฎาคม 2011). "Astronomers Find Largest, Oldest Mass of Water in Universe". Space.com. สืบค้นเมื่อ 2011-07-23.{{cite web}}: CS1 maint: date auto-translated (ลิงก์)
  23. ↑ "MESSENGER Scientists 'Astonished' to Find Water in Mercury's Thin Atmosphere". Planetary Society. 2008-07-03. ข้อมูลเก่าจากแหล่งเดิมเมื่อ 2010-01-17. สืบค้นเมื่อ 2008-07-05.
  24. ↑ Water Found on Distant Planet เก็บถาวร 2007-07-16 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน July 12, 2007 By Laura Blue, Time
  25. ↑ Water Found in Extrasolar Planet's Atmosphere – Space.com
  26. 1 2 Sparrow, Giles (2006). The Solar System. Thunder Bay Press. ISBN 1-59223-579-4.
  27. ↑ NASA, "MESSENGER Finds New Evidence for Water Ice at Mercury's Poles เก็บถาวร 2012-11-30 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน", 29 November 2012.
  28. ↑ Weird water lurking inside giant planets, New Scientist, 1 September 2010, Magazine issue 2776.
  29. ↑ Versteckt in Glasperlen: Auf dem Mond gibt es Wasser – Wissenschaft – Der Spiegel – Nachrichten
  30. ↑ Water Molecules Found on the Moon เก็บถาวร 2009-09-27 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, NASA, 24 September 2009

ผลงานที่อ้างถึง

อ่านเพิ่ม

แหล่งข้อมูลอื่น

Related

No related data.

Recommendations