Наша Земля из космоса выглядит как голубая планета. И это не случайно. Ведь бóльшая часть ее поверхности покрыта водой, благодаря которой на Земле возможно существование жизни. Распространяется ли на воду тот разумный замысел, который мы обнаруживаем в физических константах и в удивительном сочетании планетарных характеристик нашей планеты?
В самом начале первой главы Библии мы находим указание на особое Божественное попечение о воде: «И Дух Божий носился над водою» (Быт.: 1, 2).
Если это так, то особое Божественное попечение о воде придало этому веществу и какие-то особые, уникальные свойства, которые больше нигде, кроме воды, не встречаются. Что может сказать по этому поводу наука?
Ученые удивляются
Еще в первой половине XIX века натуралисты обнаружили, что некоторые из характеристик воды нарушают общепринятые законы природы, что в этих несоответствиях присутствует Божественный замысел, и что они являются доказательством того, что вода была сотворена ради существования жизни. Позже известным русским ученым Дмитрием Менделеевым была составлена периодическая таблица, на основании которой он предсказал существование еще не известных науке элементов, а также свойства этих элементов и их соединений. Так вот оказалось, что вода не признает никаких закономерностей этой периодической системы. Согласно логике этой системы, вода должна была бы замерзать при –90 ОС, а она замерзает при ООС, кипеть при –70 ОС, а она кипит при 100 ОС. И это далеко не все, что делает воду уникальным веществом.
Академик И.В. Петрянов по поводу загадочных свойств воды утверждает следующее: «Почти все физико-химические свойства воды – исключение в природе. Она действительно самое удивительное вещество на свете. Ученые уже немало узнали о воде, разгадали многие ее тайны. Но чем больше они изучают воду, тем больше убеждаются в неисчерпаемости ее свойств, некоторые из которых настолько любопытны, что порой все еще не поддаются объяснению».
Несмотря на то, что вода принята за эталон меры плотности, объема и т.д. для других веществ, сама она, как это не странно, является самым аномальным среди всех веществ.
Вода — это удивительное и уникальное вещество
Окружающая нас вода — это вещество с уникальными свойствами, которые не только еще полностью не объяснены, но далеко не все известны. Нет вещества, более удивительного и загадочного, чем обыкновенная вода. Ее свойства не подчиняются закономерностям, присущим большинству окружающих нас веществ, что вызвано уникальностью строения молекулы воды.
Молекула воды обладает дисимметрией: кислородная часть молекулы имеет отрицательный заряд, а водородная — положительный. Они смещены относительно друг друга, поэтому молекула воды является электрическим диполем и, в тоже время, обладает магнитным моментом. Наличие пространственной асимметрии позволяет молекуле воды, связываясь между собой различным образом, образовывать весьма сложные и разнообразные стабильные структуры — кластеры, которые имеют место как в твердом, так в жидком и даже в газообразном состоянии воды. Приведем несколько примеров особых свойств воды.
Вода — самый сильный природный растворитель: в воде растворяются в той или иной степени все вещества. Каждый раз, например, выпивая стакан горячего чая, мы вместе с ним выпиваем 0,1 миллиграмма растворенного в нем стекла. Вода обладает высоким дипольным моментом и, вследствие этого уникально высокой диэлектрической постоянной, самой высокой среди всех жидкостей! Как только ион какого-либо вещества попадает в воду, он моментально покрывается гидратной оболочкой, образуя «гигантский атом». Недаром еще алхимики говорили: «Вещества не реагируют друг с другом иначе, как только в жидком виде» (то есть в водном растворе). Когда растворяемые вещества попадают в воду, они благодаря свойствам воды усиленно разделяются на все более мелкие частицы, вплоть до молекул и ионов. Получаются гидратированные частицы растворенных веществ, которые и участвуют в разных химических реакциях.
Вода — одно из самых загадочных веществ нашей планеты. Будучи нормальным мономолекулярным соединением, она должна была бы кипеть при + 70°C, а замерзать почти при -100°C. В отличие от всех остальных жидкостей, вода при затвердевании уменьшает свой вес. Максимальная плотность воды имеет место при +4°C. Этот факт чрезвычайно важен для биосферы. В результате лед образуется на поверхности водоемов, не давая им промерзать до дна, и, тем самым, не давая погибнуть рыбам и прочим представителям водной фауны в зимнее время.
Поверхностное натяжение чистой воды больше, чем у любой другой жидкости, кроме ртути. У абсолютно чистой воды поверхностное натяжение таково, что по ней можно было бы кататься на коньках. Наличие примесей резко снижает величину поверхностного натяжения воды. Одна из «странностей» воды в том, что это вещество — единственное на Земле — всегда выступает в трех «лицах» — жидком, твердом и газообразном.
Аномальное поведение воды при замерзании
Одним из таких неповторимых свойств воды является ее способность расширяться при замерзании. Ведь все вещества при замерзании, то есть при переходе из жидкого состояния в твердое, сжимаются, а вода наоборот – расширяется. Ее объем при этом увеличивается на 9%.
Попробуем представить на мгновение, что бы случилось зимой в природе, если бы лед в тонул. Реки, озера, приполярные моря и океаны промерзли бы до самого дна, и все живые организмы в них погибли бы. Но когда на поверхности воды образуется лед, то он, находясь между холодным воздухом и водой, препятствует дальнейшему охлаждению и промерзанию водоемов.
Это необычное свойство воды, кстати, имеет важно и для образования почвы в горах. Попадая в маленькие трещины, которые всегда найдутся в камнях, дождевая вода при замерзании расширяется и разрушает камень. Так, постепенно каменная поверхность становится способной приютить растения, которые своими корнями довершают этот процесс разрушения камней и приводят к образованию на склонах гор почвы.
Четыре градуса выше нуля
Еще одно удивительное свойство воды связано с ее особым состоянием при температуре +4оС. При этой температуре она обладает максимально возможной для себя плотностью, а значит – и тяжестью. Вода при этой температуре тяжелее, чем при какой-либо другой, и поэтому всегда будет опускаться в водоеме на дно. Но долго ли она там пробудет? Дело в том, что дно водоема, как правило, или теплее или холоднее этой воды. Поэтому слои воды с температурой +4оС, достигнув дна, будут или нагреваться или охлаждаться, а после этого всегда всплывать на поверхность. Вследствие этих процессов в водоеме всегда будет происходить перемешивание слоев воды. А это очень важно для жизни, так как вода у дна какого-либо тихого пруда или озерца всегда бедна кислородом, и если бы не происходило перемешивания воды, обитатели водоема начали бы задыхаться от его нехватки.
Аномальные тепловые свойства воды
Как известно, вода, испаряясь с поверхности тела человека, животных и растений, предохраняет их от перегрева. Способность отдавать тепло в окружающую среду при испарении присуща любой жидкости. Однако когда ученые сравнили эти способности у разных жидкостей, то оказалось, что вода является здесь своего рода чемпионкой. По сравнению с любой другой жидкостью она отдает при своем испарении в окружающую среду самое большое количество тепла, что, безусловно, делает ее самым лучшим регулятором температуры нашего тела.
Другое свойство воды, помогающее нам справляться как с перегревом нашего тела, так, впрочем, и с его переохлаждением – это ее аномально высокая теплоемкость. Вода при нагревании на один градус поглощает в 5 – 30 раз больше тепла, чем какое-либо другое вещество. Поэтому и те процессы, которые происходят в нашем организме при интенсивной мышечной работе, вызывают не столь высокое поднятие температуры, как это было бы в случае других жидкостей. У соли, к примеру, такое же количество выделенного тепла вызвало бы поднятие температуры в 5 раз большее, чем у воды, у железа – в 10 раз, а у свинца – в 30 раз.
Еще одно свойство воды, помогающее бороться организму с перегревом – высокая теплопроводность. Если бы эта физическая константа имела бы меньшее значение, то выделяемое в процессе интенсивной физической работы тепло не передавалось бы так хорошо из глубины тела на его поверхность и, соответственно, не удалялось бы из организма вместе с потом.
Такие удивительные свойства воды, помогающие нашему организму сохранять стабильную температуру, имеют значение и для жизни всей нашей планеты. Так, благодаря аномально высокой теплоемкости воды, на континентах не происходит резкого перепада температур зимой и летом, ночью и днем, поскольку они окружены своеобразным термостатом – водами Мирового океана. Летом он не дает Земле перегреваться, а зимой постоянно снабжает континенты теплом. Страны, расположенные вблизи океана, обладают мягким морским климатом. Напротив, безводные пустыни, находящиеся в глубине континентов, характеризуются резкими перепадами температуры, наблюдающимися даже в течение одних суток.
Еще одно аномальное свойство воды, имеющее значение для жизни всей планеты, связано с тем, что она обладает не только аномально высокой теплотой испарения предохраняющей наш организм от перегрева, но и аномально высокой скрытой теплотой плавления. У стали эта величина почти вдвое ниже, у свинца – ниже почти в 15 раз. Это свойство воды спасает нас от катастрофических весенних наводнений. Из-за медленного таяния льда и снега почва вбирает в себя достаточное количество влаги и тем самым предотвращает в некоторых случаях гибель растений во время засухи.
Удивительное сочетание
Подобное же сочетание полезных свойств, имеющих значение как для внутренних процессов организма, так и для жизни всей планеты, мы можем обнаружить и в других аномальных свойствах воды. Возьмем, к примеру, вязкость. Эта величина у воды имеет идеальное значение для обеспечения жизненных процессов в организме. Будь вязкость воды несколько ниже, вода бы неслась по тончайшим сосудам нашего тела с такой скоростью и силой, что разрушала бы эти сосуды. А если бы вязкость была несколько большей – течение воды в этих сосудах затормозилось, и все жизненные процессы в тканях нашего организма прекратились. Однако вязкость воды оказалась идеальной как для нашей жизни, так и для жизни любых других организмов.
Однако значение вязкость воды идеально не только для внутренних процессов нашего тела, связанных с движением крови в кровеносных сосудах, но и для процессов, протекающих во внешней среде. И здесь мы опять сталкиваемся с чем-то аномальным: в отличие от вязкости других жидкостей она снижается при повышении давления. Повышение температуры также понижает вязкость воды. Этот факт дает объяснение тому, почему подземные воды даже на больших глубинах при высоких давлениях и температурах довольно подвижны – они могут перемещаться, в том числе по направлению к поверхности земли и могут быть, в конце концов, использованы растениями или человеком.
Возможность подобных перемещений обусловлена также необычными свойствами воды – сочетанием в ней высокого значения поверхностного натяжения и смачивания. Эта способность создает в почве и верхних слоях подпочвенного грунта так называемую подвешенную воду, которая, удерживаясь поверхностным натяжением, не стекает в более глубокие горизонты, обеспечивая растения влагой. Благодаря этому же явлению, вода внутри деревьев поднимается с уровня почвы на высоту их кроны. Можно сказать, что одни и те же уникальные свойства воды в очередной раз оказываются необходимыми как для внутренней жизни организмов, так и для создания благоприятных условий их обитания.
Подобное же сочетание внешнего и внутреннего эффектов относится и к замечательной способности воды растворять в себе различные вещества, что определяется особенности ее внутренней структуры. Без этого свойства процессы жизнедеятельности не могли бы протекать в живых организмах. Но это же свойство воды необходимо не только здесь, но и для жизни водоемов, где растворенные вещества играют исключительную роль.
«Тяжелая вода». В тяжелой воде весь водород заменен на дейтерий. Ни по цвету, ни по вкусу, ни по запаху она не отличается от обычной воды. Но физические свойства ее несколько другие. Замерзает она при 3,8°C, кипит при 101,4°C. В результате этих различий природные воды разного происхождения отличаются по изотопному составу. Это результат многократного испарения и конденсации при кругообороте воды. Среднее соотношение в природных водах тяжелой воды и воды обычной 1/6000. Удельный вес тяжелой воды на десять процентов больше, чем у воды обычной. В отличие от обычной воды, тяжелая вода имеет максимальную плотность при +11,6°C.
Не смотря на малую концентрацию, тяжелая вода играет заметную, причем негативную для человека, роль. Разные исследователи независимо друг от друга пришли к единому мнению: дейтерий вреден для организма, замедляя рост и деление клеток, ускоряя старение. В талой воде, полученной из чистого снега, дейтерия на 10% меньше среднего для природных вод значения. Разработана установка, уменьшающая на 65% содержание дейтерия по сравнению с исходной водой.
Одно время в прессе было много публикаций о «живой» и «мертвой» воде, о способах их получения, биологическом действии и видах использования. Не останавливаясь более подробно на этом вопросе, отметим только, что оба этих вида воды получаются путем электролиза воды и отличаются величиной pH. «Мертвая вода» (анолит) имеет кислую среду и оказывает мощное дезинфицирующее и стерилизующее действие, используется для лечения язв, гнойных ран, кожных заболеваний. «Живая вода» (каталит) имеет щелочную среду и является мощным биостимулятором, улучшает деятельность клеток, способствует выведению шлаков и усиливает защитные механизмы организма. Оба эти средства, как «живая», так и «мертвая» вода являются сильнодействующими средствами и для своего применения требуют осторожности и опыта.
Интересные результаты дает использование для питья «обезгаженной» воды, воды содержащей вдвое меньше растворенных в ней газов, как это имеет место в жидкостях биологических объектов. Это улучшает клеточный обмен, стимулирует физиологические процессы. Умывание такой водой улучшает качество кожи.
До сих пор дискутируется проблема 37 градусной температуры в животном мире. Как известно, при нагревании любого вещества теплоемкость его возрастает. Любого, кроме воды: при ее нагревании от 0 до 37 градусов теплоемкость падает, и лишь при дальнейшем нагревании начинает возрастать. Этот факт означает, что при 36-37 градусах для повышения температуры некоторого объема воды необходимо минимальное количество тепла. Видимо, именно это свойство воды явилось селектирующим фактором эволюции в выработке теплокровности на уровне 37 градусов Цельсия. А повышение температуры нужно для повышения интенсивности протекания биологических процессов.
«Память» воды
Еще в 1945 году бельгийский инженер запатентовал способ предохранения паровых котлов от пагубного воздействия накипи. Суть его изобретения заключалась в том, что воду, предназначенную для питания котлов, предварительно подвергали магнитной обработке, в результате чего накипь резко уменьшалась. Последующие исследования показали, что после обработки природной воды в магнитном поле, изменяются многие ее физико-химические свойства. И аналогичные изменения в свойствах воды происходят не только при воздействии на нее магнитного поля, но и под влиянием ряда других физических факторов – звуковых сигналов, электрических полей, температурных изменений, радиации, турбулентности и т.д. Каков же может быть механизм подобных воздействий?
Как известно, каждая молекула воды, состоя из одного атома кислорода и двух атомов водорода, имеет очень сложную пространственную организацию. В случае воды с ее простой формулой Н2О, мы, на самом деле, сталкиваемся с необычно высоко организованной системой. Обычно жидкости, как, впрочем, и газы, характеризуются хаотичным расположением в них молекул. Но не такова природа «самой удивительной жидкости». Рентгеновский анализ структуры воды показал, что жидкая вода ближе по своей структуре к твердым телам, а не к газам, поскольку в размещении молекул воды явно прослеживалась некоторая регулярность – ближний порядок, характерный для твердых тел. Этот ближний порядок, принято описывать таким понятием как микрокластеры, которыми называют небольшие устойчивые совокупности молекул воды. При этом ученые выяснили, что у воды, полученной, к примеру, в результате таяния льда и у воды, полученной путем конденсации пара, структура ближнего порядка будет различная – их микрокластеры будут иметь разное строение. Опыт показывает, что на живые организмы благотворное влияние оказывает именно талая вода.
Структурные различия воды сохраняются в течение определенного времени, что позволило ученым говорить о загадочном механизме «памяти» этой удивительной жидкости. Не вызывает сомнение тот факт, что вода некоторое время «помнит» осуществленное на нее физическое воздействие, и эта «записанная» в воде информация оказывает влияние на живые организмы, в том числе на человека. Ведь, как уже говорилось, в состав тела любого организма вода входит в весьма значительных количествах. И, как показали исследования, внутри организма вода находится в особом состоянии, еще более сходном с состоянием твердого тела, по сравнению с обычной водой.
Источник
30 сентября, 2019 - 9:51 пп
Структурные различия воды
29 декабря, 2019 - 6:11 дп
Мы состоим из воды
25 сентября, 2020 - 12:54 пп
Вода это один из главных компонентов биологической жизни