Vesi (H2O) - omadused, olekud, veeringlus ja elutähtsus
Vesi (H
2O) on läbipaistev, maitsetu, lõhnatu ja peaaegu värvitu keemiline aine, mis katab üle 70% Maa pinnast. Ükski teadaolev elu ei saa elada ilma selleta. Vesi koosneb kahest vesinikuaatomist ja ühest hapnikuaatomist ning selle molekulidel on eripärane kolmemõõtmeline kuju ja polaarsus, mis annab veele unikaalsed omadused nagu lahustuvus, kõrge soojusmahtuvus ja pindpinevus.
Peamised omadused
- Lahusti: Vesi on väga hea polarne lahusti, mis lahustab paljusid aineid, mistõttu seda nimetatakse sageli "universaalseks lahustiks".
- Tihedus: Vesi on kõige tihedam umbes 4 °C juures; jää on veest vähem tihe, mistõttu jää ujub pinnal.
- Faasimuutused: Vee sulamistemperatuur on 0 °C ja keemistemperatuur 100 °C (1 atm rõhul). Faaside muutumisega kaasneb palju soojushulka (latentne soojus), mis aitab stabiliseerida temperatuure looduses.
- Termiline omadus: Vesi omab kõrget erisoojusvõimet, mis aitab reguleerida keskkonna ja organismide temperatuuri.
- Pindpinevus ja kapillaarne tõmme: Hüdrofoobsete ja hügroskoopsete nähtuste tõttu moodustab vesi kõrge pindpinevuse, mis võimaldab mõningatel väikestel organismidel ja esemete pinnal püsida.
- Keemilised omadused: Vesi võib toimida nii protoliitilise keskkonnana (donor või akseptor H+-ioonide) kui ka redoks-reaktsioonide osalise keskkonnana.
Olekud ja faasid
Järved, ookeanid, mered ja jõed koosnevad peamiselt vedelast veest. Sademed on vesi, mis langeb pilvedest taevas. See võib olla vihm (vedel), kui õhutemperatuur on üle sulamispunkti, või võib sadeneda lumi või räitsakad, kui õhk on külm. Kui vesi muutub väga külmaks (alla 0 °C), jäätub see ja muutub jääks, vee külmunud variandiks. Kui vesi läheb väga kuumaks (üle 100 °C), siis keeb see ja muutub auruks või veeauruks.
Veeringlus (hüdroloogiline tsükkel)
Vesi liigub atmosfääris, maismaal ja ookeanides läbi pideva ringluse, mida nimetatakse veeringluseks:
- Evaporatsioon / aurustumine: Päikeseenergia soojendab vett ja muudab selle auruks.
- Transpiratsioon: Taimed vabastavad vett atmosfääri läbi lehtede.
- Konventsioon ja kondensatsioon: Veeaur tõuseb, jahtub ning kondenseerub pilvedeks.
- Sademed: Vesi langeb tagasi maapinnale vihma, lume või muu sademena.
- Perkolatsioon ja infiltreerumine: Vesi imbub mulda, täites põhjaveevarusid.
- Jooks ja äravool: Ülejäänud vesi voolab ojades ja jõgedes tagasi merre või ladestub pinnal.
Elutähtsus ja kasutus
Vesi on eluks hädavajalik. See osaleb peaaegu kõigis biokeemilistes protsessides: lahustab ja transpordib toitaineid, reguleerib organismide temperatuuri, osaleb ainevahetuses ning on rakkudele struktuurseteks elementideks. Inimkond kasutab vett joogiks, põllumajanduses kastmiseks, tööstuses jahutuseks ja protsessiveeks, hügieeniks ning elektritootmiseks (hüdroenergia).
Tarbitav vesi peab olema magevesi ning tihti puhastatud või filtreeritud, et eemaldada mikroorganisme ja saasteained. Meetodid hõlmavad kanaliseerimist, veepuhastust, reoveepuhastust ja vajadusel merevee desaliniseerimist.
Veevarud, ohud ja säästmine
Kuigi Maa pind on peamiselt kaetud veega, on kättesaadav ja puhas magevesi piiratud ressurss. Mõned uuringud näitavad, et 2025. aastaks ei ole enam kui pooltel inimestel maailmas piisavalt magevett – see viitab vee ebavõrdsele jaotusele, saastumisele, kliimamuutuste mõjule ning kasvavale veekasutusele.
Vee säästmiseks ja kaitsmiseks on olulised:
- puhaste veemajanduse ja infrastruktuuri arendamine,
- tõhus põllumajanduslik veekasutus (tilk-kastmine, niisutuse optimeerimine),
- reovee taaskasutus ja puhastamine,
- saasteallikate vähendamine ja seire,
- avalik teadlikkuse tõstmine ning poliitikad, mis toetavad õiglast veejaotust.
Lõpetuseks
Vesi on ainulaadne ja mitmekülgne aine, mille füüsikalised ja keemilised omadused mõjutavad nii Maa kliimat kui ka elusüsteeme. Selle mõistmine, kaitsmine ja säästlik kasutamine on võtmetähtsusega jätkusuutliku tuleviku tagamiseks.
Vesi on kolmes olekus: vedel (sealhulgas pilved, mis on aerosoolid), tahke (jää) ja gaasiline (veeaur, mis on nähtamatu).
Vesi on kolmes olekus: vedel (sealhulgas pilved, mis on aerosoolid), tahke (jää) ja gaasiline (veeaur, mis on nähtamatu).
Vee füüsikaline keemia
Vesi on vedelik. Vesi on ainus keemiline aine Maal, mis eksisteerib looduslikult kolmes olekus. Inimesed teavad vee kohta üle 40 anomaalia. Erinevalt enamikust teistest vedelikest, näiteks alkoholist või naftast, laieneb vesi külmumisel umbes 9% võrra. See paisumine võib põhjustada torude purunemise, kui vesi neis jäätub.
Vesi on molekul, mis koosneb 2 vesinikuaatomist ja 1 hapniku aatomist. Selle keemiline valem on H2 O. Nagu teistelgi vedelikel, on ka veel pindpinevus, nii et väike kogus vett võib pinnale tilkuda, selle asemel, et alati laiali valguda ja pinda niisutada. Asjade, millel on midagi pistmist veega, nimes võib olla "hüdro" või "aqua", näiteks hüdroenergia või akvaarium, mis pärinevad vee kreeka ja ladinakeelsetest nimetustest. Seda nimetatakse ka universaalseks lahustiks, sest see lahustab paljusid asju.
Väikeses koguses ei tundu vesi olevat värvuseta, kuid suures koguses (näiteks meredes või järvedes) on vesi väga helesinise värvusega.
Vee füüsikaline keemia
Vesi on vedelik. Vesi on ainus keemiline aine Maal, mis eksisteerib looduslikult kolmes olekus. Inimesed teavad vee kohta üle 40 anomaalia. Erinevalt enamikust teistest vedelikest, näiteks alkoholist või naftast, laieneb vesi külmumisel umbes 9% võrra. See paisumine võib põhjustada torude purunemise, kui vesi neis jäätub.
Vesi on molekul, mis koosneb 2 vesinikuaatomist ja 1 hapniku aatomist. Selle keemiline valem on H2 O. Nagu teistelgi vedelikel, on ka veel pindpinevus, nii et väike kogus vett võib pinnale tilkuda, selle asemel, et alati laiali valguda ja pinda niisutada. Asjade, millel on midagi pistmist veega, nimes võib olla "hüdro" või "aqua", näiteks hüdroenergia või akvaarium, mis pärinevad vee kreeka ja ladinakeelsetest nimetustest. Seda nimetatakse ka universaalseks lahustiks, sest see lahustab paljusid asju.
Väikeses koguses ei tundu vesi olevat värvuseta, kuid suures koguses (näiteks meredes või järvedes) on vesi väga helesinise värvusega.
Vee kasutamine
Taimed ja loomad (sealhulgas inimesed) on enamasti vee sees ja peavad elamiseks vett jooma. See annab keskkonna keemiliste reaktsioonide toimumiseks ja on vere peamine osa. See hoiab kehatemperatuuri ühtlasena, higistades nahast. Vesi aitab verel transportida toitaineid maost kõikidesse kehaosadesse, et keha elus hoida. Vesi aitab verel ka hapnikku kopsudest kehasse transportida. Sülg, mis aitab loomadel ja inimestel toitu seedida, koosneb peamiselt veest. Vesi aitab toota uriini. Uriin aitab eemaldada kehast halbu kemikaale. Inimese keha koosneb 60% kuni 70% ulatuses veest, kuid see väärtus erineb vanusega, st loote sisemus on 95% ulatuses vesi.
Vesi on selliste jookide nagu piim, mahl ja vein peamine koostisosa. Igasugune jook sisaldab ka muid asju, mis lisavad maitse või toitaineid, näiteks suhkrut, puuvilju ja mõnikord ka alkoholi. Vett, mida inimene saab juua, nimetatakse "joogiveeks" (või "joogiveeks"). Ookeanide vesi on soolane vesi, kuid järvedes ja jõgedes on tavaliselt soolata vesi. Ainult umbes 3% kogu veest Maal on magevesi. Ülejäänud on soolane vesi.
Paljudes kohtades, sealhulgas linnades ja kõrbetes, ei ole nii palju vett, kui inimesed soovivad. Nad ehitavad akvedukte, et vett sinna tuua.
Kuigi inimesed suudavad ilma toiduta ellu jääda paar kuud, suudavad nad ilma veeta ellu jääda vaid päeva või kaks. Mõned kõrbeloomad saavad toidust piisavalt vett, kuid teised peavad jooma. Veel ei ole lõhna, maitset ega värvi.
Vett kasutatakse ka vaba aja veetmise eesmärgil, vt veespordialade loetelu.
Enamikus tuumareaktorites kasutatakse vett nii jahutusvedeliku kui ka neutronmoderaatorina. See võib olla tavaline vesi (mida tuumatööstuses nimetatakse kergeks veeks) või raske vesi.
Kraanist langev veetilk.
Vee kasutamine
Taimed ja loomad (sealhulgas inimesed) on enamasti vee sees ja peavad elamiseks vett jooma. See annab keskkonna keemiliste reaktsioonide toimumiseks ja on vere peamine osa. See hoiab kehatemperatuuri ühtlasena, higistades nahast. Vesi aitab verel transportida toitaineid maost kõikidesse kehaosadesse, et hoida keha elus. Vesi aitab verel ka hapnikku kopsudest kehasse transportida. Sülg, mis aitab loomadel ja inimestel toitu seedida, koosneb peamiselt veest. Vesi aitab toota uriini. Uriin aitab eemaldada kehast halbu kemikaale. Inimese keha koosneb 60% kuni 70% ulatuses veest, kuid see väärtus erineb vanusega, st loote sisemus on 95% ulatuses vesi.
Vesi on selliste jookide nagu piim, mahl ja vein peamine koostisosa. Igasugune jook sisaldab ka muid asju, mis lisavad maitse või toitaineid, näiteks suhkrut, puuvilju ja mõnikord ka alkoholi. Vett, mida inimene saab juua, nimetatakse "joogiveeks" (või "joogiveeks"). Ookeanide vesi on soolane vesi, kuid järvedes ja jõgedes on tavaliselt soolata vesi. Ainult umbes 3% kogu veest Maal on magevesi. Ülejäänud on soolane vesi.
Paljudes kohtades, sealhulgas linnades ja kõrbetes, ei ole nii palju vett, kui inimesed soovivad. Nad ehitavad akvedukte, et vett sinna tuua.
Kuigi inimesed suudavad ilma toiduta ellu jääda paar kuud, suudavad nad ilma veeta ellu jääda vaid päeva või kaks. Mõned kõrbeloomad saavad toidust piisavalt vett, kuid teised peavad jooma. Veel ei ole lõhna, maitset ega värvi.
Vett kasutatakse ka vaba aja veetmise eesmärgil, vt veespordialade loetelu.
Enamikus tuumareaktorites kasutatakse vett nii jahutusvedeliku kui ka neutronmoderaatorina. See võib olla tavaline vesi (mida tuumatööstuses nimetatakse kergeks veeks) või raske vesi.
Vett kasutatakse ka paljude esemete pesemiseks. Kaupu, teenuseid ja inimesi transporditakse veesõidukitega veekogudel teistesse riikidesse.
Vett kasutatakse keemilistes reaktsioonides lahustina või reaktandina. Vett kasutatakse ka tuletõrjes. Vett kasutatakse ka toiduvalmistamisel.
Kraanist langev veetilk.
Divesinikmonooksiidi paroodia
Divesinikmonooksiidi paroodia hõlmab vee nimetamist tundmatu keemilise nimetusega "divesinikmonooksiid" (DHMO) ja mõnede selle kahjulike mõjude murettekitavat üleslugemist. Mõned näited hõlmavad juttu sellest, kuidas "see põhjustab põletust, lämbumist ja korrosiooni", kuigi tegelikult räägitakse lihtsalt kuumast veest, uppumisest ja roostest. Mõnikord kutsutakse paroodias üles seda keelustama ja/või ohtlikuks märgistama.
Pila toimib, sest see kasutab ära inimeste arusaamatust. Vee nimetamine tundmatu nimega ja selle kuuldavaks tegemine kui kahjulik kemikaal võib panna inimesi arvama, et see on ohtlik, kui nad ei tea, et sa räägid lihtsalt veest.
"Divesinikmonooksiid" on vee alternatiivne keemiline nimetus, kuid keegi ei kasuta seda. Sõna "divesinik" tähendab kahte vesinikku ja "monoksiid" tähendab ühte hapnikku. Vee keemilises valemis on kaks vesinikku ja üks hapnik.
Paroodia saavutas suurima populaarsuse 1990. aastatel, kui 14-aastane Nathan Zohner kogus DHMO-vastaseid petitsioone teadusliku projekti jaoks, mis käsitles kergeusklikkust. Zohner lollitas paljusid inimesi, mis on viinud selleni, et tema projekti kasutatakse kriitilise mõtlemise ja teadusliku meetodi tundides.
Veebisait DHMO.org on nalja veebileht, mis loetleb vee (DHMO) kahjulikke mõjusid, vastab küsimustele ja nõuab muu hulgas selle keelustamist.
Divesinikmonooksiidi paroodia
Divesinikmonooksiidi paroodia hõlmab vee nimetamist tundmatu keemilise nimetusega "divesinikmonooksiid" (DHMO) ja mõnede selle kahjulike mõjude murettekitavat üleslugemist. Mõned näited hõlmavad juttu sellest, kuidas "see põhjustab põletust, lämbumist ja korrosiooni", kuigi tegelikult räägitakse lihtsalt kuumast veest, uppumisest ja roostest. Mõnikord kutsutakse paroodias üles seda keelustama ja/või ohtlikuks märgistama.
Pila toimib, sest see kasutab ära inimeste arusaamatust. Vee nimetamine tundmatu nimega ja selle kuuldavaks tegemine kui kahjulik kemikaal võib panna inimesi arvama, et see on ohtlik, kui nad ei tea, et sa räägid lihtsalt veest.
"Divesinikmonooksiid" on vee alternatiivne keemiline nimetus, kuid keegi ei kasuta seda. Sõna "divesinik" tähendab kahte vesinikku ja "monoksiid" tähendab ühte hapnikku. Vee keemilises valemis on kaks vesinikku ja üks hapnik.
Paroodia saavutas suurima populaarsuse 1990. aastatel, kui 14-aastane Nathan Zohner kogus DHMO-vastaseid petitsioone teadusliku projekti jaoks, mis käsitles kergeusklikkust. Zohner lollitas paljusid inimesi, mis on viinud selleni, et tema projekti kasutatakse kriitilise mõtlemise ja teadusliku meetodi tundides.
Veebisait DHMO.org on nalja veebileht, mis loetleb vee (DHMO) kahjulikke mõjusid, vastab küsimustele ja nõuab muu hulgas selle keelustamist.
Vee veidrus
BBC lühiartiklis selgitatakse, et iga molekul Maal on eksisteerinud miljardeid aastaid ja kõik need on pärit mujalt. Vesi on võõras, sest see saabus asteroidide ja komeetidega. See on universumi teine kõige levinum molekul. Miks see ei ole gaas? See koosneb kahest väga kergest elemendist. Ka vee peal hõljuv jää on veider. Samuti külmub kuum vesi kiiremini kui külm, ja keegi ei tea, miks see nii on. Vee molekulid võivad liikuda ülespoole gravitatsioonijõu vastu (see on tingitud pinnakinnitumisest).
Vee kummalisus
BBC lühiartiklis selgitatakse, et iga molekul Maal on eksisteerinud miljardeid aastaid ja kõik need on pärit mujalt. Vesi on võõras, sest see saabus asteroidide ja komeetidega. See on universumi teine kõige levinum molekul. Miks see ei ole gaas? See koosneb kahest väga kergest elemendist. Ka vee peal hõljuv jää on veider. Samuti külmub kuum vesi kiiremini kui külm, ja keegi ei tea, miks see nii on. Vee molekulid võivad liikuda ülespoole gravitatsioonijõu vastu (see on tingitud pinnakinnitumisest).
Vesi universumis
Suur osa universumi veest tekib tähtede moodustumise kõrvalproduktina.
22. juulil 2011 kirjeldati aruandes, et 12 miljardi valgusaasta kaugusel Maast asuva kvaasari ümber on avastatud hiiglaslik veeaurupilv, mis sisaldab "140 triljonit korda rohkem vett kui kõik Maa ookeanid kokku". Teadlaste sõnul näitab see "avastus, et vesi on universumis olnud levinud peaaegu kogu selle eksistentsi jooksul".
Meie galaktika, Linnutee, tähtedevahelistes pilvedes on avastatud vett. Tõenäoliselt leidub vett ohtralt ka teistes galaktikates. Selle komponendid, vesinik-fiihi vesi ja hapnik, kuuluvad universumi kõige sagedamini esinevate elementide hulka. Enamikus teistes planeedisüsteemides on tõenäoliselt sarnased koostisosad.
Band 5 ALMA vastuvõtja on instrument, mis on spetsiaalselt mõeldud vee avastamiseks universumis.
Vesi universumis
Suur osa universumi veest tekib tähtede moodustumise kõrvalproduktina.
22. juulil 2011 kirjeldati aruandes, et 12 miljardi valgusaasta kaugusel Maast asuva kvaasari ümber on avastatud hiiglaslik veeaurupilv, mis sisaldab "140 triljonit korda rohkem vett kui kõik Maa ookeanid kokku". Teadlaste sõnul näitab see "avastus, et vesi on universumis olnud levinud peaaegu kogu selle eksistentsi jooksul".
Meie galaktika, Linnutee, tähtedevahelistes pilvedes on avastatud vett. Tõenäoliselt leidub vett ohtralt ka teistes galaktikates. Selle komponendid, vesinik ja hapnik, kuuluvad universumi kõige sagedamini esinevate elementide hulka. Tõenäoliselt on sarnaseid koostisosi ka enamikus teistes planeedisüsteemides.
Veeaur
Veeauru leidub:
- Päikese atmosfäär: See sisaldab väikestes kogustes vett.
- Merkuuri atmosfäär: Koosneb 3,4% ulatuses veest. Merkuuri eksosfääris on suures koguses vett.
- Veenuse atmosfäär: Koosneb 0,002% veest.
- Maa atmosfäär: Kogu atmosfäär koosneb 0,40% ulatuses veest. Maa pinnal on tavaliselt umbes 1-4% vett. Veeauru leidub väikestes kogustes ka Kuu atmosfääris.
- Marsiatmosfäär: koosneb 0,03% veest.
- Ceres'i atmosfäär
- Jupiteri atmosfäär: Koosneb 0,0004% jääst. Vett on ka tema kuul Europa.
- Saturni atmosfäär: See on vesi, mis on ainult jää. Enceladus koosneb 91% ulatuses jääst ja Dione eksosfääris.
- Uraani atmosfäär: Jääd leidub väikestes kogustes.
- Neptuuni atmosfäär: Neptuuni atmosfääris leidub ka jääd.
- Selliste ekstrapolaarplaneetide nagu HD 189733 b ja HD 209458 b, Tau Boötis b, HAT-P-11b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b ja WASP-19b atmosfäär.
- Tähtede atmosfäärid: Veeauru leidub sellistes hiiglaslikes kuumades tähtedes nagu Betelgeuse, Mu Cephei, Antares ja Arcturus.
Vedel vesi
Maal leidub vedelat vett. See katab umbes 71% Maa pinnast. Vedelat vett leidub mõnikord väikestes kogustes ka Marsil. Teadlased usuvad, et vedel vesi on Enceladusel, Titaanil, Euroopal ja Ganymedil.
Veejää
Veejääd leidub:
- Mars: Marsi põhja- ja lõunapoolusel leidub veejää.
- Maa ja Kuu: See esineb Maal peamiselt jääkihina ning Kuu kraatrites ja vulkaanilistes kivimites.
- Ceres
- Jupiteri kuud: Europa, Ganymede ja Callisto.
- Saturn: See asub Saturni planeetide rõngastes. Seda leidub ka Titanil ja Enceladusel.
- Pluuto ja Charon
- Komeedid ja muud objektid Kuiperi vöös ja Oorti pilves.
Band 5 ALMA vastuvõtja on instrument, mis on spetsiaalselt mõeldud vee avastamiseks universumis.
Marsi lõunapooluse jääkate Marsi suve ajal 2000. aastal
Küsimused ja vastused
K: Mis on vesi?
V: Vesi (H2O) on läbipaistev, maitsetu, lõhnatu ja peaaegu värvitu keemiline aine.
K: Kui suurt osa Maa pinnast see katab?
V: Vesi katab üle 70% Maa pinnast.
K: Millist tüüpi sademed langevad taevas olevatest pilvedest?
V: Sademed, mis langevad pilvedest taevas, võivad olla vihm (vedel), kui nad on soojad, või külmunud, kui nad on külmad.
K: Millisel temperatuuril vesi jäätub?
V: Kui vesi muutub väga külmaks (alla 0 °C (32 °F)), jäätub see ja muutub jääks.
K: Millisel temperatuuril vesi keeb?
V: Kui vesi läheb väga kuumaks (üle 100 °C (212 °F)), siis keeb see ja muutub auruks või veeauruks.
K: Kuidas liigub vesi Maal?
V: Vesi liigub ringi veeringluses.
K: Miks on vesi eluks hädavajalik?
V: Ükski teadaolev elu ei saa elada ilma veeta; seega on vesi elu jaoks hädavajalik.
