Температура плавлення та кипіння води
Фізичні властивості води
Температура плавлення та кипіння води
Як бачимо, при зменшенні атомної ваги температури знижуються зовсім лінійно. Область існування рідкої фази гідридів стає все більш "холодною", і якби гідрид кисню Н2О був нормальною сполукою, схожою на своїх сусідів по шостій групі, то рідка вода існувала б в діапазоні від -80°С до -95°С. високих температур Н2О завжди була б газом. На щастя для нас і всього живого на Землі, вода аномальна, вона не визнає періодичної закономірності, а слідує своїм законам.
Пояснюється це досить легко - більшість молекул води з'єднана водневими зв'язками. Саме цими зв'язками відрізняється вода від рідких гідридів H2S, H2Se та H2Te. Якби їх не було, вода кипіла б вже при мінус 95 °C. Енергія водневих зв'язків досить велика, і розірвати їх можна лише за значно вищої температури. Навіть у газоподібному стані велика кількість молекул H2O зберігає свої водневі зв'язки, об'єднуючись у димери (H2O)2. Повністю водневі зв'язки зникають лише при температурі водяної пари 600 °C.
Нагадаємо, що кипіння полягає в тому, що бульбашки пари утворюються всередині киплячої рідини. При нормальному тиску чиста вода кипить при 100°С. У разі підведення тепла через вільну поверхню прискорюватиметься процес поверхневого випаровування, але об'ємного пароутворення, характерного для кипіння, не виникає. Кипіння може бути здійснено і зниженням зовнішнього тиску, так як в цьому випадку тиск пари, що дорівнює зовнішньому тиску, досягається при більш низькій температурі. На вершині дуже високої гори тиск і відповідно точка кипіння настільки знижуються, що вода стає непридатною для варіння їжі – не досягаєтьсяпотрібна температура води. При досить високому тиску воду можна нагріти настільки, що в ній може розплавитися свинець (327 ° С), і все ж вона кипіти не буде.
Крім надвеликих температур кипіння плавлення (причому останній процес вимагає занадто великий для такої простої рідини теплоти плавлення), аномальний сам діапазон існування води – сто градусів, на які відрізняються ці температури, – досить великий діапазон для такої низькомолекулярної рідини, як вода. Надзвичайно великі межі допустимих значенні переохолодження та перегріву води - при акуратному нагріванні або охолодженні вода залишається рідкою від -40 °C до +200 °C. Таким чином, температурний діапазон, в якому вода може залишатися рідкою, розширюється до 240 °C.
При нагріванні льоду спочатку температура його підвищується, але з моменту утворення суміші води з льодом температура залишатиметься незмінною доти, доки не розплавиться весь лід. Це пояснюється тим, що тепло, що підводиться до льоду, що тане, перш за все витрачається тільки на руйнування кристалів. Температура льоду, що тане, залишається незмінною до тих пір, поки не відбудеться руйнування всіх кристалів (див. приховану теплоту плавлення).