Маленькие дети часто задают вопросы своим родителям, которые кажутся взрослым нелепыми, поэтому человеку трудно на них ответить. Одним из таких вопросов является следующий: почему вода мокрая? Но если рассмотреть его с научной точки зрения, то он окажется не таким и нелепым.
Мокрый предмет - что это означает?
Прежде чем отвечать на вопрос о том, почему вода мокрая, необходимо рассмотреть само понятие "мокрый". Человек под этим словом понимает такое состояние предмета, при котором на его поверхности присутствует какая-либо жидкость. Здесь важно понимать, что этой жидкостью не обязательно является вода, хотя в большинстве случаев речь идет именно об этой субстанции.
Вам будет интересно:Как правильно ставить в слове "торты" ударение
Противоположным мокрому является сухой предмет, то есть на нем не присутствует жидкость.
Что представляет собой вода?
Чтобы понять, почему вода мокрая, необходимо рассмотреть, что представляет собой это вещество. Сразу следует отметить, что оно может быть в трех агрегатных состояниях: твердом (лед), газообразном (водяной пар) и жидком (собственно вода). Только в последнем состоянии вода может быть мокрой.
Вам будет интересно:Значение слова. Что такое тавр?
С химической точки зрения вода образована молекулами H2O. Они состоят из трех атомов (2 водорода и 1 кислорода). Атом кислорода намного больше такового для водорода, его электроны электростатически связаны намного прочнее, чем единственный электрон с единственным протоном у водорода. Последний факт приводит к тому, что при образовании молекулы H2O атом кислорода перетягивает на себя электроны водорода, то есть становится частично отрицательным. Потеряв при образовании химической связи свой электрон, атом водорода приобретает частично положительный электрический заряд. Такое состояние молекулы H2O называют поляризованным. Именно этот эффект лежит в основе "мокрой" воды.
Адгезионные и когезионные силы
Продолжая рассматривать вопрос, почему вода мокрая, перейдем теперь к описанию процессов, происходящих на молекулярном уровне в толще воды и на ее поверхности. Для этого введем два понятия: когезия и адгезия.
Под первым понимают способность молекул вещества притягиваться друг к другу. Благодаря когезии жидкая вода не выливается самопроизвольно из сосуда, в котором она находится. Когезионные силы обусловлены электростатическим взаимодействием между полярными молекулами H2O. В них к частично отрицательному атому O- некоторой молекулы притягиваются частично положительные атомы H+ других молекул.
Если речь идет о толще воды, то результирующая сила, действующая на рассматриваемую молекулу со стороны ее соседей, равна нулю, поскольку все они компенсируют друг друга. Если же рассматривать водную поверхность, то результирующая сила будет отличной от нуля. Она направлена в толщу жидкости и стремится как бы втянуть молекулы с поверхности на глубину. Это явление приводит к возникновению поверхностного натяжения.
Под адгезией понимают силовое взаимодействие между молекулами разных веществ. Здесь мы сталкиваемся с явлением смачиваемости.
Почему вода мокрая?
Наконец, мы вплотную подошли к ответу на этот вопрос. Вода мокрая, потому что она смачивает поверхности других тел. Последний факт объясняется тем, что адгезионное взаимодействие с поверхностью предмета оказывается сильнее, чем силы когезии между молекулами этой жидкости.
В качестве примера противоположности можно назвать жидкую ртуть. Она не смачивает практически никакие твердые предметы, поскольку взаимодействия между атомами Hg значительны и превосходят любые адгезионные силы.
Бывает ли вода более мокрой или менее мокрой?
Пожалуй, этот вопрос звучит еще более непривычно, чем тот, который рассматривается в статье. Как бы странно это ни звучало, но ответ на него является положительным: да, вода может быть более или менее мокрой.
Как было объяснено выше, это свойство жидкостей связано с соотношением сил адгезии и когезии, которое, в свою очередь, коррелирует с поверхностным натяжением. Чем сильнее последнее, тем больше когезионные силы, и тем менее мокрой будет вода. Аналогичные рассуждения можно провести и наоборот.
Имеет ли место полученное умозаключение на практике? Конечно же, имеет. Ярким примером "очень мокрой" воды является субстанция с растворенными в ней моющими средствами. Они приводят к значительному снижению поверхностного натяжения для H2O, поэтому вода начинает легко "прилипать" к грязной посуде, что улучшает ее моющие свойства.
Вода мокрая или сырая?
Ответ на этот вопрос предполагает знание не только значений слов в русском языке, но также и законов физики, описанных выше в статье.
Итак, разница между словами "мокрый" и "сырой" заключается в уровне влажности рассматриваемого предмета. Если он является слишком высоким, так, что с него аж капает вода, тогда говорят о "мокроте", и наоборот, если влажность имеется, но она не настолько велика, чтобы вода капала с намоченного предмета, тогда используют прилагательное "сырой".
Возвращаясь к воде, можно сказать следующее: когда эта жидкость смачивает какой-либо твердый предмет, то на его поверхности возникает слой из молекул H2O, локальная концентрация которых составляет 100% (максимальный уровень влажности). Соответственно, концентрация молекул H2O в самой воде также 100%. Приведенные доводы позволяют говорить, что вода является именно мокрой, а не сырой.
Сырым можно назвать воздух, когда молекулы водяного пара находятся в нем при концентрациях ниже 100%. Сырым также можно назвать полотенце, если им вытерли мокрый стол, и если с него не капает вода.
Другие "неудобные" вопросы детей
Почему вода мокрая, а небо голубое? С первой частью вопроса мы уже разобрались. Что касается цвета неба, то для его понимания следует применить знания уже из другого раздела физики - оптики.
Дело в том, что скорость распространения электромагнитных волн в среде зависит от частоты этих волн. Чем она больше, тем сильнее эффект преломления и рассеивания лучей. Известно, что синяя часть видимого спектра имеет меньшую длину волны и большую частоту, чем красная область. Это означает, что, проходя через земную атмосферу, синие лучи будут испытывать большее рассеяние, чем красные. Результатом этого процесса является голубое небо днем и красный закат солнца вечером. В ночное время суток, поскольку ни о каком солнечном свете говорить не приходится, небо становится прозрачным, и мы можем наблюдать на нем звезды.
Почему вода мокрая, а камни твердые? Для ответа на вторую часть этого вопроса необходимы уже знания о структуре твердых тел. Говоря простым языком, силы связи между атомами (молекулами) твердых предметов настолько велики, что они не позволяют им рассыпаться на мелкие кусочки и оказывают сопротивление любой внешней силе. Поэтому надавливая на камень, мы встречаем его сопротивление, которое описываем, используя понятие "твердость".
