Загадка воды
Вода!
Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты — сама жизнь!
Антуан де Сент-Экзюпери
Вода — самое удивительное, самое загадочное и самое большое богатство на свете. Она играет решающую роль в подавляющем большинстве процессов и явлений, происходящих на нашей планете и за ее пределами. Древние философы рассматривали воду (hydor) в качестве важнейшей составляющей части материи. По Аристотелю, например, вода — одно из четырех неуничтожимых «начал» и ее соединения с другими «началами» (землей, воздухом и огнем) порождают все многообразие окружающего мира.
Современная наука подтвердила роль воды как универсального, планетарного компонента, определяющего структуру и свойства бесчисленного множества объектов живой и неживой природы. Развитие молекулярных и структурно-химических представлений позволило дать объяснение исключительной способности молекул воды образовывать связи с частицами почти всех веществ. Стала проясняться также роль связанной воды в формировании важнейших физических свойств гидратированных органических и неорганических веществ. Большой и все возрастающий интерес привлекает проблема биологической роли воды.
Заселенная живыми организмами тонкая наружная оболочка нашей планеты – биосфера является вместилищем жизни на Земле. Её первоосновой, ее незаменимым компонентом является вода. Вода — это и строительный материал, который используется для создания всего живого, и среда, в которой протекают все жизненные процессы, и растворитель, выносящий из организма вредные для него вещества, и уникальный транспорт, снабжающий биологические структуры всем необходимым для нормального протекания в них сложнейших физико-химических процессов. И это всеобъемлющее влияние воды на любую живую структуру может быть не только положительным, но и отрицательным. В зависимости от своего состояния вода может быть как созидателем цветущей жизни, так и ее разрушителем, могильщиком — всё зависит от ее химического и изотопного состава, структурных, биоэнергетических свойств. Не случайно академик И.В. Петрянов сказал: «Вода — это подлинное чудо природы!».
Великие мыслители всех времен и всех народов придавали исключительное значение воде как одной из первооснов Вселенной.
Фалес из Милета (ок.625 — ок.547 до н.э.), Платон (ок.427 — ок. 347 до н.э.) и его ученик Аристотель (384 — 322 до н.э.) в системе мироздания отводили воде фундаментальную роль. Фалес, основоположник ионийской натурфилософии, считал воду, находящуюся в непрерывном движении, материальной первоосновой всего сущего: «… все вещи возникали из первичной воды и возвращаются в нее опять: все твердое осаждается из воды».
Алхимики положили начало исследованию свойств воды, но дальше своих великих предшественников не пошли, указав на соединение в воде двух начал — холодного и влажного.
Шли годы, менялись поколения исследователей, а вода, обладая таинственной животворной силой, по-прежнему оставалась загадкой. Не прошла она и мимо внимания гениального Леонардо да Винчи (1452-1519), который писал: «Воде была дана волшебная власть стать соком Жизни на Земле». Как точно и глубоко проник Леонардо да Винчи в сущность великой миссии воды!
Французский философ и математик Рене Декарт (1596-1650) посвятил воде научный трактат «О природе воды, и почему она легко превращается то в воздух, то в лед». В понимании физико-химических свойств воды важную роль сыграли исследования английского ученого Роберта Бойля (1627-1691). Однако пути познания природы и свойств воды в ряде случаев имели ошибочные представления. «В течение многих лет я держался мнения, что воздух есть видоизменение воды»,- писал в 1784 году знаменитый создатель паровой машины Джеймс Уатт (1736-1819).
Выдающийся английский химик Джозеф Блэк (1728-1799), проведя ряд красивых экспериментов, открыл скрытую теплоту плавления льда и теплоту парообразования при переходе воды в пар. В одном из опытов Блэк взвесил небольшое количество льда и, поместив его в емкость, добавил равное по массе количество воды. Казалось бы, что смесь после таяния льда должна приобрести среднюю температуру, однако этого не случилось. Температура воды оказалась значительно ниже предполагаемой. Ученому даже удалось установить, что при плавлении каждого грамма льда расходуется около 80 малых калорий (333,7 • 103 Дж/кг). Эту величину Блэк назвал «скрытая теплота плавления льда».
Тонкие и оригинальные эксперименты по исследованию теплоты, затрачиваемой на нагревание различных тел одной массы до одинаковой температуры, позволили Дж. Блэку найти, что количество теплоты, расходуемой для каждого тела, различно. Таким образом, ему удалось открыть теплоемкость воды и других веществ. Сейчас уже хорошо известно, что теплоемкость для каждого вещества строго индивидуальна.