X
تبلیغات
علم راهی بسوی آفریدگار جهان - آب مایه حیات

آب مایه حیات

آب ماده ای است که حیات بدون آن میسر نیست. دو سوم بدن انسان را آب تشکیل می دهد، نکته جالب اینکه همه فکر می کنند بیشترین میزان آب بدن در داخل خون که مایع است وجود دارد، در صورتی که تنها ۵٪ آب در خون موجود است و بیشترین میزان آب در داخل سلولها می باشد. اگر آب نباشد هیچ یک از فعالیتهای شیمیایی در بدن صورت نمی گیرد. نیازهای سلول برای جذب مواد مفید و دفع مواد زاید به آب بستگی دارد. اگر آب نباشد بدن یک جسم شکننده و سخت است، آب خاصیت ضربه گیری دارد و با ایجاد حالت ارتجاعی، از اندام های داخلی بدن محافظت می کند.
 
 
آب ماده ای فراوان در کره زمین است. آب به شکل های مختلفی همچون دریا، باران، رودخانه، کوه یخی و... دیده می‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. آب تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه طبیعی آب می‌نامند.
 

یکی از مهمترین ویژگیهای آب این است که حلال خوبی است. اکثر مولکولهای زیستی مانند قندها و اسیدهای آمینه در آب محلول‌اند.  آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را براحتی در خود حل می‌کند. از طرفی مولکول آب به علت خاصیت دو قطبی خود می‌تواند به طرف بارهای مثبت یا منفی سایر ترکیبات جهت گیری کند. در آب مولکولهای قطبی آب حلقه‌ای از هیدروژن (بارمثبت) در پیرامون یون کلر و حلقه‌ای از اکسیژن (بار منفی) در پیرامون هر یون سدیم ایجاد کرده و از این طریق مانع از نزدیک شدن یونهای سدیم و کلر به یکدیگر می‌شوند. ثابت دی‌الکتریک بالای آب باعث کاهش نیروی جاذبه میان یونها می‌شود. در نتیجه احتمال ترکیب مجدد آنها و خارج شدن به صورت رسوب را کم می‌کند. آب از معدود مایعاتی است که می‌تواند در دمای اتاق مقدار زیادی از ترکیبات یونی را در خود حل کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می‌شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.

نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.

 آب کشش سطحي بسيار بالايي دارد. به عبارت ديگر آب چسبنده و الاستيک است و تمايل دارد که بجاي پخش شدن، بصورت فشرده و قطره‌اي باشد. کشش سطحي يکي از دلايل خاصيت مؤينگي آب است و باعث مي‌شود تا آب و مواد محلول موجود در آن در داخل ريشة گياهان و مويرگهاي بدن انسان و آوندهاي گياهي حرکت کند.

مویینگی یکی از پدیده‌های فیزیکی ناشی از نیروهای چسبندگی سطحی است. اگر یک لوله موئین (لوله‌ای بسیار باریک) شیشه‌ای را در آب قرار دهیم آب در لوله بالا می‌رود و سطح آن مقعر خواهد بود اما اگر همین لوله را در جیوه مایع قرار دهیم، جیوه از سطح قبلی خود پایین‌تر می‌ایستد و سطح محدب پیدا می‌کند. بین مولکول های آب و شیشه نیروی چسبندگی سطحی قوی‌تر از نیروی چسبندگی بین مولکول‌های آب با یکدیگر است بنابراین مولکول‌های آب هرچه بیشتر به طرف مولکول‌های شیشه در سطح داخلی لوله موئین کشیده می‌شند و در لوله بالا می‌روند. میزان ارتفاعی که آب در داخل لوله بالا می رود. با شعاع لوله رابطه عکس دارد. یعنی هرچه لوله باریکتر باشد آب تا ارتفاع بالاتری بالا می رود. بدیهی است برای شعاع هایی در حد میکرون آب تا ارتفاع ۱۰۰ متری هم بالا خواهد رفت. از اینجاست که به راحتی می توان پی برد که چگونه خواصیت مویینگی آب باعث می شود که آب بتواند به نوک درختان بلند قامت نیز برسد.

گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن ما با تبخیر آب از طریق منافذ پوست کاسته می‌شود و این کار با مقدار کمی تعریق انجام می شود.

 

یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می‌باشد. آب چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهش می‌یابد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می‌کند.بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است.این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می‌نماید. در این شرایط ، ماهی ها و دیگر آبزیان می‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.

همچنین آب در ۴ درجه سانتی گراد بیش‌ترین چگالی یعنی ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب را دارد، که این مسأله از لحاظ علمی بسیار جالب است و یک استثنا بشمار می‌آید. همین عامل باعث می شود که دمای آن در کف آبهای یخ زده چهار درجه سیلیسیوس باشد. و در نتیجه محل مناسبی برای زندگی آبزیان باشد.

دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است. اهمیت بالا بودن گرمای ویژه آب برای سیستمهای زنده در این است که گرمای وارده شده به این سیستم ، صرف شکستن پیوندهای هیدروژنی بین مولکولهای آب می‌شود و در نتیجه دمای آن سیستم افزایش نمی‌یابد. طی واکنشهای متابولیسمی مقدار قابل توجهی انرژی در سلولها آزاد می‌شود که اگر گرمای ویژه آب بالا نبود، اشکالات فراوانی را برای سلول بوجود می‌آورد.

آب‌های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند. اهمیت آب در تولید محصولات گیاهی غیر قابل انکار است و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. انسانها از آبزیان موجود در رودها و دریاها  تغذیه می کنند. همچنین آب نقش بسیار مهمی در تمییزی و بهداشت و از بین بردن میکروب ها و آلودگی ها به عهده دارد.

آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد نیاز می باشد. یک لیوان آب گوارا چون اکسیری نجات بخش برای فرد تشنه است.

 

* و خداوند از آسمان آبی فروفرستاد پس با آن زمین را پس از مرگش زنده ساخت. حقا که در این (امر) نشانه ای است برای گروهی که می شنوند. (سوره نحل آیه ۶۵)

* آیا آبی را که می نوشید دیده اید؟ آیا شما آن را از ابر سفید باران زا فرود می آوردید یا ما فروفرستنده ایم؟ (سوره واقعه آیه ۶۸-۶۹)

 

+ نوشته شده توسط محمد علی کوشش در پنجشنبه یازدهم شهریور 1389 و ساعت 18:51 |


Powered By
BLOGFA.COM