آب یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیایی H 2 O است . این یک ماده شیمیایی شفاف، بی مزه، بی بو، [c] و تقریباً بی رنگ است . این ماده اصلی تشکیل دهنده هیدروسفر زمین و مایعات همه موجودات زنده شناخته شده است (که در آن به عنوان یک حلال عمل می کند [20] ). علیرغم اینکه انرژی غذایی یا ریزمغذی های ارگانیک را تامین نمی کند ، برای همه اشکال شناخته شده زندگی حیاتی است . فرمول شیمیایی آن، H 2 O ، نشان می دهد که هر یک از مولکول های آن حاوی یک اکسیژن و دو اتم هیدروژن است که با پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده اند . اتم های هیدروژن با زاویه 104.45 درجه به اتم اکسیژن متصل می شوند. [21] در شکل مایع، H 2 O همچنین در دما و فشار استاندارد "آب" نامیده می شود .
از آنجایی که محیط زمین نسبتاً به نقطه سه گانه آب نزدیک است، آب به صورت جامد ، مایع و گاز روی زمین وجود دارد . [22] بارش را به شکل باران و ذرات معلق در هوا به شکل مه تشکیل می دهد . ابرها از قطرات معلق آب و یخ ، حالت جامد آن تشکیل شده اند. وقتی ریز تقسیم می شود، یخ کریستالی ممکن است به شکل برف رسوب کند . حالت گازی آب بخار یا بخار آب است .
آب حدود 71 درصد از سطح زمین را پوشانده است و دریاها و اقیانوس ها بیشتر حجم آب (حدود 96.5 درصد) را تشکیل می دهند. [23] بخش‌های کوچکی از آب به‌عنوان آبهای زیرزمینی (7/1 درصد)، در یخچال‌ها و کلاهک‌های یخی قطب جنوب و گرینلند (7/1 درصد) و در هوا به‌عنوان بخار ، ابرها (شامل یخ و آب مایع معلق در هوا) وجود دارد. و بارندگی (0.001%). [24] [25] آب به طور مداوم در چرخه آب تبخیر ، تعرق ( تبخیر و تعرق )، تراکم ، بارش و رواناب حرکت می کند و معمولاً به دریا می رسد.
آب نقش مهمی در اقتصاد جهانی دارد . تقریباً 70 درصد آب شیرین مصرفی انسان صرف کشاورزی می شود . [26] ماهیگیری در آبهای شور و شیرین منبع اصلی غذا برای بسیاری از نقاط جهان بوده و همچنان ادامه دارد و 5/6 درصد پروتئین جهانی را تامین می کند. [27] بیشتر تجارت کالاها از راه دور (مانند نفت، گاز طبیعی و محصولات تولیدی) با قایق از طریق دریاها، رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و کانال‌ها حمل می‌شود. مقادیر زیادی آب، یخ و بخار برای سرمایش و گرمایش در صنعت و منازل استفاده می شود. آب یک حلال عالی برای انواع مواد معدنی و آلی است. به این ترتیب، به طور گسترده ای در فرآیندهای صنعتی و در پخت و پز و شستشو استفاده می شود. آب، یخ و برف نیز در بسیاری از ورزش‌ها و سایر سرگرمی‌ها، مانند شنا ، قایق‌سواری تفریحی، قایق‌سواری ، موج‌سواری ، ماهیگیری ورزشی ، غواصی ، اسکیت روی یخ ، اسنوبورد و اسکی نقش اساسی دارند .
کلمه آب از انگلیسی باستانی wæter ، از زبان پروتو-ژرمنی * watar (منبع نیز watar ساکسونی قدیم ، wetir فریسی قدیم ، آب هلندی ، آلمانی عالی قدیمی wazzar ، آلمانی Wasser ، vatn ، گوتیک 🐍🐌𐍄𐍉 ( wato )) گرفته شده است . هندواروپایی * wod-یا ، شکل پسوند ریشه * wed- ( « آب » ؛ « تر » ). [28] همچنین ، از طریق ریشه هندواروپایی، با یونانی ύδωρ ( ýdor ؛ از یونانی باستان ὕδωρ ( hýdōr )، از آنجایی انگلیسی « hydr- » ، روسی вода́ ( vodá )، uisce ایرلندی ، و آب آلبانیایی همسایه است .
یکی از عوامل در تخمین زمانی که آب روی زمین ظاهر شد این است که آب به طور مداوم در فضا از دست می رود. مولکول‌های H 2 O در جو در اثر فتولیز شکسته می‌شوند و اتم‌های هیدروژن آزاد حاصل می‌توانند گاهی اوقات از کشش گرانشی زمین فرار کنند . زمانی که زمین جوانتر و جرم کمتری داشت ، آب به راحتی در فضا از بین می رفت. انتظار می‌رود عناصر سبک‌تری مانند هیدروژن و هلیوم به‌طور مداوم از جو نشت کنند، اما نسبت‌های ایزوتوپی گازهای نجیب سنگین‌تر در جو مدرن نشان می‌دهد که حتی عناصر سنگین‌تر در جو اولیه نیز در معرض تلفات قابل‌توجهی بوده‌اند. [29] به طور خاص، زنون برای محاسبات از دست دادن آب در طول زمان مفید است. نه تنها یک گاز نجیب است (و بنابراین از طریق واکنش های شیمیایی با عناصر دیگر از جو حذف نمی شود)، بلکه مقایسه بین 9 ایزوتوپ پایدار آن در جو مدرن نشان می دهد که زمین حداقل یک اقیانوس آب را زود از دست داده است. در تاریخ آن، بین دوران هادین و آرکئن . [30] [ توضیحات لازم است ]
هر گونه آبی روی زمین در طول بخش دوم برافزایش آن، در اثر برخورد ماه (حدود 4.5 میلیارد سال پیش) مختل شده است ، که احتمالاً بخش زیادی از پوسته زمین و گوشته بالایی را تبخیر کرده و یک جو بخار سنگی در اطراف سیاره جوان ایجاد کرده است. . [31] [32] بخار سنگ در عرض دو هزار سال متراکم می‌شد و مواد فرار داغی را از خود به جای می‌گذاشت که احتمالاً منجر به یک جو اکثریت دی اکسید کربن با هیدروژن و بخار آب می‌شد . پس از آن، اقیانوس های آب مایع ممکن است با وجود دمای سطح 230 درجه سانتیگراد (446 درجه فارنهایت) به دلیل افزایش فشار اتمسفر اتمسفر CO2 وجود داشته باشند . با ادامه سرد شدن، بیشتر CO 2 با فرورانش و انحلال در آب اقیانوس از جو حذف شد ، اما سطوح به شدت نوسان کردند زیرا چرخه های سطح و گوشته جدید ظاهر شدند. [33]
شواهد زمین شناسی همچنین به محدود کردن چارچوب زمانی برای آب مایع موجود در زمین کمک می کند. نمونه ای از بازالت بالشی (نوعی سنگ تشکیل شده در طی فوران زیر آب) از کمربند ایسوا گرین استون به دست آمد و شواهدی را ارائه می دهد که نشان می دهد آب در 3.8 میلیارد سال پیش روی زمین وجود داشته است. [34] در کمربند گرین استون Nuvvuagittuq ، کبک، کانادا، سنگ هایی با قدمت 3.8 میلیارد سال توسط یک مطالعه [35] و 4.28 میلیارد سال قدمت توسط مطالعه دیگری [36] شواهدی از وجود آب در این سنین را نشان می دهند. [34] اگر اقیانوسها زودتر از این زمان وجود داشته‌اند، هیچ شواهد زمین‌شناسی هنوز کشف نشده است (که ممکن است به این دلیل باشد که چنین شواهد بالقوه‌ای توسط فرآیندهای زمین‌شناسی مانند بازیافت پوسته از بین رفته‌اند ). اخیراً، در آگوست 2020، محققان گزارش دادند که آب کافی برای پر کردن اقیانوسها ممکن است از ابتدای شکل‌گیری این سیاره همیشه روی زمین وجود داشته باشد . [37] [38] [39]
برخلاف سنگ‌ها، کانی‌هایی به نام زیرکون در برابر هوازدگی و فرآیندهای زمین‌شناسی بسیار مقاوم هستند و به همین دلیل برای درک شرایط در زمین اولیه استفاده می‌شوند. شواهد کانی‌شناسی زیرکن‌ها نشان می‌دهد که آب مایع و جو باید 0.008 ± 4.404 میلیارد سال پیش، یعنی خیلی زود پس از شکل‌گیری زمین، وجود داشته باشد. [40] [41] [42] [43] این تا حدودی یک پارادوکس را نشان می‌دهد، زیرا فرضیه سرد اولیه زمین نشان می‌دهد که دماها به اندازه‌ای سرد بوده که آب را بین 4.4 تا 4.0 میلیارد سال قبل منجمد کند. سایر مطالعات زیرکون های یافت شده در سنگ هادین استرالیا به وجود تکتونیک صفحه ای در اوایل 4 میلیارد سال پیش اشاره دارد. اگر درست باشد، به این معنی است که به جای یک سطح داغ و مذاب و جوی پر از دی اکسید کربن، سطح زمین اولیه بسیار شبیه به امروز (از نظر عایق حرارتی ) بوده است. عمل تکتونیک صفحه ای مقادیر زیادی CO 2 را به دام می اندازد و در نتیجه اثرات گلخانه ای را کاهش می دهد که منجر به دمای بسیار سردتر سطح و تشکیل سنگ جامد و آب مایع می شود. [44].svg/1280px-Water_molecule_(1).svg.png)
آب ( H2O ) یک ترکیب معدنی قطبی است . در دمای اتاق، مایعی بی مزه و بی بو ، تقریباً بی رنگ با رنگ آبی است . ساده‌ترین کالکوژنید هیدروژن ، تا حد زیادی مطالعه‌شده‌ترین ترکیب شیمیایی است و گاهی اوقات به‌عنوان «حلال جهانی» به دلیل توانایی آن در حل کردن مواد بیشتر از هر مایع دیگری توصیف می‌شود، [45] [46] اگرچه در حل کردن مواد غیرقطبی ضعیف است. . [47] این به آن اجازه می دهد تا " حلال حیات" باشد: [48] در واقع، آب همانطور که در طبیعت یافت می شود تقریباً همیشه شامل مواد محلول مختلف است و برای به دست آوردن آب شیمیایی خالص به مراحل خاصی نیاز است . آب تنها ماده رایجی است که به صورت جامد ، مایع و گاز در شرایط عادی زمین وجود دارد. [49]
آب همراه با اکسیدان یکی از دو نام رسمی ترکیب شیمیایی H است
2O ; [50] همچنین فاز مایع H است
2O . [51] دو حالت رایج دیگر ماده آب عبارتند از فاز جامد، یخ ، و فاز گاز، بخار آب یا بخار . افزودن یا حذف گرما می تواند باعث انتقال فاز شود : انجماد (آب به یخ)، ذوب (یخ به آب)، تبخیر (آب به بخار)، تراکم (بخار به آب)، تصعید (یخ به بخار) و رسوب (بخار به بخار ) یخ). [52]
تفاوت آب با بیشتر مایعات این است که با یخ زدن چگالی آن کمتر می شود . [d] در فشار 1 اتمسفر، در دمای 3.98 درجه سانتیگراد (39.16 درجه فارنهایت) به حداکثر چگالی 999.972 کیلوگرم بر متر مکعب می رسد . تقریباً در 4 درجه سانتیگراد (39 درجه فارنهایت). [54] [55] چگالی یخ 917 کیلوگرم بر متر مکعب (57.25 پوند بر فوت مکعب) است که انبساط آن 9 درصد است. [56] [57] این انبساط می‌تواند فشار زیادی وارد کند، لوله‌ها را ترکاند و سنگ‌ها را ترک کند. [58]
در یک دریاچه یا اقیانوس، آب با دمای 4 درجه سانتیگراد (39 درجه فارنهایت) به پایین فرو می رود و یخ روی سطح تشکیل می شود و روی آب مایع شناور می شود. این یخ آب زیر را عایق می کند و از یخ زدن آن به صورت جامد جلوگیری می کند. بدون این حفاظت، بیشتر موجودات آبزی ساکن در دریاچه ها در طول زمستان از بین می روند. [59]
آب یک ماده دیامغناطیس است . [60] اگرچه برهمکنش ضعیف است، اما با آهنرباهای ابررسانا می تواند برهمکنش قابل توجهی داشته باشد. [60]
در فشار یک اتمسفر (اتمسفر)، یخ ذوب می شود یا آب در دمای 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) منجمد می شود (جامد می شود) و آب در دمای 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) می جوشد یا بخار می کند. با این حال، حتی در زیر نقطه جوش، آب می تواند در سطح خود با تبخیر به بخار تبدیل شود (تبخیر در سراسر مایع به عنوان جوش شناخته می شود ). تصعید و رسوب نیز بر روی سطوح رخ می دهد. [52] برای مثال، یخبندان بر روی سطوح سرد رسوب می‌کند در حالی که دانه‌های برف با رسوب روی ذرات آئروسل یا هسته یخ تشکیل می‌شوند. [61] در فرآیند خشک کردن انجمادی ، یک غذا منجمد می شود و سپس در فشار کم ذخیره می شود تا یخ روی سطح آن تصعید شود. [62]
نقطه ذوب و جوش به فشار بستگی دارد. یک تقریب خوب برای سرعت تغییر دمای ذوب با فشار توسط رابطه کلازیوس-کلاپیرون به دست می‌آید :
که در آن و حجم مولی فاز مایع و جامد است و گرمای نهان مولی ذوب است. در بیشتر مواد، حجم ذوب افزایش می یابد، بنابراین دمای ذوب با فشار افزایش می یابد. اما چون چگالی یخ کمتر از آب است دمای ذوب کاهش می یابد. [53] در یخچالهای طبیعی، ذوب فشاری می‌تواند در زیر حجم‌های ضخیم یخ رخ دهد که منجر به دریاچه‌های زیر یخچالی می‌شود . [63] [64]
رابطه Clausius-Clapeyron برای نقطه جوش نیز صدق می کند، اما با انتقال مایع به گاز، فاز بخار چگالی بسیار کمتری نسبت به فاز مایع دارد، بنابراین نقطه جوش با فشار افزایش می یابد. [65] آب می تواند در دمای بالا در اعماق اقیانوس یا زیر زمین در حالت مایع باقی بماند. به عنوان مثال، دما در Old Faithful ، یک آبفشان در پارک ملی یلوستون ، از 205 درجه سانتیگراد (401 درجه فارنهایت) فراتر می رود . [66] در دریچه های گرمابی ، دما می تواند از 400 درجه سانتیگراد (752 درجه فارنهایت) تجاوز کند. [67]
در سطح دریا ، نقطه جوش آب 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) است. با کاهش فشار اتمسفر با ارتفاع، نقطه جوش 1 درجه سانتیگراد در هر 274 متر کاهش می یابد. پخت و پز در ارتفاعات بیشتر از پخت و پز در سطح دریا طول می کشد. برای مثال، در ارتفاع 1524 متری (5000 فوت)، زمان پخت باید یک چهارم افزایش یابد تا به نتیجه مطلوب برسید. [68] برعکس، یک زودپز را می توان برای کاهش زمان پخت با افزایش دمای جوش استفاده کرد. [69] در خلاء، آب در دمای اتاق می جوشد. [70]
در نمودار فاز فشار/دما (شکل را ببینید)، منحنی هایی وجود دارد که جامد را از بخار، بخار را از مایع و مایع را از جامد جدا می کند. اینها در یک نقطه به نام نقطه سه گانه به هم می رسند ، جایی که هر سه فاز می توانند در کنار هم وجود داشته باشند. نقطه سه گانه در دمای 273.16 K (0.01 درجه سانتیگراد؛ 32.02 درجه فارنهایت) و فشار 611.657 پاسکال (0.00604 atm؛ 0.0887 psi) است. [71] این کمترین فشاری است که آب مایع می تواند در آن وجود داشته باشد. تا سال 2019 از نقطه سه گانه برای تعریف مقیاس دمای کلوین استفاده می شد . [72] [73]
منحنی فاز آب/بخار به 647.096 K (373.946 درجه سانتیگراد؛ 705.103 درجه فارنهایت) و 22.064 مگا پاسکال (3200.1 psi؛ 217.75 اتمسفر) خاتمه می یابد. [74] این به عنوان نقطه بحرانی شناخته می شود . در دماها و فشارهای بالاتر، فازهای مایع و بخار یک فاز پیوسته به نام سیال فوق بحرانی را تشکیل می دهند . می توان آن را به تدریج فشرده یا بین چگالی های گاز مانند و مایع منبسط کرد. خواص آن (که کاملاً با خواص آب محیط متفاوت است) به چگالی حساس است. به عنوان مثال، برای فشارها و دماهای مناسب می تواند آزادانه با ترکیبات غیرقطبی ، از جمله بیشتر ترکیبات آلی ، مخلوط شود . این باعث می شود که در کاربردهای مختلف از جمله الکتروشیمی در دمای بالا و به عنوان یک حلال یا کاتالیزور خوش خیم زیست محیطی در واکنش های شیمیایی شامل ترکیبات آلی مفید باشد. در گوشته زمین، در هنگام تشکیل، انحلال و رسوب مواد معدنی به عنوان یک حلال عمل می کند. [75] [76]
شکل معمولی یخ در سطح زمین یخ I h است ، فازی که بلورهایی با تقارن شش ضلعی تشکیل می دهد . دیگری با تقارن کریستالی مکعبی ، یخ Ic ، می تواند در اتمسفر فوقانی رخ دهد. [77] با افزایش فشار، یخ ساختارهای کریستالی دیگری را تشکیل می دهد . از سال 2024، 20 مورد به صورت تجربی تایید شده و چندین مورد دیگر به صورت نظری پیش‌بینی شده‌اند. [78] هجدهمین شکل یخ، یخ XVIII ، یک فاز یخ سوپریونیک مکعبی رو به مرکز، زمانی کشف شد که یک قطره آب در معرض موج ضربه ای قرار گرفت که فشار آب را به میلیون ها اتمسفر و دمای آن را به هزاران اتمسفر افزایش داد. درجه، منجر به ساختاری از اتم های اکسیژن سفت و سخت می شود که در آن اتم های هیدروژن آزادانه در جریان هستند. [79] [80] هنگامی که یخ بین لایه‌های گرافن قرار می‌گیرد ، یک شبکه مربع شکل می‌دهد. [81]
جزئیات ماهیت شیمیایی آب مایع به خوبی درک نشده است. برخی از نظریه ها نشان می دهد که رفتار غیر معمول آن به دلیل وجود دو حالت مایع است. [55] [82] [83] [84]
آب خالص معمولاً بی مزه و بی بو توصیف می‌شود، اگرچه انسان‌ها حسگرهای خاصی دارند که می‌توانند وجود آب را در دهان خود احساس کنند، [85] [86] و قورباغه‌ها می‌توانند آن را بو کنند. [87] با این حال، آب از منابع معمولی (از جمله آب معدنی ) معمولاً دارای بسیاری از مواد محلول است که ممکن است طعم و بوهای مختلفی به آن بدهد. انسان‌ها و سایر حیوانات حواس خود را توسعه داده‌اند که به آنها امکان می‌دهد آب آشامیدنی را ارزیابی کنند تا از آب خیلی شور یا فاسد اجتناب کنند . [88]
آب خالص به دلیل جذب نور در ناحیه c به وضوح آبی است. 600-800 نانومتر [89] رنگ را می توان به راحتی در یک لیوان آب لوله کشی قرار داده شده در پس زمینه سفید خالص، در نور روز مشاهده کرد. نوارهای جذب اصلی که مسئول رنگ هستند، مایه ارتعاشات کششی O-H هستند . شدت ظاهری رنگ با توجه به قانون بیر با عمق ستون آب افزایش می یابد . این همچنین برای مثال در مورد استخر شنا که منبع نور نور خورشید است که از کاشی های سفید استخر منعکس می شود، صدق می کند.
در طبیعت، به دلیل وجود مواد معلق یا جلبک، ممکن است رنگ از آبی به سبز تغییر یابد.
در صنعت، طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک با محلول‌های آبی استفاده می‌شود، زیرا شدت بیشتر رنگ‌های پایین‌تر آب به این معنی است که ممکن است از کووت‌های شیشه‌ای با طول مسیر کوتاه استفاده شود. برای مشاهده طیف جذب کششی اساسی آب یا محلول آبی در منطقه ای در حدود 3500 سانتی متر در 1 (2.85 میکرومتر) [90] طول مسیری در حدود 25 میکرومتر مورد نیاز است. همچنین، کووت باید هم شفاف در حدود 3500 سانتی‌متر مربع باشد و هم در آب نامحلول باشد. فلوراید کلسیم یکی از موادی است که برای پنجره های کووت با محلول های آبی رایج است.
ارتعاشات بنیادی فعال رامان را می توان برای مثال با یک سلول نمونه 1 سانتی متری مشاهده کرد.
گیاهان آبزی ، جلبک ها و سایر موجودات فتوسنتزی می توانند در آب تا عمق صدها متری زندگی کنند، زیرا نور خورشید می تواند به آنها برسد. عملاً هیچ نور خورشیدی به قسمت‌هایی از اقیانوسها که عمق کمتر از 1000 متر (3300 فوت) دارند نمی‌رسد.
ضریب شکست آب مایع (1.333 در 20 درجه سانتیگراد (68 درجه فارنهایت)) بسیار بالاتر از هوا (1.0) است، شبیه به آلکانها و اتانول ، اما کمتر از گلیسرول (1.473)، بنزن (1.501) است. دی سولفید کربن (1.627) و انواع رایج شیشه (1.4 تا 1.6). ضریب شکست یخ (1.31) کمتر از آب مایع است.
در یک مولکول آب، اتم های هیدروژن یک زاویه 104.5 درجه با اتم اکسیژن تشکیل می دهند. اتم های هیدروژن نزدیک به دو گوشه یک چهار وجهی هستند که در مرکز اکسیژن قرار دارند. در دو گوشه دیگر جفت‌های تکی الکترون‌های ظرفیتی وجود دارند که در پیوند شرکت نمی‌کنند. در یک چهار وجهی کامل، اتم ها زاویه 109.5 درجه را تشکیل می دهند، اما دافعه بین جفت های تنها بیشتر از دافعه بین اتم های هیدروژن است. [91] [92] طول پیوند O-H حدود 0.096 نانومتر است. [93]
سایر مواد دارای ساختار مولکولی چهار وجهی هستند، به عنوان مثال متان ( CH
4) و سولفید هیدروژن ( H
2S ). با این حال، اکسیژن بیشتر از سایر عناصر الکترونگاتیو است، بنابراین اتم اکسیژن دارای بار جزئی منفی است در حالی که اتم های هیدروژن تا حدی بار مثبت دارند. همراه با ساختار خمیده، این به مولکول یک گشتاور دوقطبی الکتریکی می دهد و به عنوان یک مولکول قطبی طبقه بندی می شود . [94]
آب یک حلال قطبی خوب است که بسیاری از نمک ها و مولکول های آلی آبدوست مانند قندها و الکل های ساده مانند اتانول را در خود حل می کند . آب همچنین بسیاری از گازها، مانند اکسیژن و دی اکسید کربن را در خود حل می کند - گازهای گازدار نوشیدنی های گازدار ، شراب های گازدار و آبجو. علاوه بر این، بسیاری از مواد موجود در موجودات زنده مانند پروتئین ها ، DNA و پلی ساکاریدها در آب حل می شوند. فعل و انفعالات بین آب و زیرواحدهای این بیوماکرومولکول‌ها، چین‌خوردگی پروتئین ، جفت شدن پایه DNA و سایر پدیده‌های حیاتی برای زندگی ( اثر آبگریز ) را شکل می‌دهند.
بسیاری از مواد آلی (مانند چربی ها و روغن ها و آلکان ها ) آبگریز هستند ، یعنی در آب نامحلول هستند. بسیاری از مواد معدنی نیز نامحلول هستند، از جمله بیشتر اکسیدهای فلزی ، سولفیدها و سیلیکات ها .
به دلیل قطبیت آن، یک مولکول آب در حالت مایع یا جامد می تواند تا چهار پیوند هیدروژنی با مولکول های همسایه ایجاد کند. پیوندهای هیدروژنی حدود ده برابر نیروی واندروالس است که مولکول ها را در بیشتر مایعات به یکدیگر جذب می کند. به همین دلیل است که نقطه ذوب و جوش آب بسیار بالاتر از سایر ترکیبات مشابه مانند سولفید هیدروژن است. آنها همچنین ظرفیت گرمایی ویژه فوق العاده بالای آن (حدود 4.2 J /(g·K))، گرمای همجوشی (حدود 333 J/g)، گرمای تبخیر ( 2257 J/g ) و هدایت حرارتی (بین 0.561 و 0.679) را توضیح می دهند. W/(m·K)). این خواص با ذخیره گرما و انتقال آن بین اقیانوس ها و جو، آب را در تعدیل آب و هوای زمین موثرتر می کند . پیوندهای هیدروژنی آب حدود 23 کیلوژول بر مول است (در مقایسه با پیوند کووالانسی OH در 492 کیلوژول بر مول). تخمین زده می شود که 90٪ از این مقدار به الکترواستاتیک نسبت داده می شود، در حالی که 10٪ باقی مانده تا حدی کووالانسی است. [95]
این پیوندها عامل کشش سطحی بالای آب [96] و نیروهای مویرگی هستند. عمل مویرگی به تمایل آب به حرکت در یک لوله باریک در برابر نیروی گرانش اشاره دارد . تمام گیاهان آوندی مانند درختان به این خاصیت اعتماد دارند. [ نیازمند منبع ]
آب محلول ضعیفی از هیدروکسید هیدرونیوم است - تعادل 2H وجود دارد
2O ⇌ H
3O+
+ اوه-
، در ترکیب با حلالیت یون های هیدرونیوم و هیدروکسید حاصل .
آب خالص رسانایی الکتریکی کمی دارد که با حل شدن مقدار کمی از مواد یونی مانند نمک معمولی افزایش می یابد .
آب مایع را می توان با عبور جریان الکتریکی از آن به عناصر هیدروژن و اکسیژن تقسیم کرد - فرآیندی که الکترولیز نامیده می شود . تجزیه به انرژی ورودی بیشتری نسبت به گرمای آزاد شده توسط فرآیند معکوس (285.8 کیلوژول بر مول یا 15.9 MJ/kg) نیاز دارد. [98]
آب مایع را می توان برای بیشتر اهداف غیرقابل تراکم فرض کرد: تراکم پذیری آن از 4.4 تا متغیر است.5.1 × 10-10 Pa -1 در شرایط عادی. [99] حتی در اقیانوسها در عمق 4 کیلومتری، که فشار آن 400 اتمسفر است، حجم آب تنها 1.8 درصد کاهش می‌یابد. [100]
ویسکوزیته آب در حدود 10-3 Pa · s یا 0.01 پویز در 20 درجه سانتیگراد (68 درجه فارنهایت) است و سرعت صوت در آب مایع بسته به 1400 تا 1540 متر در ثانیه (4600 و 5100 فوت بر ثانیه) است . روی دما صدا فواصل طولانی را در آب با تضعیف کمی می پیماید ، به خصوص در فرکانس های پایین (تقریباً 0.03 دسی بل در کیلومتر برای 1 کیلو هرتز )، خاصیتی که توسط سیتاس ها و انسان ها برای ارتباط و سنجش محیط مورد استفاده قرار می گیرد ( سونار ). [101]
عناصر فلزی که الکترومثبت‌تر از هیدروژن هستند، به ویژه فلزات قلیایی و فلزات قلیایی خاکی مانند لیتیوم ، سدیم ، کلسیم ، پتاسیم و سزیم، هیدروژن را از آب جابجا می‌کنند و هیدروکسید تشکیل می‌دهند و هیدروژن آزاد می‌کنند. در دماهای بالا، کربن با بخار واکنش می دهد و مونوکسید کربن و هیدروژن تشکیل می دهد. [ نیازمند منبع ]
هیدرولوژی مطالعه حرکت، توزیع و کیفیت آب در سراسر زمین است. مطالعه توزیع آب هیدروگرافی است . مطالعه پراکنش و حرکت آبهای زیرزمینی هیدروژئولوژی ، یخچالهای طبیعی یخبندان ، آبهای داخلی لیمنولوژی و توزیع اقیانوسها اقیانوس شناسی است . فرآیندهای اکولوژیکی با هیدرولوژی در کانون توجه اکوهیدرولوژی قرار دارند .
جرم جمعی آب موجود در سطح، زیر و روی سطح یک سیاره، هیدروسفر نامیده می شود . حجم تقریبی آب زمین (کل ذخیره آب جهان) 1.386 میلیارد کیلومتر مکعب (333 میلیون مایل مکعب) است. [24]
آب مایع در بدنه‌های آبی مانند اقیانوس، دریا، دریاچه، رودخانه، نهر، کانال ، برکه یا گودال وجود دارد . اکثر آب های روی زمین را آب دریا تشکیل می دهد . آب در جو در حالت جامد، مایع و بخار نیز وجود دارد. همچنین به عنوان آب زیرزمینی در سفره های زیرزمینی وجود دارد .
آب در بسیاری از فرآیندهای زمین شناسی اهمیت دارد. آب های زیرزمینی در بیشتر سنگ ها وجود دارد و فشار این آب های زیرزمینی بر الگوهای گسلش تاثیر می گذارد . آب موجود در گوشته مسئول مذابی است که در مناطق فرورانش آتشفشان تولید می کند . در سطح زمین، آب در فرآیندهای هوازدگی شیمیایی و فیزیکی مهم است . آب و تا حدی کمتر اما هنوز هم قابل توجه، یخ نیز مسئول مقدار زیادی انتقال رسوب هستند که در سطح زمین اتفاق می‌افتد. ته نشین شدن رسوبات منتقل شده انواع سنگ های رسوبی زیادی را تشکیل می دهد که سابقه زمین شناسی تاریخ زمین را تشکیل می دهد .
چرخه آب (به طور علمی به عنوان چرخه هیدرولوژیکی شناخته می شود) تبادل مداوم آب در هیدروسفر ، بین جو ، آب خاک ، آب های سطحی ، آب های زیرزمینی و گیاهان است.
آب به طور دائم در هر یک از این مناطق در چرخه آب حرکت می کند که شامل فرآیندهای انتقال زیر است:
بیشتر بخارهای آبی که عمدتاً در اقیانوس یافت می شوند به آن باز می گردند، اما بادها بخار آب را به همان میزان رواناب به دریا، حدود 47 تن در سال بر روی خشکی حمل می کنند، در حالی که تبخیر و تعرق در توده های خشکی نیز 72 تن دیگر در سال کمک می کند. بارندگی با نرخ 119 تن در سال در خشکی، چندین شکل دارد: معمولاً باران، برف و تگرگ ، همراه با مه و شبنم . [102] شبنم قطرات کوچکی از آب است که وقتی چگالی زیاد بخار آب با سطح خنک برخورد می کند متراکم می شود. شبنم معمولاً در صبح زمانی که دما در پایین ترین حد است، درست قبل از طلوع خورشید و زمانی که دمای سطح زمین شروع به افزایش می کند، تشکیل می شود. [103] آب متراکم در هوا همچنین ممکن است نور خورشید را شکسته و رنگین کمان تولید کند .
روان آب اغلب بر روی حوضه هایی که به رودخانه ها می ریزند جمع می شود. رواناب از طریق فرسایش ، محیط را شکل می‌دهد و دره‌ها و دلتاهای رودخانه‌ای ایجاد می‌کند که خاک غنی و زمینی هموار برای ایجاد مراکز جمعیتی فراهم می‌کند. سیل زمانی اتفاق می‌افتد که ناحیه‌ای از زمین، معمولاً پست، پوشیده از آب باشد که زمانی اتفاق می‌افتد که رودخانه از کناره‌های آن طغیان کند یا طوفانی رخ دهد. از سوی دیگر، خشکسالی یک دوره طولانی ماه یا سال است که در آن منطقه کمبودی در تامین آب خود مشاهده می کند. این زمانی اتفاق می‌افتد که یک منطقه به دلیل توپوگرافی یا موقعیت مکانی آن از نظر عرض جغرافیایی، به طور مداوم کمتر از میانگین بارندگی دریافت کند .
منابع آب منابع طبیعی آب هستند که به طور بالقوه برای انسان مفید هستند، [104] به عنوان مثال به عنوان منبع تامین آب آشامیدنی یا آب آبیاری . آب هم به صورت "ذخایر" و هم "جریان" رخ می دهد. آب را می توان به صورت دریاچه، بخار آب، آب های زیرزمینی یا سفره های زیرزمینی و یخ و برف ذخیره کرد. از کل حجم آب شیرین جهانی، تخمین زده می شود که 69 درصد در یخچال ها و پوشش دائمی برف ذخیره می شود. 30 درصد در آب های زیرزمینی است. و 1 درصد باقی مانده در دریاچه ها، رودخانه ها، جو و موجودات زنده. [105] مدت زمانی که آب در انبار باقی می ماند بسیار متغیر است: برخی از سفره های زیرزمینی از آب ذخیره شده در طول هزاران سال تشکیل شده اند، اما حجم دریاچه ها ممکن است به صورت فصلی در نوسان باشد، در طول دوره های خشک کاهش یافته و در دوره های مرطوب افزایش می یابد. بخش قابل توجهی از تامین آب برای برخی از مناطق از آب استخراج شده از آب ذخیره شده در انبارها تشکیل می شود و زمانی که برداشت بیش از شارژ مجدد باشد، ذخایر کاهش می یابد. بر اساس برخی برآوردها، 30 درصد از کل آب مصرفی برای آبیاری از برداشت ناپایدار آب های زیرزمینی حاصل می شود که باعث کاهش آب های زیرزمینی می شود . [106]
آب دریا به طور متوسط حاوی حدود 3.5 درصد کلرید سدیم به علاوه مقادیر کمتری از مواد دیگر است. خصوصیات فیزیکی آب دریا از جهات مهمی با آب شیرین متفاوت است. در دمای پایین تری یخ می زند (حدود -1.9 درجه سانتی گراد (28.6 درجه فارنهایت)) و چگالی آن با کاهش دما تا نقطه انجماد افزایش می یابد، به جای اینکه در دمای بالاتر از انجماد به حداکثر چگالی برسد. شوری آب در دریاهای اصلی از حدود 0.7 درصد در دریای بالتیک تا 4.0 درصد در دریای سرخ متغیر است . ( دریای مرده که به دلیل شوری بسیار بالا بین 30 تا 40 درصد شناخته شده است، واقعاً یک دریاچه نمک است .)
جزر و مد عبارت است از بالا آمدن و پایین آمدن دوره ای سطح آب دریاها که توسط نیروهای جزر و مدی ماه و خورشید بر روی اقیانوس ها اعمال می شود. جزر و مد باعث تغییر در عمق آب های دریایی و مصب رودخانه می شود و جریان های نوسانی به نام جریان های جزر و مدی تولید می کند. جزر و مد در حال تغییر تولید شده در یک مکان معین نتیجه تغییر موقعیت ماه و خورشید نسبت به زمین همراه با اثرات چرخش زمین و عمق سنجی محلی است . نوار ساحلی که در جزر و مد غوطه ور می شود و در هنگام جزر و مد در معرض دید قرار می گیرد، منطقه جزر و مدی ، محصول اکولوژیکی مهم جزر و مد اقیانوس است.
از نقطه نظر بیولوژیکی ، آب دارای بسیاری از خواص متمایز است که برای تکثیر حیات حیاتی است. این نقش را با اجازه دادن به ترکیبات آلی برای واکنش نشان می دهد که در نهایت امکان تکثیر را فراهم می کند . تمام اشکال شناخته شده حیات به آب بستگی دارد. آب هم به عنوان یک حلال که بسیاری از املاح بدن در آن حل می شوند و هم به عنوان بخشی ضروری از بسیاری از فرآیندهای متابولیک در بدن حیاتی است. متابولیسم مجموع آنابولیسم و کاتابولیسم است . در آنابولیسم، آب از مولکول ها حذف می شود (از طریق انرژی که نیاز به واکنش های شیمیایی آنزیمی دارد) به منظور رشد مولکول های بزرگتر (مانند نشاسته، تری گلیسیرید، و پروتئین برای ذخیره سازی سوخت و اطلاعات). در کاتابولیسم، از آب برای شکستن پیوندها به منظور تولید مولکول های کوچکتر (مثلاً گلوکز، اسیدهای چرب و اسیدهای آمینه برای استفاده در سوخت برای استفاده از انرژی یا اهداف دیگر) استفاده می شود. بدون آب، این فرآیندهای متابولیکی خاص نمی توانست وجود داشته باشد.
آب هم برای فتوسنتز و هم برای تنفس ضروری است. سلول های فتوسنتزی از انرژی خورشید برای جدا کردن هیدروژن آب از اکسیژن استفاده می کنند. [107] در حضور نور خورشید، هیدروژن با CO ترکیب می شود
2(از هوا یا آب جذب می شود) برای تشکیل گلوکز و آزادسازی اکسیژن. [108] همه سلول‌های زنده از چنین سوخت‌هایی استفاده می‌کنند و هیدروژن و کربن را برای جذب انرژی خورشید و اصلاح آب و CO اکسید می‌کنند.
2در فرآیند (تنفس سلولی).
آب همچنین برای خنثی بودن اسید-باز و عملکرد آنزیم مرکزی است. یک اسید، یک یون هیدروژن ( H+
یعنی یک دهنده پروتون، می تواند توسط یک باز، گیرنده پروتون مانند یون هیدروکسید ( OH) خنثی شود.-
) برای تشکیل آب. آب خنثی در نظر گرفته می شود، با pH (لاگ منفی غلظت یون هیدروژن) در حالت ایده آل 7. اسیدها دارای PH کمتر از 7 هستند در حالی که بازها دارای مقادیر بیشتر از 7 هستند.
آب های سطحی زمین مملو از حیات است. اولین اشکال حیات در آب ظاهر شد. تقریباً همه ماهی ها منحصراً در آب زندگی می کنند و انواع مختلفی از پستانداران دریایی مانند دلفین ها و نهنگ ها وجود دارد. برخی از انواع جانوران مانند دوزیستان بخشی از زندگی خود را در آب و بخشی را در خشکی می گذرانند. گیاهانی مانند کلپ و جلبک در آب رشد می کنند و اساس برخی از اکوسیستم های زیر آب هستند. پلانکتون به طور کلی پایه و اساس زنجیره غذایی اقیانوس ها است .
مهره داران آبزی برای زنده ماندن باید اکسیژن دریافت کنند و این کار را به طرق مختلف انجام می دهند. ماهی ها به جای ریه آبشش دارند ، اگرچه برخی از گونه های ماهی مانند ماهی ریه هر دو را دارند. پستانداران دریایی مانند دلفین ها، نهنگ ها، سمورها و فوک ها برای تنفس هوا باید به صورت دوره ای سطح زمین شوند. برخی از دوزیستان قادر به جذب اکسیژن از طریق پوست خود هستند. بی مهرگان طیف وسیعی از تغییرات را برای زنده ماندن در آب های کم اکسیژن از جمله لوله های تنفسی (به سیفون های حشرات و نرم تنان مراجعه کنید ) و آبشش ها ( Carcinus ) نشان می دهند. با این حال، همانطور که حیات بی مهرگان در یک زیستگاه آبی تکامل یافته است، اکثر آنها تخصص کمی برای تنفس در آب دارند یا اصلاً تخصص ندارند.
تمدن از لحاظ تاریخی در اطراف رودخانه ها و آبراه های اصلی شکوفا شده است. بین رودان ، یکی از به اصطلاح مهدهای تمدن ، بین رودهای بزرگ دجله و فرات قرار داشت . جامعه باستانی مصریان کاملاً به رود نیل وابسته بود . تمدن اولیه دره سند ( حدود 3300 قبل از میلاد - حدود 1300 قبل از میلاد ) در امتداد رودخانه سند و شاخه هایی که از هیمالیا سرازیر می شدند توسعه یافت . رم نیز در سواحل رودخانه تیبر ایتالیا تأسیس شد . کلان شهرهای بزرگی مانند روتردام ، لندن ، مونترال ، پاریس ، نیویورک سیتی ، بوئنوس آیرس ، شانگهای ، توکیو ، شیکاگو و هنگ کنگ موفقیت خود را تا حدی مدیون دسترسی آسان از طریق آب و در نتیجه گسترش تجارت هستند. جزایر دارای بنادر آبی امن، مانند سنگاپور ، به همین دلیل شکوفا شده اند. در مناطقی مانند شمال آفریقا و خاورمیانه که آب کمیاب تر است، دسترسی به آب آشامیدنی سالم عامل اصلی توسعه انسانی بوده و هست.
آب مناسب برای مصرف انسان را آب آشامیدنی یا آب آشامیدنی می نامند. آبی که قابل شرب نیست ممکن است با فیلتر کردن یا تقطیر یا با طیف وسیعی از روش های دیگر قابل شرب شود . بیش از 660 میلیون نفر به آب آشامیدنی سالم دسترسی ندارند. [109] [110]
آبی که برای آشامیدن مناسب نیست اما برای شنا یا استحمام برای انسان مضر نیست، به غیر از آب آشامیدنی یا آشامیدنی به نام‌های مختلف نامیده می‌شود و گاهی به آن آب سالم یا «مطمئن برای استحمام» می‌گویند. کلر یک ماده تحریک کننده پوست و غشای مخاطی است که برای ایمن کردن آب برای حمام کردن یا نوشیدن استفاده می شود. استفاده از آن بسیار فنی است و معمولاً توسط مقررات دولتی نظارت می شود (معمولاً 1 قسمت در میلیون (ppm) برای آب آشامیدنی و 1-2 ppm کلر هنوز با ناخالصی ها برای آب حمام واکنش نشان نداده است). آب برای حمام کردن ممکن است با استفاده از مواد ضدعفونی کننده شیمیایی مانند کلر یا ازن یا با استفاده از نور ماوراء بنفش در شرایط میکروبیولوژیکی رضایت بخش حفظ شود .
احیای آب فرآیند تبدیل فاضلاب (معمولاً فاضلاب که فاضلاب شهری نیز نامیده می شود) به آبی است که می تواند برای مقاصد دیگر مورد استفاده مجدد قرار گیرد. 2.3 میلیارد نفر در کشورهایی با کمبود آب زندگی می کنند که به این معنی است که هر فرد سالانه کمتر از 1700 متر مکعب (60000 فوت مکعب) آب دریافت می کند. سالانه 380 میلیارد متر مکعب (13 × 10 12 فوت مکعب) فاضلاب شهری در سطح جهان تولید می شود. [111] [112] [113]
آب شیرین یک منبع تجدیدپذیر است که توسط چرخه هیدرولوژیکی طبیعی بازگردانده می شود ، اما فشارهای ناشی از دسترسی به آن ناشی از توزیع نابرابر طبیعی در فضا و زمان، افزایش تقاضای اقتصادی توسط کشاورزی و صنعت و افزایش جمعیت است. در حال حاضر، نزدیک به یک میلیارد نفر در سراسر جهان به آب سالم و مقرون به صرفه دسترسی ندارند. در سال 2000، سازمان ملل متحد اهداف توسعه هزاره را برای آب تعیین کرد که تا سال 2015 نسبت مردم در سراسر جهان بدون دسترسی به آب سالم و بهداشت به نصف کاهش یابد . پیشرفت به سوی این هدف نابرابر بود و در سال 2015 سازمان ملل متعهد به اهداف توسعه پایدار برای دستیابی به دسترسی جهانی به آب سالم و مقرون به صرفه و سرویس بهداشتی تا سال 2030 شد. کیفیت پایین آب و بهداشت نامناسب مرگبار هستند. حدود پنج میلیون مرگ در سال ناشی از بیماری های مرتبط با آب است. سازمان بهداشت جهانی تخمین می زند که آب سالم می تواند سالانه از مرگ 1.4 میلیون کودک به دلیل اسهال جلوگیری کند. [114]
در کشورهای در حال توسعه، 90 درصد از کل فاضلاب شهری هنوز تصفیه نشده به رودخانه ها و نهرهای محلی می رود. [115] حدود 50 کشور، با تقریباً یک سوم جمعیت جهان، نیز از کمبود آب متوسط یا زیاد رنج می برند و 17 مورد از این کشورها سالانه بیش از مقداری که از طریق چرخه آب طبیعی خود شارژ می شود، آب استخراج می کنند. [116] این سویه نه تنها بر روی بدنه های آب شیرین سطحی مانند رودخانه ها و دریاچه ها تأثیر می گذارد، بلکه منابع آب زیرزمینی را نیز تخریب می کند.
عمده ترین استفاده انسان از آب برای کشاورزی است، از جمله کشاورزی آبی که 80 تا 90 درصد کل آب مصرفی انسان را به خود اختصاص می دهد. [118] در ایالات متحده، 42٪ از آب شیرین برداشت شده برای استفاده برای آبیاری است، اما اکثریت قریب به اتفاق آب "مصرف شده" (استفاده شده و بازگردانده نشده به محیط زیست) به کشاورزی می رود. [119]
دسترسی به آب شیرین اغلب امری مسلم تلقی می شود، به ویژه در کشورهای توسعه یافته که سیستم های آب پیچیده ای برای جمع آوری، تصفیه، و تحویل آب و حذف فاضلاب ساخته اند. اما فشارهای فزاینده اقتصادی، جمعیتی و اقلیمی نگرانی‌ها را در مورد مسائل آب افزایش می‌دهد و منجر به افزایش رقابت برای منابع آبی ثابت می‌شود و مفهوم اوج آب را به وجود می‌آورد . [120] با ادامه رشد جمعیت و اقتصاد، مصرف گوشت تشنه آب گسترش می‌یابد، و تقاضاهای جدید برای سوخت‌های زیستی یا صنایع جدید پرمصرف آب افزایش می‌یابد، چالش‌های جدید آب محتمل است. [121]
ارزیابی مدیریت آب در کشاورزی در سال 2007 توسط موسسه بین المللی مدیریت آب در سریلانکا انجام شد تا ببیند آیا جهان آب کافی برای تامین غذا برای جمعیت رو به رشد خود دارد یا خیر. [122] این در دسترس بودن فعلی آب برای کشاورزی را در مقیاس جهانی ارزیابی کرد و مکان هایی را که از کمبود آب رنج می برند ترسیم کرد. این نشان داد که یک پنجم از مردم جهان، بیش از 1.2 میلیارد نفر، در مناطقی با کمبود فیزیکی آب زندگی می کنند ، جایی که آب کافی برای پاسخگویی به همه نیازها وجود ندارد. 1.6 میلیارد نفر دیگر در مناطقی زندگی می کنند که با کمبود آب مواجه هستند ، جایی که کمبود سرمایه گذاری در آب یا ظرفیت ناکافی انسانی باعث می شود مقامات نتوانند تقاضای آب را برآورده کنند. این گزارش نشان داد که تولید مواد غذایی مورد نیاز در آینده امکان پذیر خواهد بود، اما ادامه روند تولید مواد غذایی امروزی و روندهای زیست محیطی منجر به بحران در بسیاری از نقاط جهان خواهد شد. برای جلوگیری از بحران جهانی آب، کشاورزان باید برای افزایش بهره وری تلاش کنند تا نیازهای رو به رشد برای غذا را برآورده کنند، در حالی که صنایع و شهرها راه هایی برای استفاده موثرتر از آب پیدا می کنند. [123]
کمبود آب نیز ناشی از تولید محصولات فشرده آب است. به عنوان مثال، پنبه : 1 کیلوگرم پنبه - معادل یک شلوار جین - برای تولید به 10.9 متر مکعب (380 فوت مکعب) آب نیاز دارد. در حالی که پنبه 2.4 درصد از مصرف آب جهان را تشکیل می دهد، آب در مناطقی مصرف می شود که در حال حاضر در معرض خطر کمبود آب هستند. صدمات زیست محیطی قابل توجهی ایجاد شده است: به عنوان مثال، انحراف آب توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق از رودخانه های آمودریا و سیر دریا برای تولید پنبه تا حد زیادی عامل ناپدید شدن دریای آرال بوده است . [124]
در 7 آوریل 1795، گرم در فرانسه برابر با "وزن مطلق حجم آب خالص برابر با یک مکعب یک صدم متر و در دمای ذوب یخ" تعریف شد. [125] با این حال، برای اهداف عملی، یک استاندارد مرجع فلزی مورد نیاز بود، هزار بار سنگین تر، کیلوگرم. بنابراین کار برای تعیین دقیق جرم یک لیتر آب آغاز شد. علیرغم این واقعیت که تعریف مقرر از گرم، آب را در دمای 0 درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) مشخص کرد - دمای بسیار قابل تکرار - دانشمندان تصمیم گرفتند استاندارد را دوباره تعریف کنند و اندازه گیری های خود را در دمای بالاترین چگالی آب انجام دهند . در آن زمان 4 درجه سانتیگراد (39 درجه فارنهایت) اندازه گیری شد. [126]
مقیاس دمای کلوین سیستم SI بر اساس نقطه سه گانه آب است که دقیقاً 273.16 کلوین (0.01 درجه سانتیگراد؛ 32.02 درجه فارنهایت) تعریف شده است، اما از می 2019 بر اساس ثابت بولتزمن است . این مقیاس یک مقیاس دمای مطلق با افزایشی برابر با مقیاس درجه حرارت سلسیوس است که در ابتدا با توجه به نقطه جوش (تنظیم روی 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت)) و نقطه ذوب (تنظیم روی 0 درجه سانتیگراد (32 درجه سانتیگراد) تعریف شده است. و)) آب.
آب طبیعی عمدتاً از ایزوتوپ های هیدروژن-1 و اکسیژن-16 تشکیل شده است، اما مقدار کمی از ایزوتوپ های سنگین تر اکسیژن-18، اکسیژن-17 و هیدروژن-2 ( دوتریوم ) نیز وجود دارد. درصد ایزوتوپ های سنگین تر بسیار اندک است، اما همچنان بر خواص آب تأثیر می گذارد. آب رودخانه ها و دریاچه ها نسبت به آب دریا دارای ایزوتوپ های سنگین تری است. بنابراین، آب استاندارد در مشخصات استاندارد میانگین آب اقیانوسی وین تعریف شده است .
بدن انسان بسته به اندازه بدن از 55 تا 78 درصد آب دارد. [127] [ منبع تولید شده توسط کاربر؟ ] برای عملکرد صحیح، بدن به روزانه بین یک تا هفت لیتر (0.22 و 1.54 imp gal؛ 0.26 و 1.85 US gal) [ نیازمند منبع ] آب برای جلوگیری از کم آبی نیاز دارد . مقدار دقیق به سطح فعالیت، دما، رطوبت و عوامل دیگر بستگی دارد. بیشتر این از طریق غذاها یا نوشیدنی ها به جز نوشیدن آب مستقیم وارد بدن می شود. مشخص نیست که چه مقدار آب مورد نیاز افراد سالم است، اگرچه انجمن رژیم غذایی بریتانیا توصیه می کند که 2.5 لیتر آب در روز حداقل برای حفظ هیدراتاسیون مناسب است، از جمله 1.8 لیتر (6 تا 7 لیوان) که مستقیماً از نوشیدنی ها به دست می آید. [128] ادبیات پزشکی مصرف کمتر، معمولاً 1 لیتر آب را برای یک مرد متوسط، به استثنای نیازهای اضافی به دلیل از دست دادن مایعات ناشی از ورزش یا هوای گرم، ترجیح می دهد. [129]
کلیه های سالم می توانند 0.8 تا 1 لیتر آب در ساعت دفع کنند، اما استرس مانند ورزش می تواند این مقدار را کاهش دهد. افراد می توانند در حین ورزش بسیار بیشتر از حد لازم آب بنوشند و در معرض خطر مسمومیت با آب (هیپر هیدراتاسیون) قرار بگیرند که می تواند کشنده باشد. [130] [131] به نظر می رسد این ادعای رایج که "فرد باید هشت لیوان آب در روز مصرف کند" هیچ پایه علمی ندارد. [132] مطالعات نشان داده اند که مصرف آب اضافی، به ویژه تا 500 میلی لیتر (18 میلی لیتر fl oz؛ 17 اونس آمریکا) در هنگام غذا، با کاهش وزن مرتبط است. [133] [134] [135] [136] [137] [138] مصرف مایعات کافی در پیشگیری از یبوست مفید است. [139]
یک توصیه اولیه برای مصرف آب در سال 1945 توسط هیئت غذا و تغذیه شورای تحقیقات ملی ایالات متحده چنین بود: "یک استاندارد معمولی برای افراد مختلف 1 میلی لیتر برای هر کالری غذا است. بیشتر این مقدار در غذاهای آماده وجود دارد." [140] آخرین گزارش مصرف مرجع رژیم غذایی توسط شورای تحقیقات ملی ایالات متحده به طور کلی، بر اساس میانگین کل آب مصرفی از داده های نظرسنجی ایالات متحده (شامل منابع غذایی): 3.7 لیتر (0.81 میلی گرم، 0.98 گال آمریکا) برای مردان و توصیه می شود. 2.7 لیتر (0.59 imp gal؛ 0.71 US gal) کل آب برای زنان، با توجه به اینکه آب موجود در غذا تقریباً 19٪ از کل آب مصرفی را در نظرسنجی تامین می کند. [141]
به طور خاص، زنان باردار و شیرده به مایعات اضافی برای هیدراته ماندن نیاز دارند. مؤسسه پزشکی ایالات متحده توصیه می کند که به طور متوسط، مردان 3 لیتر (0.66 imp gal؛ 0.79 US gal) و زنان 2.2 لیتر (0.48 imp gal؛ 0.58 US gal) مصرف کنند. زنان باردار باید مصرف را به 2.4 لیتر (0.53 imp gal؛ 0.63 US gal) و زنان شیرده باید 3 لیتر (12 فنجان) مصرف کنند، زیرا مقدار زیادی مایعات در طول شیردهی از دست می رود. [142] همچنین اشاره شد که به طور معمول، حدود 20٪ از آب دریافتی از غذا می آید، در حالی که بقیه از آب آشامیدنی و نوشیدنی ها ( شامل کافئین ) تامین می شود. آب به اشکال مختلف از بدن دفع می شود. از طریق ادرار و مدفوع ، از طریق تعریق ، و با بازدم بخار آب در نفس. با فعالیت بدنی و قرار گرفتن در معرض گرما، از دست دادن آب افزایش می یابد و نیاز روزانه به مایعات نیز ممکن است افزایش یابد.
انسان به آب با ناخالصی های کمی نیاز دارد. ناخالصی‌های رایج شامل نمک‌ها و اکسیدهای فلزی، از جمله مس، آهن، کلسیم و سرب، [143] [ نیازمند منبع کامل ] و باکتری‌های مضر مانند ویبریو است . برخی از املاح برای تقویت طعم و تامین الکترولیت های مورد نیاز قابل قبول و حتی مطلوب هستند . [144]
بزرگترین منبع آب شیرین (از نظر حجم) مناسب برای آشامیدن، دریاچه بایکال در سیبری است. [145]
شستشو روشی برای تمیز کردن است که معمولاً با آب و صابون یا مواد شوینده انجام می شود . شستن منظم و سپس آبکشی هر دو بدن و لباس جزء ضروری بهداشت و سلامت است. [146] [147] [148]
اغلب مردم از صابون ها و مواد شوینده برای کمک به امولسیون کردن روغن ها و ذرات کثیفی استفاده می کنند تا بتوان آنها را شست. صابون را می توان به طور مستقیم یا با کمک یک دستمال شستشو یا به کمک اسفنج یا ابزار تمیز کننده مشابه استفاده کرد .
در زمینه‌های اجتماعی، شستن به عمل استحمام یا شستن قسمت‌های مختلف بدن مانند دست‌ها ، موها یا صورت اطلاق می‌شود . شستن بیش از حد ممکن است به مو آسیب برساند، باعث شوره سر شود یا باعث ضایعات پوستی/پوستی خشن شود. [149] [150] برخی از شستن بدن در ادیانی مانند مسیحیت و یهودیت به عنوان یک عمل پاکسازی انجام می شود .
شستن می تواند به شستن اجسام نیز اشاره داشته باشد. به عنوان مثال، شستن لباس یا سایر اقلام پارچه ای، مانند ملحفه، یا شستن ظروف یا لباس آشپزی . تمیز نگه داشتن اشیا، به خصوص اگر با غذا یا پوست در تعامل باشند، می تواند به بهداشت کمک کند. انواع دیگر شستشو بر حفظ پاکیزگی و دوام اشیایی که کثیف می شوند، تمرکز می کنند، مانند شستن ماشین ، با کف کردن بیرون با صابون ماشین، یا ابزارهای شستشوی مورد استفاده در فرآیند کثیف.
حمل و نقل دریایی (یا حمل و نقل اقیانوسی) یا به طور کلی تر حمل و نقل آبی، حمل و نقل افراد ( مسافران ) یا کالاها ( محموله ) از طریق آبراه ها است . حمل و نقل بار از طریق دریا به طور گسترده ای در طول تاریخ ثبت شده استفاده شده است . ظهور هوانوردی از اهمیت سفرهای دریایی برای مسافران کاسته است، اگرچه هنوز هم برای سفرهای کوتاه و سفرهای تفریحی محبوب است . حمل و نقل از طریق آب ارزان تر از حمل و نقل هوایی یا زمینی است، [151] اما برای مسافت های طولانی تر به طور قابل توجهی کندتر است. طبق گزارش UNCTAD در سال 2020، حمل و نقل دریایی تقریباً 80٪ تجارت بین المللی را تشکیل می دهد.
حمل و نقل دریایی را می توان در هر مسافتی با قایق، کشتی، قایق بادبانی یا بارج ، بر فراز اقیانوس ها و دریاچه ها، از طریق کانال ها یا در امتداد رودخانه ها انجام داد. حمل و نقل ممکن است برای اهداف تجاری ، تفریحی یا نظامی باشد. در حالی که امروزه حمل و نقل داخلی گسترده از اهمیت کمتری برخوردار است، آبراه های اصلی جهان از جمله بسیاری از کانال ها هنوز بسیار مهم هستند و جزء لاینفک اقتصادهای سراسر جهان هستند . به ویژه، به ویژه، هر ماده ای را می توان با آب جابجا کرد. با این حال، حمل و نقل آب زمانی غیر عملی می شود که تحویل مواد مانند انواع مختلف محصولات فاسد شدنی از نظر زمانی حیاتی باشد . با این حال، حمل و نقل آبی با محموله های برنامه ریزی شده منظم، مانند حمل و نقل فرا اقیانوسی محصولات مصرفی - و به ویژه برای بارهای سنگین یا محموله های فله ، مانند زغال سنگ ، کک ، سنگ معدن ، یا غلات بسیار مقرون به صرفه است . مسلماً، انقلاب صنعتی اولین تأثیرات خود را داشت که در آن حمل و نقل ارزان آب از طریق کانال، ناوبری یا حمل و نقل با انواع کشتی‌های آبی در آبراه‌های طبیعی از حمل‌ونقل فله مقرون‌به‌صرفه پشتیبانی می‌کرد .
کانتینری‌سازی، حمل‌ونقل دریایی را از دهه 1970 متحول کرد. «محموله عمومی» شامل کالاهای بسته بندی شده در جعبه، کیس، پالت و بشکه است. هنگامی که یک محموله در بیش از یک حالت حمل می شود، بین وجهی یا هموجهی است .آب به طور گسترده در واکنش های شیمیایی به عنوان یک حلال یا واکنش دهنده و کمتر به عنوان یک املاح یا کاتالیزور استفاده می شود. در واکنش‌های معدنی، آب یک حلال رایج است که بسیاری از ترکیبات یونی و همچنین سایر ترکیبات قطبی مانند آمونیاک و ترکیبات نزدیک به آب را حل می‌کند . در واکنش های آلی معمولاً به عنوان حلال واکنش استفاده نمی شود، زیرا واکنش دهنده ها را به خوبی حل نمی کند و آمفوتریک (اسیدی و بازی) و هسته دوست است . با این وجود، این خواص گاهی اوقات مطلوب هستند. همچنین تسریع واکنش های دیلز-آلدر توسط آب مشاهده شده است. آب فوق بحرانی اخیراً موضوع تحقیقاتی بوده است. آب فوق بحرانی اشباع شده با اکسیژن، آلاینده های آلی را به طور موثر می سوزاند.
آب و بخار به دلیل در دسترس بودن و ظرفیت حرارتی بالا ، هم برای سرمایش و هم برای گرمایش، سیال رایجی هستند که برای تبادل حرارت استفاده می‌شوند. آب خنک حتی ممکن است به طور طبیعی از دریاچه یا دریا در دسترس باشد. به ویژه انتقال گرما از طریق تبخیر و تراکم آب به دلیل گرمای نهان زیاد تبخیر آن مؤثر است . یک نقطه ضعف این است که فلزاتی که معمولاً در صنایعی مانند فولاد و مس یافت می شوند، توسط آب و بخار تصفیه نشده سریعتر اکسید می شوند . تقریباً در تمام نیروگاه‌های حرارتی ، از آب به عنوان سیال کاری (که در حلقه بسته بین دیگ بخار، توربین بخار و کندانسور استفاده می‌شود) و خنک‌کننده (برای مبادله گرمای هدر رفته به بدنه آبی یا انتقال آن توسط آب استفاده می‌شود). تبخیر در برج خنک کننده ). در ایالات متحده، نیروگاه های خنک کننده بیشترین استفاده از آب را دارند. [152]
در صنعت انرژی هسته ای ، آب می تواند به عنوان تعدیل کننده نوترون نیز استفاده شود . در اکثر راکتورهای هسته ای ، آب هم خنک کننده و هم تعدیل کننده است. این یک اقدام ایمنی غیرفعال را ارائه می دهد، زیرا حذف آب از راکتور همچنین سرعت واکنش هسته ای را کاهش می دهد . با این حال، روش‌های دیگری برای متوقف کردن واکنش ترجیح داده می‌شود و ترجیح داده می‌شود که هسته هسته را با آب پوشانده تا از خنک‌سازی کافی اطمینان حاصل شود.
آب گرمای تبخیر بالایی دارد و نسبتاً بی اثر است که آن را به سیال اطفاء حریق خوبی تبدیل می کند . تبخیر آب گرما را از آتش دور می کند. استفاده از آب در آتش‌های حاوی روغن و حلال‌های آلی خطرناک است زیرا بسیاری از مواد آلی روی آب شناور هستند و آب تمایل دارد مایع در حال سوختن را پخش کند.
استفاده از آب در اطفاء حریق باید خطرات انفجار بخار را نیز در نظر بگیرد ، که ممکن است هنگام استفاده از آب در آتش سوزی های بسیار داغ در فضاهای محدود، و انفجار هیدروژن، زمانی که موادی که با آب واکنش می دهند، مانند فلزات خاص، رخ دهد. یا کربن داغ مانند زغال سنگ، زغال چوب ، یا گرافیت کک ، آب را تجزیه کرده و گاز آب تولید می کند .
قدرت چنین انفجارهایی در فاجعه چرنوبیل دیده شد ، اگرچه آب درگیر در این مورد از آتش نشانی نبود، بلکه از سیستم خنک کننده آب خود راکتور می آمد. یک انفجار بخار زمانی رخ داد که گرمای بیش از حد هسته باعث شد آب به بخار تبدیل شود. انفجار هیدروژن ممکن است در نتیجه واکنش بین بخار و زیرکونیوم داغ رخ داده باشد .
برخی از اکسیدهای فلزی، به ویژه اکسیدهای فلزات قلیایی و فلزات قلیایی خاکی ، در واکنش با آب گرمای زیادی تولید می کنند که می تواند خطر آتش سوزی ایجاد کند. آهک زنده اکسید خاکی قلیایی ، همچنین به عنوان اکسید کلسیم شناخته می شود، یک ماده تولید انبوه است که اغلب در کیسه های کاغذی حمل می شود. اگر اینها خیسانده شوند، ممکن است در اثر واکنش محتویات آنها با آب مشتعل شوند. [153]
انسان ها از آب برای بسیاری از اهداف تفریحی و همچنین برای ورزش و ورزش استفاده می کنند. برخی از این موارد عبارتند از شنا، اسکی روی آب ، قایق سواری ، موج سواری و غواصی . علاوه بر این، برخی از ورزش ها، مانند هاکی روی یخ و اسکیت روی یخ ، روی یخ انجام می شود. کنار دریاچه ها، سواحل و پارک های آبی مکان های محبوبی هستند که مردم برای استراحت و لذت بردن از تفریح به آن می روند. بسیاری صدا و ظاهر آب روان را آرام‌بخش می‌دانند و فواره‌ها و دیگر سازه‌های آب روان تزئینات محبوبی هستند. برخی ماهی ها و سایر گیاهان و جانوران را برای نمایش، تفریح و همراهی در آکواریوم ها یا برکه ها نگهداری می کنند. انسان ها همچنین از آب برای ورزش های برفی مانند اسکی ، سورتمه سواری ، اسنوموبیل یا اسنوبورد استفاده می کنند ، که لازم است آب در دمای پایین یا به صورت یخ یا متبلور شدن به برف باشد .
صنعت آب خدمات آب آشامیدنی و فاضلاب (از جمله تصفیه فاضلاب ) را به خانوارها و صنعت ارائه می دهد. تاسیسات آبرسانی شامل چاه های آب ، مخازن برداشت آب باران ، شبکه های آبرسانی و تاسیسات تصفیه آب ، مخازن آب ، برج های آب ، لوله های آب از جمله قنات های قدیمی می باشد . ژنراتورهای آب اتمسفر در حال توسعه هستند.
آب آشامیدنی اغلب در چشمه‌ها جمع‌آوری می‌شود ، از چاه‌های مصنوعی (چاه) در زمین استخراج می‌شود یا از دریاچه‌ها و رودخانه‌ها پمپاژ می‌شود. بنابراین ساخت چاه های بیشتر در مکان های مناسب راهی ممکن برای تولید آب بیشتر است، با این فرض که سفره های زیرزمینی می توانند جریان کافی را تامین کنند. از دیگر منابع آب می توان به جمع آوری آب باران اشاره کرد. آب ممکن است برای مصرف انسان نیاز به تصفیه داشته باشد. این ممکن است شامل حذف مواد حل نشده، مواد محلول و میکروب های مضر باشد . روش های رایج فیلتر کردن با ماسه است که فقط مواد حل نشده را حذف می کند، در حالی که کلرزنی و جوشاندن میکروب های مضر را از بین می برد. تقطیر هر سه عملکرد را انجام می دهد. تکنیک های پیشرفته تری مانند اسمز معکوس وجود دارد . نمک زدایی آب فراوان دریا راه حل گران تری است که در آب و هوای خشک ساحلی استفاده می شود .
توزیع آب آشامیدنی از طریق سیستم های آب شهری ، تحویل تانکر و یا به صورت آب بسته بندی انجام می شود . دولت ها در بسیاری از کشورها برنامه هایی برای توزیع آب بین نیازمندان بدون پرداخت هزینه دارند.
کاهش مصرف با استفاده از آب آشامیدنی (شرب) صرفاً برای مصارف انسانی گزینه دیگری است. در برخی از شهرها مانند هنگ کنگ، آب دریا به طور گسترده برای شستشوی توالت ها در سطح شهر به منظور حفظ منابع آب شیرین استفاده می شود .
آب آلوده ممکن است بزرگترین استفاده نادرست از آب باشد. تا جایی که یک آلاینده دیگر مصارف آب را محدود کند، بدون توجه به منافعی که برای آلاینده دارد، به هدر رفتن منبع تبدیل می شود. مانند سایر انواع آلودگی، این به حسابداری استاندارد هزینه های بازار وارد نمی شود، زیرا به عنوان عوامل خارجی در نظر گرفته می شود که بازار نمی تواند آنها را محاسبه کند. بنابراین مردم دیگر بهای آلودگی آب را می پردازند، در حالی که سود شرکت های خصوصی بین مردم محلی، قربانیان این آلودگی، توزیع نمی شود. داروهای مصرف شده توسط انسان اغلب به آبراه ها ختم می شوند و در صورت تجمع زیستی و عدم تجزیه زیستی می توانند اثرات مضری بر زندگی آبزیان داشته باشند .
فاضلاب شهری و صنعتی معمولاً در تصفیه خانه های فاضلاب تصفیه می شود . کاهش رواناب سطحی آلوده از طریق انواع روش های پیشگیری و درمان انجام می شود .
بسیاری از فرآیندهای صنعتی به واکنش هایی با استفاده از مواد شیمیایی محلول در آب، تعلیق مواد جامد در دوغاب آب یا استفاده از آب برای حل کردن و استخراج مواد یا شستشوی محصولات یا تجهیزات پردازش متکی هستند. فرآیندهایی مانند استخراج معادن ، خمیرسازی شیمیایی ، سفید کردن خمیر کاغذ ، تولید کاغذ ، تولید نساجی، رنگرزی، چاپ و خنک‌سازی نیروگاه‌ها از مقادیر زیادی آب استفاده می‌کنند که نیاز به منبع آب اختصاصی دارند و اغلب باعث آلودگی قابل‌توجه آب می‌شوند.
از آب در تولید برق استفاده می شود . برق آبی، برقی است که از برق آبی به دست می آید . نیروی هیدروالکتریک از آب به دست می آید که یک توربین آبی متصل به یک ژنراتور را به حرکت در می آورد. برق آبی یک منبع انرژی کم هزینه، غیر آلاینده و تجدیدپذیر است. انرژی از حرکت آب تامین می شود. به طور معمول یک سد بر روی یک رودخانه ساخته می شود و یک دریاچه مصنوعی در پشت آن ایجاد می کند. آبی که از دریاچه خارج می شود از طریق توربین هایی که ژنراتورها را می چرخانند، منتقل می شود.
از آب تحت فشار در واتر بلاست و کاترهای واتر جت استفاده می شود . برای برش دقیق از تفنگ های آب فشار قوی استفاده می شود. بسیار خوب عمل می کند، نسبتاً ایمن است و برای محیط زیست مضر نیست. همچنین در خنک سازی ماشین آلات برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد یا جلوگیری از گرم شدن بیش از حد تیغه های اره استفاده می شود.
آب علاوه بر استفاده از آن به عنوان حلال شیمیایی در بسیاری از فرآیندها و ماشین آلات صنعتی مانند توربین بخار و مبدل حرارتی نیز استفاده می شود . تخلیه آب تصفیه نشده از مصارف صنعتی آلودگی است . آلودگی شامل املاح تخلیه شده (آلودگی شیمیایی) و آب خنک کننده تخلیه شده ( آلودگی حرارتی ) است. صنعت برای بسیاری از کاربردها به آب خالص نیاز دارد و از انواع تکنیک های تصفیه هم در تامین و هم در تخلیه آب استفاده می کند.
جوشاندن ، بخار پز کردن و آب پز کردن روش های پخت و پز رایجی هستند که اغلب نیاز به غوطه ور کردن غذا در آب یا حالت گازی آن یعنی بخار دارند. [154] آب برای شستشوی ظروف نیز استفاده می شود . آب همچنین نقش های حیاتی بسیاری در زمینه علوم غذایی ایفا می کند .
املاح مانند نمک ها و قندهای موجود در آب بر خواص فیزیکی آب تأثیر می گذارند. نقاط جوش و انجماد آب تحت تأثیر املاح و همچنین فشار هوا است که به نوبه خود تحت تأثیر ارتفاع قرار می گیرد. آب در دماهای پایین تر با فشار هوای کمتری که در ارتفاعات بالاتر اتفاق می افتد به جوش می آید. یک مول ساکارز (قند) در هر کیلوگرم آب، نقطه جوش آب را 0.51 درجه سانتیگراد (0.918 درجه فارنهایت) و یک مول نمک در هر کیلوگرم، نقطه جوش را 1.02 درجه سانتیگراد (1.836 درجه فارنهایت) افزایش می دهد. به طور مشابه، افزایش تعداد ذرات محلول نقطه انجماد آب را کاهش می دهد. [155]
املاح موجود در آب همچنین بر فعالیت آب تأثیر می گذارد که بر بسیاری از واکنش های شیمیایی و رشد میکروب ها در غذا تأثیر می گذارد. [156] فعالیت آب را می توان به عنوان نسبت فشار بخار آب در یک محلول به فشار بخار آب خالص توصیف کرد. [155] املاح موجود در آب، فعالیت آب را کاهش می دهند – دانستن این موضوع مهم است زیرا رشد بیشتر باکتری ها در سطوح پایین فعالیت آب متوقف می شود. [156] نه تنها رشد میکروبی بر ایمنی غذا تأثیر می گذارد، بلکه بر حفظ و ماندگاری غذا نیز تأثیر می گذارد.
سختی آب نیز یک عامل حیاتی در فرآوری مواد غذایی است و ممکن است با استفاده از یک سیستم تبادل یونی شیمیایی تغییر یا اصلاح شود. این می تواند به طور چشمگیری بر کیفیت یک محصول تأثیر بگذارد و همچنین در بهداشت نقش ایفا کند. سختی آب بر اساس غلظت کربنات کلسیم موجود در آب طبقه بندی می شود. اگر آب حاوی کمتر از 100 میلی گرم در لیتر (بریتانیا) [157] یا کمتر از 60 میلی گرم در لیتر (ایالات متحده) باشد، به عنوان نرم طبقه بندی می شود. [158]
طبق گزارشی که توسط سازمان Water Footprint در سال 2010 منتشر شد، یک کیلوگرم گوشت گاو به 15 هزار لیتر (3.3 × 10 3 imp gal؛ 4.0 × 10 3 US gal) آب نیاز دارد. با این حال، نویسندگان همچنین روشن می کنند که این یک میانگین جهانی است و عوامل شرایطی میزان آب مصرفی در تولید گوشت گاو را تعیین می کنند. [159]
آب برای تزریق در فهرست داروهای ضروری سازمان جهانی بهداشت قرار دارد . [160]
بیشتر آب کیهان به عنوان محصول جانبی تشکیل ستاره تولید می شود . شکل گیری ستارگان با باد شدید بیرونی گاز و غبار همراه است. هنگامی که این خروج مواد در نهایت بر گاز اطراف اثر می گذارد، امواج ضربه ای که ایجاد می شود، گاز را فشرده و گرم می کند. آب مشاهده شده به سرعت در این گاز متراکم گرم تولید می شود. [162]
در 22 ژوئیه 2011، گزارشی کشف یک ابر غول پیکر از بخار آب حاوی "140 تریلیون برابر بیشتر از مجموع آب اقیانوس های زمین" را در اطراف یک اختروش واقع در 12 میلیارد سال نوری از زمین توصیف کرد. به گفته محققان، این "کشف نشان می دهد که آب تقریباً در تمام طول جهان در جهان وجود داشته است". [163] [164]
آب در ابرهای بین ستاره ای در کهکشان راه شیری کشف شده است . [165] احتمالاً آب در سایر کهکشان‌ها نیز به وفور وجود دارد، زیرا اجزای آن، هیدروژن و اکسیژن، از فراوان‌ترین عناصر در جهان هستند. بر اساس مدل‌های شکل‌گیری و تکامل منظومه شمسی و سایر منظومه‌های ستاره‌ای، بیشتر منظومه‌های سیاره‌ای دیگر احتمالاً دارای ترکیبات مشابهی هستند.
آب به صورت بخار در موارد زیر وجود دارد:
آب مایع روی زمین وجود دارد و 71 درصد از سطح آن را پوشانده است. [23] آب مایع نیز گاهی اوقات به مقدار کمی در مریخ وجود دارد . [186] دانشمندان بر این باورند که آب مایع در قمرهای زحلی انسلادوس ، به‌عنوان اقیانوسی به ضخامت 10 کیلومتر و تقریباً 30 تا 40 کیلومتر زیر سطح قطبی جنوبی انسلادوس، [187] [188] و تیتان ، به‌عنوان یک لایه زیرسطحی، احتمالاً وجود دارد. مخلوط با آمونیاک [189] قمر مشتری اروپا دارای ویژگی‌های سطحی است که نشان‌دهنده یک اقیانوس آب مایع زیرسطحی است. [190] همچنین ممکن است آب مایع در قمر مشتری گانیمد به عنوان لایه ای بین یخ و سنگ با فشار بالا وجود داشته باشد. [191]
آب به صورت یخ در موارد زیر وجود دارد:
و همچنین احتمالاً در موارد زیر وجود دارد:
آب و سایر مواد فرار احتمالاً بخش عمده ای از ساختارهای داخلی اورانوس و نپتون را تشکیل می دهند و آب در لایه های عمیق تر ممکن است به شکل آب یونی باشد که در آن مولکول ها به سوپ یون های هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شوند و عمیق تر به صورت سوپریونی هستند. آبی که در آن اکسیژن متبلور می شود، اما یون های هیدروژن آزادانه در داخل شبکه اکسیژن شناور هستند. [210]
وجود آب مایع و تا حدی شکل های گازی و جامد آن بر روی زمین برای وجود حیات بر روی زمین آنگونه که ما می شناسیم حیاتی است. زمین در منطقه قابل سکونت منظومه شمسی قرار دارد . اگر کمی نزدیکتر یا دورتر از خورشید بود (حدود 5٪ یا حدود 8 میلیون کیلومتر)، شرایطی که به سه شکل اجازه می دهد به طور همزمان وجود داشته باشند، به مراتب کمتر احتمال دارد وجود داشته باشند. [211] [212]
گرانش زمین به آن اجازه می دهد تا جو را در خود نگه دارد . بخار آب و دی اکسید کربن موجود در اتمسفر یک بافر دما ( اثر گلخانه ای ) ایجاد می کند که به حفظ دمای نسبتاً ثابت سطح کمک می کند. اگر زمین کوچکتر بود، اتمسفر نازک‌تر اجازه می‌داد تا درجه حرارت شدیدتر شود، بنابراین از تجمع آب به جز در کلاهک‌های یخی قطبی (مانند مریخ ) جلوگیری می‌کرد. [ نیازمند منبع ]
دمای سطح زمین در طول زمان زمین شناسی با وجود سطوح مختلف تابش خورشیدی دریافتی ( تابش تابش ) نسبتاً ثابت بوده است ، که نشان می دهد یک فرآیند دینامیکی دمای زمین را از طریق ترکیبی از گازهای گلخانه ای و آلبیدوی سطح یا اتمسفر کنترل می کند . این پیشنهاد به عنوان فرضیه گایا شناخته می شود . [ نیازمند منبع ]
وضعیت آب در یک سیاره به فشار محیط بستگی دارد که توسط گرانش سیاره تعیین می شود. اگر یک سیاره به اندازه کافی پرجرم باشد، ممکن است آب روی آن حتی در دماهای بالا جامد باشد، به دلیل فشار زیاد ناشی از گرانش، همانطور که در سیارات فراخورشیدی Gliese 436 b [213] و GJ 1214 b مشاهده شد . [214]
سیاست آب، سیاستی است که متأثر از آب و منابع آب است . آب، به ویژه آب شیرین، یک منبع استراتژیک در سراسر جهان و یک عنصر مهم در بسیاری از درگیری های سیاسی است. اثرات بهداشتی و آسیب به تنوع زیستی دارد.
دسترسی به آب آشامیدنی سالم در طول دهه‌های گذشته تقریباً در تمام نقاط جهان بهبود یافته است، اما تقریباً یک میلیارد نفر هنوز به آب سالم و بیش از 2.5 میلیارد نفر به سرویس بهداشتی کافی دسترسی ندارند . [215] با این حال، برخی از ناظران تخمین زده اند که تا سال 2025 بیش از نیمی از جمعیت جهان با آسیب پذیری مبتنی بر آب مواجه خواهند شد. [216] گزارشی که در نوامبر 2009 منتشر شد، نشان می‌دهد که تا سال 2030، در برخی مناطق در حال توسعه جهان، تقاضای آب 50 درصد از عرضه بیشتر خواهد شد. [217]
1.6 میلیارد نفر از سال 1990 به منبع آب سالم دسترسی پیدا کرده اند. [218] نسبت مردم در کشورهای در حال توسعه با دسترسی به آب سالم محاسبه شده است که از 30 درصد در سال 1970 [219] به 71 درصد در سال 1990، 79 درصد بهبود یافته است. در سال 2000 و 84 درصد در سال 2004. [215]
در گزارش سال 2006 سازمان ملل آمده است که "آب کافی برای همه وجود دارد"، اما دسترسی به آن به دلیل سوء مدیریت و فساد با مشکل مواجه شده است. [220] علاوه بر این، ابتکارات جهانی برای بهبود کارایی ارائه کمک‌ها، مانند اعلامیه پاریس در مورد اثربخشی کمک‌ها ، توسط کمک‌کنندگان بخش آب به همان اندازه که در آموزش و سلامت انجام داده‌اند، مورد توجه قرار نگرفته است، و به طور بالقوه باعث می‌شود که کمک‌کنندگان متعددی در این زمینه کار کنند. همپوشانی پروژه ها و دولت های گیرنده بدون اختیار اقدام. [221]
نویسندگان ارزیابی جامع مدیریت آب در کشاورزی در سال 2007 ، حکمرانی ضعیف را یکی از دلایل برخی از اشکال کمبود آب ذکر کردند. حکمرانی آب مجموعه ای از فرآیندهای رسمی و غیررسمی است که از طریق آن تصمیمات مربوط به مدیریت آب اتخاذ می شود. حکمرانی خوب آب در وهله اول مربوط به دانستن اینکه چه فرآیندهایی در یک زمینه فیزیکی و اجتماعی-اقتصادی خاص بهتر عمل می کنند. گاهی اوقات با تلاش برای اعمال «طرح‌های» که در جهان توسعه‌یافته برای مکان‌ها و زمینه‌های در حال توسعه جهان کار می‌کنند، اشتباهاتی مرتکب شده‌اند. رودخانه مکونگ یک نمونه است. بررسی سیاست‌های مؤسسه بین‌المللی مدیریت آب در شش کشوری که برای آب به رودخانه مکونگ متکی هستند، نشان می‌دهد که تحلیل‌های دقیق و شفاف هزینه-فایده و ارزیابی اثرات زیست‌محیطی به ندرت انجام می‌شود. آنها همچنین دریافتند که پیش نویس قانون آب کامبوج بسیار پیچیده تر از آن چیزی است که باید باشد. [222]
در سال 2004، موسسه خیریه بریتانیایی WaterAid گزارش داد که هر 15 ثانیه یک کودک به دلیل بیماری های مرتبط با آب که به راحتی قابل پیشگیری است، می میرد، که اغلب به فقدان بهداشت کافی مرتبط است. [223] [224]
از سال 2003، گزارش توسعه جهانی آب سازمان ملل متحد که توسط برنامه ارزیابی آب جهانی یونسکو تهیه شده است ، ابزارهایی را برای تصمیم‌گیرندگان برای توسعه سیاست‌های آب پایدار فراهم کرده است . [225] گزارش 2023 بیان می کند که دو میلیارد نفر (26٪ از جمعیت) به آب آشامیدنی دسترسی ندارند و 3.6 میلیارد نفر (46٪) به سرویس بهداشتی مدیریت شده ایمن دسترسی ندارند. [226] مردم مناطق شهری (2.4 میلیارد) تا سال 2050 با کمبود آب مواجه خواهند شد . [225] کمبود آب به دلیل مصرف بیش از حد و آلودگی به عنوان بومی توصیف شده است . [227] این گزارش بیان می کند که 10 درصد از جمعیت جهان در کشورهایی با تنش آبی بالا یا بحرانی زندگی می کنند. با این حال، طی 40 سال گذشته، مصرف آب حدود 1 درصد در سال افزایش یافته است و انتظار می‌رود تا سال 2050 به همین میزان رشد کند. از سال 2000، سیل در مناطق استوایی چهار برابر شده است، در حالی که سیل در عرض‌های جغرافیایی متوسط شمالی افزایش یافته است. ضریب 2.5 [228] هزینه این سیل ها بین سال های 2000 تا 2019، 100000 کشته و 650 میلیون دلار بوده است. [225]
سازمان های مرتبط با حفاظت از آب عبارتند از: انجمن بین المللی آب (IWA)، WaterAid، Water 1st، و انجمن منابع آب آمریکا. موسسه بین المللی مدیریت آب پروژه هایی را با هدف استفاده از مدیریت موثر آب برای کاهش فقر انجام می دهد. کنوانسیون های مرتبط با آب عبارتند از کنوانسیون سازمان ملل متحد برای مبارزه با بیابان زایی (UNCCD)، کنوانسیون بین المللی برای جلوگیری از آلودگی کشتی ها ، کنوانسیون سازمان ملل متحد در مورد حقوق دریاها و کنوانسیون رامسر . روز جهانی آب در 22 مارس [229] و روز جهانی اقیانوس ها در 8 ژوئن برگزار می شود . [230]
آب در اکثر ادیان تصفیه کننده محسوب می شود. ادیانی که شامل شستن آیینی ( وضو ) می شوند عبارتند از : مسیحیت ، [231] هندوئیسم ، اسلام ، یهودیت ، جنبش راستافاری ، شینتو ، تائوئیسم و ویکا . غوطه ور شدن (یا پراکنده شدن ) یک شخص در آب یکی از آیین های مقدس مسیحیت است (جایی که به آن غسل تعمید می گویند ). همچنین بخشی از اعمال ادیان دیگر از جمله اسلام ( غسل )، یهودیت ( میکوه ) و آیین سیک ( امریت سانسکار ) است. علاوه بر این، در بسیاری از ادیان از جمله اسلام و یهودیت، غسل در آب پاک برای مردگان انجام می شود. در اسلام، نمازهای پنجگانه را در بیشتر موارد می توان بعد از شستن قسمت های خاصی از بدن با آب پاک ( وضو ) انجام داد، مگر اینکه آب در دسترس نباشد (رجوع کنید به تیمم ). در شینتو، آب تقریباً در همه مراسم برای پاکسازی یک فرد یا یک منطقه (مثلاً در آیین میسوگی ) استفاده می شود.
در مسیحیت، آب مقدس آبی است که توسط کشیش به منظور غسل تعمید ، برکت دادن به اشخاص، مکان ها و اشیاء و یا به عنوان وسیله ای برای دفع شر، تقدیس شده است. [232] [233]
در دین زرتشتی ، آب ( اب ) به عنوان منبع حیات مورد احترام است. [234]
امپدوکلس، فیلسوف یونان باستان، آب را به عنوان یکی از چهار عنصر کلاسیک (همراه با آتش، خاک و هوا ) می دانست و آن را به عنوان یک ماده یا ماده اصلی جهان می دانست. تالس ، که ارسطو او را به عنوان یک منجم و یک مهندس معرفی کرد، این نظریه را مطرح کرد که زمین، که چگال تر از آب است، از آب بیرون آمده است. تالس، یک مونیست ، بیشتر معتقد بود که همه چیز از آب ساخته شده است. افلاطون بر این باور بود که شکل آب یک ایکو وجهی است که در مقایسه با زمین مکعبی شکل به راحتی جریان دارد. [235]
تئوری چهار نطفه بدنی آب را به عنوان سرد و مرطوب بودن با بلغم مرتبط می کند . عنصر کلاسیک آب نیز یکی از پنج عنصر در فلسفه سنتی چینی (به همراه خاک ، آتش ، چوب و فلز ) بود.
برخی از نظام‌های فلسفی سنتی و محبوب آسیایی ، آب را الگوی خود می‌دانند. ترجمه ی جیمز لگ از دائو دی جینگ در سال 1891 بیان می کند: "عالی ترین برتری مانند آب است. برتری آب در بهره مندی از همه چیز ظاهر می شود، و در اشغال آن، بدون تلاش (برعکس) مکان پستی که همه مردم آن را دوست ندارند، از این رو (راه آن) به (راه) تائو نزدیک است » و «هیچ چیز در جهان نرمتر و ضعیف تر از آب نیست، اما برای حمله به چیزهای محکم و قوی، چیزی وجود ندارد. که می تواند بر آن اولویت داشته باشد - زیرا هیچ چیز (تا این حد مؤثر) وجود ندارد که بتوان آن را تغییر داد." [236] گوانزی در فصل "شوی دی" 水地 بیشتر در مورد نمادگرایی آب توضیح می دهد و اعلام می کند که "انسان آب است" و ویژگی های طبیعی مردم مناطق مختلف چین را به ویژگی منابع آب محلی نسبت می دهد. [237]
«آب زنده» در داستان‌های عامیانه آلمانی و اسلاوی به عنوان وسیله‌ای برای زنده کردن مردگان به چشم می‌خورد. به افسانه گریم (" آب زندگی ") و دوگانگی روسی آب زنده و آب مرده توجه کنید . چشمه جوانی مفهومی مرتبط از آب های جادویی را نشان می دهد که گفته می شود از پیری جلوگیری می کند.
در رمان مهم مدرنیستی اولیس (1922) نوشته جیمز جویس ، نویسنده ایرلندی ، فصل "ایتاکا" به شکل تعلیمی از 309 پرسش و پاسخ است که یکی از آنها به "سرود آب" معروف است. [238] : 91 به گفته ریچارد ای. مادتس، سرود صرفاً یک «رشته یکنواخت از حقایق» نیست، بلکه عبارات آن، مانند موضوع آنها، «عقب و جوش، بالا آمدن و متورم شدن، جمع شدن و شکستن، تا زمانی که فروکش کند» نیست. در سکوت آرام پایانی «حصارهای آفت‌آور، آب گل‌های پژمرده، استخرهای راکد در ماه رو به زوال» [238] : 79 این سرود یکی از برجسته‌ترین قسمت‌های ایتاکا در نظر گرفته می‌شود و به گفته منتقد ادبی، هیو کنر ، به موفقیت می‌رسد. "شکار غیرمحتمل بالا بردن همه انبوهی از اطلاعات مربوط به پای که در کتاب های مدرسه انباشته شده است به شعر." [238] : 91 موتیف ادبی آب بیانگر مضمون رمان «زندگی جاودانه و جاودانه» است و سرود نشان‌دهنده اوج موتیف در رمان است. [238] : 91 در زیر این سرود به طور کامل نقل شده است. [239]
بلوم، عاشق آب، کشو آب، حامل آب که به محدوده بازگشته بود، چه چیزی را در آب تحسین کرد؟
جهانی بودن آن: برابری دموکراتیک و پایداری آن با ماهیت آن در جستجوی سطح خود: وسعت آن در اقیانوس فرافکن مرکاتور: ژرفای غیر قابل لوله کشی آن در سنگر ساندام اقیانوس آرام بیش از 8000 فاتوم: بی قراری امواج و ذرات سطحی آن که در آن بازدید می کنند. چرخش تمام نقاط ساحل آن: استقلال واحدهای آن: تغییرپذیری حالات دریا: سکون هیدرواستاتیکی آن در آرامش: تورژی هیدروکینتیک آن در جزر و مد ناپدید و بهاری: فرونشست آن پس از ویرانی: عقیم بودن آن در یخ های اطراف قطبی، قطب شمال و قطب جنوب. : اهمیت اقلیمی و تجاری آن: برتری 3 به 1 آن بر خشکی کره زمین: هژمونی غیرقابل انکار آن در سراسر منطقه زیر استوایی زیر استوایی برج جدی گسترش می یابد: ثبات چند سکولار حوضه اولیه آن: بستر آبی رنگ آن ظرفیت آن برای حل کردن و نگهداری در محلول همه مواد محلول از جمله میلیون ها تن از گرانبهاترین فلزات: فرسایش آهسته آن در شبه جزیره ها و دماغه های رو به پایین: رسوبات آبرفتی: وزن و حجم و چگالی آن: عدم نفوذ آن در تالاب ها و تارهای ارتفاعات: درجه بندی رنگ های آن در مناطق گرم و معتدل و یخبندان: انشعابات خودرویی آن در دریاچه های قاره ای شامل نهرها و رودخانه های همجوار اقیانوسی با شاخه های آنها و جریان های ماوراء اقیانوسی: جریان خلیج، مسیرهای استوایی شمالی و جنوبی: خشونت آن در زلزله ها، چاه های دریایی، چاه های آبی، سیلاب‌ها، گرداب‌ها، طوفان‌ها، موج‌ها، چاه‌های زمین، حوضه‌های آب، آب‌فشان‌ها، آب مروارید، گرداب‌ها، گرداب‌ها، طوفان‌ها، سیلاب‌ها، طوفان‌های ابری: منحنی گسترده دور زمینی افقی آن: رازداری آن در چشمه‌ها، و ابزار نهفته هیومتری و نمونه آن چاه سوراخ دیوار دروازه اشتاون، اشباع هوا، تقطیر شبنم: سادگی ترکیب آن، دو بخش تشکیل دهنده هیدروژن با یک قسمت تشکیل دهنده اکسیژن: خواص درمانی آن: شناور بودن آن در آب دریای مرده: نفوذ مداوم آن در راهروها، خندق ها، سدهای ناکافی، نشت روی کشتی: خواص آن برای پاکسازی، رفع تشنگی و آتش، تغذیه گیاهی: خطاناپذیری آن به عنوان الگو و نمونه: دگردیسی آن به صورت بخار، مه، ابر، باران ، برف، برف، تگرگ: استحکام آن در هیدرانت های صلب: انواع اشکال آن در تالاب ها و خلیج ها و خلیج ها و تنگه ها و روده ها و مرداب ها و جزایر مرجانی و مجمع الجزایر و صداها و آبدره ها و مینچ ها و مصب جزر و مدی و بازوهای دریا: استحکام آن در یخچال‌ها، کوه‌های یخ، شناورهای یخ: انعطاف‌پذیری آن در کار چرخ‌های آسیاب هیدرولیک، توربین‌ها، دینام‌ها، نیروگاه‌های برق، کارخانه‌های سفیدکننده، دباغ‌سازی‌ها، کارخانه‌های یخ‌سازی: کاربرد آن در کانال‌ها، رودخانه‌ها، در صورت قابل کشتی‌رانی، شناور و اسکله‌های گور: قابلیت آن ناشی از آب‌گیری است. سقوط از سطحی به سطح دیگر: جانوران و گیاهان زیردریایی آن (آناکوستیک، فوتوفوب) به صورت عددی،اگر نه به معنای واقعی کلمه، ساکنان کره زمین: حضور در همه جا به عنوان 90 درصد از بدن انسان: مضر بودن آبریزش در باتلاق های دریاچه ای، حصارهای آفت زا، آب گل های پژمرده، استخرهای راکد در ماه رو به زوال.
.jpeg/1280px-And_The_Kitchen_Sink_Too_(137906641).jpeg)
فردریکا فاستر ، نقاش و فعال، کتاب «ارزش آب » را در کلیسای جامع سنت جان الهی در شهر نیویورک، [240] سرپرستی کرد ، که ابتکار یک ساله کلیسای جامع را بر وابستگی ما به آب تثبیت کرد. [241] [242] بزرگترین نمایشگاهی که تا به حال در کلیسای جامع ظاهر شده است، [243] بیش از چهل هنرمند از جمله جنی هولزر ، رابرت لونگو ، مارک روتکو ، ویلیام کنتریج ، آوریل گورنیک ، کیکی اسمیت ، پت استیر ، آلیس دالتون براون را به نمایش گذاشت. ترزیتا فرناندز و بیل ویولا . [244] [245] فاستر Think About Water را ایجاد کرد، [246] [ نیازمند استناد کامل ] یک مجموعه زیست محیطی از هنرمندانی که از آب به عنوان موضوع یا رسانه خود استفاده می کنند. اعضا عبارتند از Basia Irland، [247] [ نیاز به نقل قول کامل ] آویوا رحمانی ، بتسی دیمون ، دایان بورکو ، لیلا داو ، استیسی لوی ، شارلوت کوته، [248] مریدل روبنشتاین ، و آنا مکلئود .
به مناسبت دهمین سالگرد دسترسی به آب و فاضلاب که توسط سازمان ملل متحد به عنوان یک حقوق بشر اعلام شد، موسسه خیریه WaterAid ده هنرمند تجسمی را مأمور کرد تا تأثیر آب پاک را بر زندگی مردم نشان دهند. [249] [250]
"دی هیدروژن مونوکسید" نام شیمیایی آب از نظر فنی صحیح است اما به ندرت استفاده می شود. این نام در مجموعه ای از حقه بازی ها و شوخی ها استفاده شده است که بی سوادی علمی را به سخره می گیرند . این در سال 1983 آغاز شد، زمانی که مقاله روز اول آوریل در روزنامه ای در دوراند، میشیگان ظاهر شد . داستان نادرست شامل نگرانی های ایمنی در مورد این ماده بود. [251]
کلمه "آب" توسط بسیاری از رپرهای ساکن فلوریدا به عنوان نوعی عبارات جالب یا adlib استفاده شده است. رپرهایی که این کار را انجام داده اند عبارتند از BLP Kosher و Ski Mask the Slump God . [252] برای جلوتر رفتن، برخی از رپرها آهنگ های کاملی را به آب در فلوریدا اختصاص داده اند، مانند آهنگ دنی تاورز در سال 2023 "فلوریدا واتر". [253] دیگران آهنگ های کاملی را به آب اختصاص داده اند، مانند XXXTentacion و Ski Mask the Slump God با آهنگ موفق خود "H2O".
گاهی اوقات این ترکیبات دارای نام‌های عمومی یا رایج هستند (مثلاً H2O «آب» است) و همچنین نام‌های سیستماتیک دارند (مانند H2O، دی هیدروژن مونوکسید).
توجه داشته باشید که محیط زمین به نقطه سه گانه نزدیک است و آب، بخار و یخ همگی می توانند در سطح وجود داشته باشند.
آب در دیگر آداب مسیحیت نیز نقش دارد. ... در روزهای اولیه مسیحیت، دو تا سه قرن پس از میلاد مسیح، لاوابو (در لاتین به معنای «خودم را می شوم»)، ظرف و کاسه ای آیینی برای شستن دست ها، به عنوان بخشی از خدمات کلیسا معرفی شد.
تعاریف از ویکیواژه
رسانه از Commons
اخبار از ویکی نیوز
نقل قول از ویکی نقل قول
متون از ویکینبشته
کتاب های درسی از ویکی کتاب ها
منابع از ویکی دانشگاه
