น้ำ มีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า H 2 O เป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสภาพแวดล้อมของโลกและมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต บทเรียนนี้จะสำรวจคุณสมบัติ วัฏจักร และความสำคัญของน้ำ ซึ่งเป็นรากฐานในการทำความเข้าใจบทบาทของของเหลวในโลกของเรา
น้ำเป็นสารประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอมที่จับกันเป็นอะตอมออกซิเจนอะตอมเดียว ซึ่งแสดงเป็น H 2 O ซึ่งมีอยู่ในธรรมชาติใน 3 สถานะ ได้แก่ ของแข็ง (น้ำแข็ง) ของเหลว (น้ำ) และก๊าซ (ไอ) คุณสมบัติอันเป็นเอกลักษณ์ของน้ำทำให้น้ำมีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต รวมถึงบทบาทของน้ำในฐานะตัวทำละลายสากล ความจุความร้อนจำเพาะสูง และความสามารถในการดำรงอยู่ในสามสถานะภายใต้สภาวะอุณหภูมิของโลก
คุณสมบัติที่ผิดปกติของน้ำเกิดจากโครงสร้างโมเลกุลและพันธะไฮโดรเจน คุณสมบัติเหล่านี้ได้แก่:
วัฏจักรของน้ำคือการเคลื่อนที่ของน้ำอย่างต่อเนื่องภายในโลกและชั้นบรรยากาศ มันเกี่ยวข้องกับกระบวนการต่างๆ รวมถึงการระเหย การควบแน่น การตกตะกอน การแทรกซึม และการไหลบ่า วัฏจักรนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการกระจายน้ำและความร้อนทั่วโลก สนับสนุนระบบนิเวศ และการเติมเต็มทรัพยากรน้ำจืด
น้ำเรียกว่า "ตัวทำละลายสากล" เนื่องจากสามารถละลายสารได้มากกว่าของเหลวอื่นๆ คุณสมบัตินี้เกิดจากโครงสร้างโมเลกุลที่มีขั้ว โดยที่อะตอมของออกซิเจนมีค่าเป็นลบเล็กน้อย และอะตอมของไฮโดรเจนมีค่าเป็นบวกเล็กน้อย ขั้วนี้ช่วยให้โมเลกุลของน้ำล้อมรอบและละลายไอออนและโมเลกุลต่างๆ ทำให้จำเป็นสำหรับกระบวนการทางชีวภาพ ปฏิกิริยาเคมี และการลำเลียงสารอาหาร
แม้ว่าพื้นผิวโลกจะมีน้ำอยู่ถึง 71% แต่มีน้ำจืดเพียง 2.5% เท่านั้น และอีกส่วนหนึ่งสามารถเข้าถึงได้สำหรับมนุษย์ น้ำดื่มอาจมาจากน้ำผิวดิน (แม่น้ำ ทะเลสาบ) หรือน้ำใต้ดิน (ชั้นหินอุ้มน้ำ) คุณภาพของน้ำดื่มมีความสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์ และได้รับการบำบัดเพื่อกำจัดสิ่งปนเปื้อนก่อนจำหน่าย
มลพิษทางน้ำ จากการปล่อยทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรม การไหลบ่าของการเกษตร และของเสียในเมือง ส่งผลกระทบต่อความพร้อมของน้ำสะอาด ความพยายามในการอนุรักษ์ เช่น การลดการใช้น้ำอย่างสิ้นเปลือง การปกป้องแหล่งต้นน้ำ และการปรับปรุงการจัดการน้ำ มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจัดหาน้ำที่ยั่งยืนสำหรับคนรุ่นอนาคต
คุณสามารถสำรวจการทำความเข้าใจสถานะและความหนาแน่นของน้ำได้ด้วยการทดลองง่ายๆ ตัวอย่างเช่น โดยการแช่แข็งน้ำในถาดน้ำแข็ง และการเปรียบเทียบปริมาตรและน้ำหนักของน้ำก่อนและหลังการแช่แข็ง เราสามารถสังเกตการขยายตัวและการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นได้ ในทำนองเดียวกัน การสังเกตการละลายของน้ำแข็งในน้ำอุ่นสามารถแสดงให้เห็นสถานะของน้ำและพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเฟสได้
น้ำในรูปแบบและวัฏจักรต่างๆ เป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบโลก คุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ช่วยสนับสนุนชีวิต มีอิทธิพลต่อสภาพอากาศ และหล่อหลอมระบบนิเวศ ด้วยการทำความเข้าใจวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลัง H 2 O เราจึงได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับบทบาทที่สำคัญของน้ำในสภาพแวดล้อมของเรา และความสำคัญของการจัดการทรัพยากรอันมีค่านี้อย่างมีความรับผิดชอบ
