Vatn

Vatn
	Vatnssameind
Auðkenni
CAS-númer	7732-18-5
Eiginleikar
Formúla	H2O
Útlit	Glær vökvi
Eðlismassi	1,0 · 103 kg/m³
Bræðslumark	0 °C
Suðumark	100 °C

Þessi grein fjallar um vökva. Til að sjá aðrar merkingar orðsins má sjá aðgreiningarsíðu orðsins vatns.

Vatn er ólífrænn lyktar-, bragð- og nær litlaus vökvi sem er lífsnauðsynlegur öllum þekktum lífverum, þrátt fyrir að gefa þeim hvorki fæðu, orku né næringarefni.^[1] Vatnssameindin er samsett úr tveimur vetnisfrumeindum og einni súrefnisfrumeind sem tengjast með samgildistengi og hefur efnaformúluna H₂O. Vatn er uppistaðan í vatnshvolfi jarðar. Orðið „vatn“ á við um efnið eins og það kemur fyrir við staðalhita og staðalþrýsting.

Í náttúrunni kemur vatn fyrir í nokkrum ólíkum efnafösum. Það myndar úrkomu sem rigning og vatnsúða í þoku. Ský eru úr svífandi vatnsdropum og ískornum. Kristallaður ís getur fallið til jarðar sem snjór. Sem gas kemur vatn fyrir sem vatnsgufa.

Það eru 1,4 milljarðar km³ vatns á jörðinni sem þekja 71% af yfirborði hennar, aðallega í höfunum (um 96,5%).^[2] Lítið af vatni er að finna í grunnvatni (1,7%), bundið í jöklum og ísbreiðum við Grænland og Suðurskautslandið (1,7%), og sem ský og úrkoma (0,001%).^[3]^[4] Vatnið er á stöðugri hreyfingu í hringrás vatns með uppgufun, útgufun, rakaþéttingu, úrkomu og afrennsli.

Efnafasar[breyta | breyta frumkóða]

Vatnsdropi í fljótandi vatni.

Ísklaki er kristallað vatn í föstu formi.

Ský myndast þegar vatnsgufa þéttist í gufuhvolfinu.

Vatn er fljótandi við stofuhita. Það frýs við 0 °C og suðumark þess er 100 °C við einnar loftþyngdar þrýsting. Eðlismassi vatns er háður hitastigi þess og er hann mestur þegar hitastig þess er 4 °C.^[5] Heitara vatn flýtur ofan á kaldara vatni, nema að hitastigið sé undir 4 °C, en þá flýtur kaldara vatn ofan á heitara. Þetta leiðir til þess að ísmyndun á sér stað við yfirborðið þegar vatn frýs. Ís er svo allmiklu eðlisléttari en vatn, þannig að hann flýtur ofan á. Vatn getur orðið undirkælt, það er að segja það getur haft hitastig undir frostmarki án þess að frjósa, en þá myndast stundum ís við botninn án þess að fljóta upp og kallast það botnstingull.

Við suðumark breytist vatnið úr fljótandi formi í loftkennt form, gufu.^[6] Þegar vatn sýður, myndast litlar gufubólur hvar sem vera skal í vökvanum, fljóta upp að yfirborði og eykst þá rúmmál þeirra á leiðinni upp vegna lækkandi þrýstings. Við yfirborðið opnast gufubólurnar og gufan sleppur út.

Hin þrjú form vatns, það er fast, fljótandi og loftkennt, geta verið öll til staðar í einu og haldið jafnvægi ef hitastigið er 0,01 °C (273,16 K). Þetta hitastig er þess vegna kallað þrípunktur vatns.