Ровно 162 года назад Гумбольдт и Гей-Люссак доказали, что два атома водорода и атом кислорода, соединяясь в молекулы, рождают воду.

Но какой водород и какой кислород? Ведь у водорода три изотопа — легкий, тяжелый и сверхтяжелый. И кислородов тоже три: у одного молекулярный вес — 16, у другого — 17, у третьего — 18.

Так вот, вода, оказывается, смесь сорока двух веществ — соединений трех разных водородов с тремя разными кислородами. В основном состоит она из воды легкой, но в ней всегда есть немного и тяжелой, и полутяжелой, и сверхтяжелой.

Вода — минерал, минерал самый подлинный и самый удивительный. Ее, как и другие минералы, породила Земля на заре своей жизни, когда была раскалена как огонь. Сроднясь с расплавленными породами, вода застыла позднее в гранитах и базальтах. И поэтому из раскаленного гранита с шипеньем вырываются пары воды. А когда вулканы извергают из недр Земли расплавленные лавы, то немало с ними выбрасывают и воды — 40 миллионов тонн каждый год. Эта вода никогда прежде не была на поверхности: потому и называют ее ювенильной — молодой.

А «немолодой» воды, с давних пор «поселившейся» на поверхности Земли, очень много вокруг. Она то жидкая течет в реках и океанах, то паром стремится в облака, то льдами застывает в стужу. Вода — оборотень, единый в трех лицах.

Аномалии, которые спасли жизнь

Вода — поразительная жидкость: у нее есть аномалии!

Такая обычная, такая повседневная, домашняя! Мы привыкли к ней и не замечаем ее необыкновенных, удивительных, совершенно особенных свойств. Для воды будто законы не писаны: это своенравный аутсайдер в мире веществ. В природе и в опытах она ведет себя не совсем так, как другие вещества. Но благодаря ее капризам жизнь смогла развиться и существовать в воде.

Первая аномалия: воде положено по ее химической структуре и классу веществ, к которому она принадлежит, плавиться и кипеть при температурах более низких, которых на Земле не бывает. Не было бы, значит, на Земле ни жидкой, ни твердой воды — только пар ее в небе, если бы не эта аномалия, рожденная особыми связями молекул воды.

Вторая аномалия: высокая теплоемкость. У воды она в десять раз больше, чем у железа. Вода нагревается впятеро медленнее песка. А чтобы нагреть на один градус литр воды, тепла потребуется в 3300 раз больше, чем для нагрева литра воздуха. Зато, когда вода остывает, она отдает столько же тепла, сколько забрала, нагреваясь.

Из-за исключительной способности воды поглощать тепло температура ее при нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому морским обитателям никогда не угрожают ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.

Аномалия третья и четвертая тесно связаны с первой: у воды очень высокая скрытая теплота испарения и скрытая теплота плавления. Чтобы выпарить воду из чайника, тепла потребуется в пять с половиной раз больше, чем для того, чтобы вскипятить его.

Если бы не это ее свойство — даже в жару медленно испаряться, — многие озера и реки летом быстро бы пересыхали до дна и вся жизнь в них погибала.

Замерзая, вода тоже отдает много тепла. Один литр воды, превращаясь в лед, может подогреть (на один градус) 250 тысяч литров воздуха. Вот почему в холодные ночи зимой в теплицы ставят бочки с водой: замерзая, она выделяет тепло и согревает воздух.

Аномалия пятая: замерзая, вода (как висмут и серебро — другие оригиналы) расширяется. На 9 процентов по отношению к прежнему объему. Поэтому лед всегда легче незамерзшей воды и всплывает вверх и поэтому редкий водоем промерзает до дна. Покрывающий его сверху лед — хороший теплоизолятор: ведь теплопроводность льда, как и воды, очень мала.