H φράση «Σε άλλα νέα, το νερό είναι υγρό» χρησιμοποιείται παγκοσμίως για να δηλώσει πως κάτι είναι προφανές. Όμως, είναι στην πραγματικότητα υγρό το νερό ή μετατρέπει κάτι άλλο σε υγρό; Η απάντηση ίσως δεν είναι τόσο προφανής όσο πιστεύετε. Όλα εξαρτώνται από το αν υιοθετείτε μια επιστημονική ή μια πιο φιλοσοφική προσέγγιση στον ορισμό της υγρασίας.
Σύμφωνα με τον επιστημονικό ορισμό, η υγρασία είναι η ικανότητα ενός υγρού να προσκολλάται σε στερεές επιφάνειες. Με αυτό τον τρόπο το νερό μουσκεύει άλλα αντικείμενα, κάνοντάς τα φαίνονται υγρά όταν πριν δεν ήταν. Από την άλλη ένα βρεγμένο ποτήρι δε μπορεί να θεωρηθεί υγρό. Ωστόσο, η υγρασία ορίζεται επίσης από την παρουσία υγρασίας ή υγρού, πράγμα που σημαίνει ότι το νερό πρέπει επίσης να είναι υγρό.
Οι φιλόσοφοι όμως δε μπορούν να συμφωνήσουν επί του θέματος. Κάποιοι θεωρούν πως το νερό είναι οι υγρό, αν οι άνθρωποι το χρησιμοποιούν τον όρο για να περιγράψουν το ίδιο το νερό. Άλλοι φιλόσοφοι έχουν μια πιο λογική εξήγηση. Το να είσαι υγρός έχει σαν προϋπόθεση να είσαι καλυμμένος με κάποιο υγρό. Το υγρό όμως δε μπορεί να είναι υγρό, αφού δε μπορεί να καλύψει τον εαυτό του. Ποια είναι η σωστή απάντηση λοιπόν;
Η κατανόηση της συνοχής και της προσκόλλησης, είναι δύο απαραίτητες έννοιες φυσικής και χημείας, ώστε να κατανοήσουμε τον ορισμό της υγρασίας. Το νερό έχει μια μοναδική συμπεριφορά, που εξαρτάται από τη μοριακή του δομή. Ο τρόπος που τα μόρια αλληλεπιδρούν με τις άλλες επιφάνειες, αλλά και ο τρόπος που αλληλεπιδρούν τα μόρια μεταξύ τους, είναι αυτός που καθορίζει αν κάτι έχει βραχεί ή αν απωθεί το νερό.
Η συνοχή συμβαίνει όταν τα μόρια του νερού έλκονται μεταξύ τους και χρησιμοποιούν δεσμούς υδρογόνου για να κολλήσουν μεταξύ τους. Κάθε μόριο νερού μπορεί να σχηματίσει τέσσερις δεσμούς υδρογόνου με τα γειτονικά μόρια. Στη συνέχεια, δημιουργείται ένα δίκτυο μορίων υδρογόνου, το οποίο επιτρέπει στο νερό να συγκρατείται. Η συνεκτική δύναμη των δεσμών του υδρογόνου είναι αυτή που δίνει στο νερό την επιφανειακή τάση και το κρατάει ενωμένο, ενώ του επιτρέπει να σχηματίσει σταγονίδια. Είναι ακριβώς αυτή η ιδιότητα του νερού που επιτρέπει σε μικρά έντομα να περπατούν στην επιφάνειά του, δημιουργώντας κάτι σαν μια λεπτή μεμβράνη που το συγκρατεί.
Από την άλλη έχουμε την προσκόλληση, την ικανότητα του νερού να συγκρατείται σε άλλες επιφάνειες. Όταν το νερό αγγίζει στερεές επιφάνειες, οι δυνάμεις πρόσφυσης είναι που προκαλούν την εξάπλωση των μορίων του νερού, ώστε να βρέξουν την επιφάνεια που αγγίζουν. Ορισμένα υλικά έχουν ισχυρότερες προσκολλητικές ιδιότητες από άλλα, ώστε κάτι που τα κάνει πιο εύκολο να βραχούν. Άλλα όμως, έχουν πιο ασθενή επιφανειακή ενέργεια, γεγονός που τα κάνει να απωθούν το νερό. Για παράδειγμα, το νερό προσκολλάται καλά στο γυαλί, ενώ στο τεφλόν δε μπορεί να προσκληθεί και γλιστράει από αυτό, σχηματίζοντας σταγόνες.
Η ισορροπία ανάμεσα στη συνοχή και την προσκόλληση, εξηγεί γιατί το νερό μπορεί να συγκρατείται και να εξαπλώνεται σε επιφάνειες, καθιστώντας τις υγρές.
Είναι επίσης ο λόγος για τον οποίο οι επιστήμονες εξακολουθούν να συζητούν για το αν το ίδιο το νερό είναι υγρό ή όχι. Ωστόσο, η σύγχρονη συναίνεση είναι ότι η υγρασία δεν είναι μια εγγενής ιδιότητα του νερού, αλλά μάλλον μια κατάσταση που προκύπτει όταν το νερό προσκολλάται σε κάτι άλλο. Δεδομένου ότι το νερό δεν μπορεί να προσκολληθεί στον εαυτό του, δεν μπορεί να είναι υγρό.
Το πόσο θα βραχεί κάτι που θα έρθει σε επαφή με το νερό, εξαρτάται από αυτό που ονομάζουμε «γωνία επαφής». Μια σταγόνα νερού θεωρείται υγρή σφαίρα. Όταν αυτή η σφαίρα αγγίζει μια στερεά επιφάνεια, το κάνει υπό μια συγκεκριμένη γωνία. Αυτή η γωνία καθορίζει αν το νερό θα απλωθεί και θα βραχεί η επιφάνεια ή αν η επιφάνεια θα απωθήσει το νερό. Η γωνία επαφής καθορίζει την ισορροπία μεταξύ των δυνάμεων συνοχής και προσκόλλησης.
Αν αυτή η γωνία είναι μικρότερη από 90 μοίρες, τότε το νερό απλώνεται στην επιφάνεια που αγγίζει και βρέχεται. Αν η γωνία είναι μεγαλύτερη από τις 90 μοίρες, τότε το νερό απωθείται και η επιφάνεια χαρακτηρίζεται υδρόφοβη. Στην περίπτωση που η γωνία ξεπεράσει τις 150 μοίρες, τότε η επιφάνεια θεωρείται υπερυδρόφοβη και το νερό σχηματίζει σφαίρες που κυλούν κατά μήκος της επιφάνειας, χωρίς να αφήνουν σημάδια υγρασίας πίσω τους. Αυτή είναι η ιδιότητα του νερού που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για να δημιουργήσουν υπερ-αδιάβροχα υλικά, ώστε να διώχνουν το νερό από συγκεκριμένες επιφάνειες.
Τα εμφιαλωμένα νερά που περιέχουν μικροπλαστικά!
Τελικά τι συμβαίνει; Είναι το νερό υγρό;
Η απλή απάντηση είναι πως κανείς δε ξέρει με σιγουριά. Οι περισσότεροι επιστήμονες υποστηρίζουν πως η υγρότητα του νερού δεν είναι έμφυτη ιδιότητά του, αλλά εξαρτάται από τις επιφάνειες που αγγίζει. Αυτό αν θεωρήσουμε πως το νερό δε μπορεί να προσκολληθεί στον εαυτό του.
Όταν επιστήμη και φιλοσοφία μπλέκονται, τα πάντα γίνονται πολύ ρευστά και καμία έννοια δεν είναι απόλυτη. Βέβαια, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε πολύ ριζοσπαστικές ιδέες.
Στην καθημερινότητα πάντως θεωρούμε πως το νερό είναι υγρό. Ίσως γιατί τα μόρια νερού περιβάλουν άλλα μόρια νερού και αυτά με τη σειρά τους περιβάλλουν τα προηγούμενα μόρια νερού. Άρα μήπως το νερό είναι υγρό; Όμως τα ίδια τα μόρια δε μπορούν να περιβάλουν τον ίδιο τους τον εαυτό, οπότε μήπως δεν είναι υγρό; Ουφ μπερδεύτηκα και εγώ!
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
