Kolobeh vody

Ako sme už uviedli vyššie, voda na zemskom povrchu je súčasťou hydrosféry. Jej množstvo je takmer konštantné, mení sa len jej skupenstvo. Molekuly vody môžu zostať v jednej forme počas veľmi dlhého časového obdobia a v iných formách len krátku dobu.

Procesy kolobehu vody

Kolobeh vody na Zemi je zabezpečovaný rôznymi procesmi:

kondenzácia– zmena plynného skupenstva na kvapalné
sublimácia– zmena skupenstva pevnej látky priamo na plyn (plynné skupenstvo) bez predchádzajúceho topenia
zrážky– kondenzácia molekúl vody formovaných do kvapiek, ktoré pri určitej veľkosti padajú na zemský povrch v podobe zrážok (sneh, dážď, ľadovec)
transpirácia– voda sa prenáša cez rastliny od koreňov po lístie, kde sa mení na paru a uvoľňuje sa do atmosféry
povrchové odtoky– tok vody nad zemou z vyššie položených častí do nižšie položených častí
infiltrácia– presakovanie vody poréznymi priestormi pôdy
perkolácia– pohyb podzemnej vody pod zemským povrchom

Obrázok 45: Kolobeh vody v prírode

Zmeny skupenstva

Hmota sa môže vyskytovať v 3 skupenstvách – plynnom, kvapalnom a pevnom.

Pevná látka má nemenný tvar a objem. Pevné látky sa delia na kryštalické a amorfné látky. Typickým znakom pre kryštalické látky je pravidelné usporiadanie častíc (napr. diamant, soľ, rôzne kovy – meď, zinok, olovo atď.). Naopak, amorfné látky nemajú pravidelné usporiadanie častíc (napr. sklo, vosk). Kvapalné a plynné látky môžu voľne „tiecť“ a prispôsobiť sa tvaru nádoby. Zmena skupenstva zvyčajne nastáva zmenou teploty, t. j. ochladením a ohrievaním.V literatúre sa môžeme stretnúť aj s tzv. štvrtým skupenstvom, ktoré sa označuje plazma. Ide o ionizovaný plyn, ktorý je zložený z iónov a elektrónov (prípadne z neutrálnych atómov a molekúl). Nemá pevný tvar a je schopná viesť elektrický prúd a reagovať na magnetické polia.

Fázová premena

Pri zmene skupenstva hmoty z jedného na iné hovoríme o fázovej premene. Fázovou premenou sa vždy menia aj niektoré vlastnosti látok, ako napr. objem, hustota, tepelná vodivosť atď.

Topenie– pri zahrievaní telesa, ktoré je z kryštalickej látky (napr. ľad, kov) sa zvyšuje jeho teplota. Ak teplota dosiahne určitú teplotu, zvanú teplota topenia (odlišná pre rôzne kryštalické látky), dochádza k zmene skupenstva – z pevného na kvapalné. Teplota topenia kryštalickej látky závisí od vonkajšieho tlaku. Pri zahrievaní amorfnej látky, látky postupne mäknú a postupne sa premenia na kvapalinu. Na rozdiel od kryštalických látok nemajú určitú teplotu topenia. Napríklad drevo sa nedá zahriať na teplotu topenia – dochádza k ich rozkladu. Teplota topenia sa znižuje rozpustením soli, čo poznáme napr. zo zimného obdobia. Keď posypeme zamrznutý chodník soľou, zníži sa jeho teplota topenia a ľad sa roztopí. Pri topení dochádza pri väčšine látok k zväčšeniu ich objemu. Výnimkou je napr. ľad, ktorý pri topení svoj objem zmenšuje a naopak pri tuhnutí zväčšuje.

Tuhnutie– pri ochladzovaní kvapaliny, ktorá vznikla topením kryštalickej látky, dochádza pri teplote tuhnutia k jej zmene, t. j. mení sa pevnú látku. Avšak pevné skupenstvo nevzniká okamžite. Keď dosiahne kvapalina teplotu tuhnutia, postupne sa začnú v nej vytvárať tzv. kondenzačné jadrá, ku ktorým sa postupne pripájajú a pravidelne usporadúvajú ďalšie častice. Pri tuhnutí dochádza pri väčšine látok k zmenšeniu ich objemu.

Sublimácia– ide o premenu pevnej látky na plynnú látku, napr. jód, gáfor, suchý ľad, bez prechodu cez kvapalné skupenstvo.

Desublimácia– je opačný proces ako sublimácia. Ide teda o premenu látky z plynného skupenstva na pevné skupenstvo. Plyn sa mení priamo na pevnú látku bez kondenzácie.

Vyparovanie– premena kvapalnej látky na plynnú, ktorá prebieha na povrchu kvapalnej látky za každej teploty, pri ktorej kvapalné skupenstvo existuje. Rýchlosť vyparovania závisí od druhu kvapaliny (najrýchlejšie sa napríklad vyparuje éter), od teploty (so zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje aj rýchlosť vyparovania) a od veľkosti obsahu povrchu hladiny. So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje aj rýchlosť vyparovania

Kondenzácia– opačný dej ako vyparovanie, t. j. zmena plynného skupenstva na kvapalné. Táto zmena nastáva napr. pri znížení teploty.

Obrázok 46: Zmena skupenstva látok