Vesi

Vesi (divetymonoksidi, tunnetaan myös hydridi-nimellä oksidaani, H₂O) on huoneenlämmössä nesteenä esiintyvä kemiallinen yhdiste. Kaikki maapalloanlla oleva vesi lienee peräisin vuosimiljoonien aikana planeetta törmänneistä komeetoista ja tulivuortennn purkauksista. Vettä on saatavilla lähes kaikkialla maapallolla, ja se on kaiken tunnetun elämä perusehto.

Vesi on hajutonta ja mautonta ja väriltään hyvin heikosti sinistä.

Kemialliset ominaisuudet

Kiinteässä olomuodossa vesi on jäätä ja kaasuna vesihöyryessä. Vesi voi esiintyä kaikissa kolmessa olomuodossaan erityisessä kolmoispisteä (273,16 K; 6 mbar), joka toimii myös celsius- ja kelvin-asteikkojen määritelmänä. Vesi on myös ainoa aine, joka esiintyy Maan luonnonoloissa kaikissa kolmessa olomuodossa. Vesimolekyyli on dipolinen. Koska molekyylin happiatomilla on suurempi elektronegatiivisuus, sen puoli molekyylistä saa negatiivisen osittaisvarauksen. Tämä johtaa molekyylien välisiin vetysidoksiin, jotka aiheuttavat vedelle sen suhteellisen korkean kiehumispisteen. Samasta syystä veden tiheys jäätyessä poikkeuksellisesti laskee, mikä mahdollistaa eliöiden selviytymisen järvissä ja merissä talvella, sillä jää kelluu veden pinnalla muodostaen huonosti lämpöä johtavan eristekerroksen. Näin vedet eivät koskaan jäädy pohjaan saakka. Samoin veden poikkeuksellinen lämpölaajeneminen mahdollistaa elämälle välttämättömät vesistöjen syksyiset ja keväiset täyskierrot. Vesi on tiheimmillään 4 celsiusasteessa.

Vesi on hyvä liuotin, mikä on elintärkeää monille biologisille prosesseille soluissa. Veden vetysidokset aiheuttavat myös pintajännityksen, joka on elintärkeää maasta vettä imeville puille. Puhdas vesi ei johda sähköä mainittavasti, mutta veteen liuenneet aineet (erityisesti suolat) parantavat veden johtavuutta huomattavasti. Valoa vesi läpäisee hyvin, eikä vesikasvien yhteyttäminen ilman tätä ominaisuutta onnistuisikaan.

Fysikaaliset ominaisuudet

Vedellä on suhteellisen suuri lämmönvarauskyky. Siksi sitä käytetään mm. lämpöä kuljettavana nesteenä erilaisissa lämmitys- ja lämmönvarausjärjestelmissä.

• ominaislämpökapasiteetti: neste 4186 J/(K·kg), kiinteä (jää 0 °C) 2060 J/(K·kg)
• sulamislämpö: 333 kJ/kg (0 °C)
• höyrystymislämpö: 2260 kJ/kg (100 °C)
• tiheys: 4 °C 1000 kg/m³ = 1,000 kg/l = 1,000 g/cm³, muissa lämpötiloissa veden tiheys on vähäisempi
• kolmoispiste: lämpötila: 273,16 K (0,01 °C), paine: 611,73 Pa (noin 0,006 bar).

Vesi luonnonvarana

Nimenomaan makea vesi eli suolaa sisältämätön vesi on elämän elinehto. Maapallon vesivaroista 97 prosenttia on suolaista merivettä. Jäljelle jäävää kolmea prosenttia edustavasta makeasta vedestä puolestaan suurin osa on vaikeasti käytettävissä jäätiköissä (77 %) tai maa- ja kallioperässä (22 %). Vain noin 1 % maailman makeasta vedestä on helposti hyödynnettävissä järvissä, joissa ja tekoaltaissa: se tarkoittaa minimaalista 0,036 prosentin osuutta maapallon kaikesta vedestä. Vain 0,001 % vedestämme leijuu vesihöyrynä pilvissä.

Keskimäärin 74 % vesivaroista käytetään kasteluun – kehitysmaissa kastelun osuus saattaa olla kuitenkin jopa noin 90 % vedenkäytöstä. Vesivoiman tuotanto nielee maailmassa 18 % ja kotitalouskäyttö 8 % varannoista. Metro (Reuters) 31.10.2006, s.1

Suomi on veden kannalta hyvin poikkeuksellinen maa, sillä Suomessa on erittäin paljon järviä, joten juomavettä voidaan käyttää katujen pesuun. On sanottu, että monissa muissa maissa juomavedestä on pulaa, ja kadut tulisi pestä muulla vedellä. Kuitenkin se vaatisi toisen vesiverkoston rakentamista eikä käyttämätön vesi siltikään varastoidu mihinkään, vaan päätyy lopulta mereenanan tai haihtuu ilma.

Vesi on joillakin alueilla maapallolla rajallinen luonnonvara. Vesi voi johtaa sotiin kyseisillä alueilla. Eräs tunnettu vesikiista on Turkin ja Syyrian välillä.

Vesi ja ihminen

Vesi on ihmiselle elintärkeä luonnonvara. Ihminen on 65-prosenttisesti vettä, ja jo muutaman prosentin nestehukka heikentää työkykyä merkittävästi. Kahdenkymmenen prosentin vajaus johtaa kuolemaan. Ilman vettä ei voida tuottaa ruokaa, ei pyörittää teollisuutta tai energiantuotantoa. Koska vettä poistuu ihmisessä monella tavalla, ihminen tarvitsee elääkseen jatkuvasti ja merkittäviä määriä vettä. Ihmisen tulisi juoda vettä noin 2,5 litraa päivässä.

Ihminen kuolee ensimmäisenä hapenpuutteeseen (minuuteissa), sitten vedenpuutteeseen (vuorokausia) ja ravinnonpuutteeseen vasta viikkojen tai kuukausien jälkeen.

Veden haihtuminen vaatii paljon energiaa, ja käytännössä viilentää ihmisen ruumista. Tämän voi todeta itsekin helposti: nuolaise kämmenselkää ja puhalla siihen. Tämä on yksi hikoilun ja karvattomuuden etu.

Maanviljelyssä vesi tuli erityisen tärkeään asemaan, sitä tarvittiin juomiseen ja ruuanlaittoon verrattuna valtavia määriä. Makeaa vettä on saatavilla suuria määriä suurien jokien alueilla (Niili, Eufrat, Hwang Ho eli Keltainenjoki). Ne synnyttivät ensimmäiset suuret kulttuurit.

Myös veden kyky sammuttaa tuli on tehnyt vedestä tärkeän. Vesi oli useassa kulttuurissa yksi 'alkuaine'.

Tulevaisuudessa kyky tuottaa hallittua energiaa ydinfuusion avulla antaisi vedelle vielä uuden merkityksen. Se tekisi valtameristä käytännössä rajattoman energianlähteen ihmiselle.

Lähteet

Katso myös

• Veden kiertokulku
• Jää
• Vesihöyry
• Vesijohtovesi
• Tislattu vesi