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水161015

2016-10-15 14:27:00 | 日記

水。みず。ウィキペディアを参照した。水は人類にとって最もありふれた液体であり、基本的な物質である。また、人が生命を維持するには必要不可欠であり、さまざまな産業活動にも不可欠の物質である。古代ギリシャではタレスが「万物のアルケーは水」とし、エンペドクレスは四大元素のひとつで基本的な元素として水を挙げた。古代インドでも五大のひとつとされ、中国の五行説でも基本要素のひとつと見なされている。18世紀の後半まで、洋の東西を問わず人々はそうした理解をしていた。それが変わったのは、わずか200年ほど前のことであり、19世紀前半に、ドルトン、ゲイリュサック、フンボルトらの実験が行われ、アボガドロによって分子説が唱えられたことによって、H2Oで表すことができる水素と酸素の化合物と理解されるようになった。常温常圧では液体で、透明ではあるが、ごくわずかに青緑色を呈している(ただし、重水は無色である)。また無臭である。日常生活で人が用いるコップ1杯や風呂桶程度の量の水にはほとんど色がないので、水の色は「無色透明」と形容される。詩的な表現では、何かの色に染まっていないことの象徴として水が用いられることがある[注 2]。しかし、海、湖、ダム、大きな川など、厚い層を成して存在する大量の水の色は青色に見える。このような状態で見える水の色を、日本語ではそのまま水色と呼んでいる。化学が発展してからは化学式 H2O で表され、水素原子と酸素原子は共有結合で結びついている、と理解されている。また水は、かつて1kgや1calの単位の基準として用いられた。すべての既知の生命体にとって、水は不可欠な物質である。生物体を構成する物質で、最も多くを占めるのが水である。核や細胞質で最も多い物質でもあり、細胞内の物質代謝の媒体としても利用されている。通常、質量にして生物体の70-80%が水によって占められている。人体も60-70%程度が水である。地球表面、特に海洋に豊富に存在する。水は人類にとって身近であって、生物の生存に必要な物質であるが、宇宙全体では液体の状態で存在している量は少ない。現代の人類の水の使用量の約7割が農業用水である。現代の東京の家庭での水の使用量を多い順に並べると、(1)トイレ、(2)風呂、(3)炊事である。下記では、水に関する人類の知識の歴史概略を解説し、続いて現代物理学での水の理解などを解説する。日常的な日本語では、同じ液体の水でも温度によって名称を変えて呼び分ける。低温や常温では水と呼ぶが、温度が高くなると湯(ゆ)といい、別の漢字を宛てる。しかし、英語 (water) やフランス語 (eau) などでは、液体であれば温度によらず名称は不変である。日本語では、(湯などから立ち上った)水蒸気が凝結して空気中に細かな粒として存在する水は、湯気という。用途、性質、存在する場所などによる呼び分けも行われている。例えば、水の中でも、特に飲用に供するものを飲料水という。海にある塩分などを多く含む水は海水、地下に存在する水は地下水と呼び、地下水を汲みボトルに詰めたものをミネラルウォーターと呼ぶ。また、用途によって、農業用水、工業用水などの呼称もある。機能と水質に基づく、上水、下水という呼称もある。水の概念を自然科学的に拡張して、化学式で H2O と表現できるものをすべて広義の「水」とすれば、固体は氷、液体は水、気体は水蒸気、ということになる。不純物をほとんど含まない水を「純水」と呼ぶ(たとえば、加熱してできた水蒸気を凝結した蒸留水など)。(「超純水」という呼称も)。普通の水は、軽水と呼ばれる。軽水と重水は電子状態が同じなので、化学的性質は等しい。しかし、質量が2倍、3倍となる水素の同位体の化合物である水では、結合や解離反応の速度などの物性に顕著な差が表れる(速度論的同位体効果参照)。気象に関する用語では、水の粒の大きさによって、霧や靄(もや)と呼ぶ(これらを総称した一般用語として霞もある)。それらが上空にある状態では、雲と呼ぶ。雲から凝縮して大きめの水滴となって地上に落ちてくる水は雨と呼ぶ。上空で水蒸気が凝固して結晶となった氷は雪と呼ばれ、一体の結晶になっていない粒は、大きさによって霰(あられ)や雹(ひょう)と呼ぶ。それらが水と混合した状態になっていれば、霙(みぞれ)と呼ばれる。

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