Tiesitkö? Kuumakin vesi muuttuu kiinteäksi riittävän kovassa paineessa

Vesi on tiheämpää nesteenä kuin kiinteänä, minkä vuoksi jääpalat kelluvat juoman pinnalla. Kuvituskuva. Kuva: Juho Leskinen

Vesi on yleistä maailmankaikkeudessa ja tuntemamme elämän edellytys. Vedellä on kuitenkin ominaisuuksia, joita arkipäivässä ei tule ajatelleeksi.

Useat vedet omituisuudet selittyvät vesimolekyylien välisistä vetysidoksista, joiden rikkominen vie paljon energiaa. Tämä nostaa sulamis- ja kiehumispisteitä ja lämpökapasiteettia.

Esimerkiksi kuumuus ja kiinteä aine eivät tunnu sopivan yhteen, mutta äärimmäisessä paineessa kuumakin vesi puristuu kiinteäksi. Tällaisen jään olomuodon kiderakenne kuitenkin poikkeaa tavallisesta jäästä.

Jos valtameret olisivat 65 kilometrin syvyisiä, vesi puristuisi kiinteäksi niiden pohjalla. Näin ei kuitenkaan ole, sillä maailman merien syvin kohta on noin 11 kilometrin syvyydessä merenpinnan alapuolella Mikronesian aluevesillä Tyynellämerellä.

Jos kaataa vesilasiin vettä ja jäitä, jäät jäävät kellumaan nesteen pinnalle. Ilmiö johtuu siitä, että vesi laajenee jäätyessään, mikä on helppo havaita, jos laittaa vaikka kastikkeenloput liian täydessä pakasterasiassa pakastimeen.

Vesi on siis tiheämpää nesteenä kuin kiinteänä. Aivan ainutlaatuista tämä ei silti ole, sillä muun muassa pii käyttäytyy samalla tavalla.

Veden kolmoispisteessä jää, neste ja höyry ovat tasapainossa. Ihan arkisissa olosuhteissa tällaista ei kuitenkaan pääse tapahtumaan, sillä kolmoispiste vaatii 0,01 celsiusasteen lämpötilan ja tyhjiötä lähellä olevan noin 0,006 ilmakehän paineen.

Kuinkahan paljon maapallolla on tätä erikoista ainetta? Vastaus kuuluu, että noin 1,39 miljardia kuutiokilometriä, eli jos kaikki maailman vesi koottaisiin palloksi, pallon halkaisija olisi 1 383 kilometriä. Maailmassa kiertää vettä, eli haihtuu ja sataa, noin 16 miljoonaa kuutiokilometriä sekunnissa.