موضوع مقاله: آب | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # آب | مقدمه: آب یک ترکیب معدنی، شفاف، بی‌مزه، بدون بو و تقریباً بی‌رنگ است که مادهٔ اصلی تشکیل دهندهٔ هیدروسفر کره زمین و مایعات موجود در همهٔ موجودات زنده شناخته شده است (که به عنوان حلال عمل می‌کند). | ## بخش 1: آب | با اینکه آب هیچ نوع کالری یا مواد مغذی آلی ندارد، وجودش برای همه اَشکال شناخته شدهٔ حیات، الزامی است و در صورت اتمام آن، حیات روی کره زمین پایان می‌یابد. فرمول شیمیایی آن H2O است؛ به این معنی که هر یک از مولکول‌های آن، حاوی یک اکسیژن و دو اتم هیدروژن است که توسط پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده‌اند. بیشترین چگالی آب خالص در دمای حاصل می‌شود که برابر ۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب یا ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است. بیشتر کالاهای مصرفی و اساسی از طریق مسیرهای آبی و توسط کشتی‌ها و قایق‌ها جابه‌جا می‌شود. در کاربردهای سرمایش و گرمایش خانگی و صنعتی از مقادیر زیادی آب و بخار استفاده می‌شود. آب، حلالی عالی برای بسیاری از مواد معدنی و آلی محسوب می‌شود و به همین دلیل در مصارف صنعتی و خانگی مانند آشپزی و شُستشو کاربرد فراوانی دارد. آب، یخ و برف در بعضی ورزش‌ها و بازی‌های تفریحی مانند شنا، قایق‌رانی، اسکی روی یخ و غیره نقش اساسی دارند. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آب (H2O) یک ترکیب معدنی قطبی است که در دمای اتاق مایع، بی‌مزه، بی‌بو و تقریباً بی‌رنگ است. این ماده به دلیل قابلیت آن در حل مواد بسیار زیادی به عنوان «حلال جهانی» شناخته می‌شود. در حقیقت آبی که در طبیعت یافت می‌شود، تقریباً همیشه دارای چندین ماده حل شده در آن می‌باشد و برای تولید آب خالص باید فرایندهای بسیاری انجام شود. آب تنها ماده رایجی است که در شرایط عادی کره زمین، به صورت جامد، مایع و گاز وجود دارد. حالت‌ها همراه با اکسیدان، آب یکی از دو نام رسمی برای ترکیب شیمیایی H2O است؛ همچنین به فاز مایع آب گفته می‌شود. دو حالت متداول دیگر آب، فاز جامد آن است که به آن یخ می‌گویند؛ و فاز گازی آب که به آن بخار آب یا بخار می‌گویند. افزودن یا حذف گرما می‌تواند باعث تغییر فاز شود: انجماد (آب به یخ)، ذوب شدن (یخ به آب)، تبخیر (آب به بخار)، چگالش (بخار به آب)، تصعید (یخ به بخار) و رسوب (بخار به یخ). در فشار ۱ اتمسفر و دمای ۳٫۲۹ درجه سلسیوس، آب به بالاترین چگالی خود یعنی ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می‌رسد. این افزایش حجم می‌تواند باعث ایجاد فشارهای بسیار زیادی شود به گونه‌ای که باعث ترکیدگی لوله‌ها و ترک برداشتن تخته‌سنگ‌ها شود. در یک دریاچه یا اقیانوس، آب در دمای ۴ درجه سلسیوس (۳۹٫۲ درجه فارنهایت) به پایین رفته و یخ در سطح آن تشکیل می‌شود و روی آب مایع شناور می‌شود. این منحنی‌ها در یک نقطه واحد به نام نقطه سه‌گانه با هم برخورد می‌کنند؛ جایی که هر سه حالت می‌توانند در کنار هم وجود داشته باشند. نقطه سه‌گانه آب در دمای ۲۷۳٫۱۶ کلوین (۰٫۰۱ درجه سلسیوس) و فشار ۶۱۱٫۶۵۷ پاسکال (۰٫۰۰۶۰۴ اتمسفر) قرار دارد. منحنی فازی آب - بخار در ۶۴۷٫۰۹۶ کلوین (۳۷۳٫۹۴۶ درجه سلسیوس؛ ۷۰۵٫۱۰۳ درجه فارنهایت) و ۲۲٫۰۶۴ مگاپاسکال (۳٫۲۰۰٫۱ پوند بر اینچ مربع؛ ۲۱۷٫۷۵ اتمسفر) خاتمه می‌یابد. در دماها و فشارهای بالاتر، فازهای مایع و بخار، فاز پیوسته‌ای را تشکیل می‌دهند که سیال فوق بحرانی نامیده می‌شود. می‌توان آن را به تدریج بین چگالی‌های گازمانند و مایع‌مانند، فشرده یا منبسط کرد؛ خواص آن (که کاملاً متفاوت از آب محیط هستند) به چگالی، حساس هستند؛ برای مثال، در فشار و دمای مناسب می‌تواند آزادانه با ترکیبات غیر قطبی، از جمله، بیشتر ترکیبات آلی، مخلوط شود. این امر استفاده از آن را در کاربردهای مختلف از جمله، الکتروشیمی درجه حرارت بالا و به‌عنوان یک حلال یا کاتالیزور خوش‌خیم از نظر زیست‌محیطی در واکنش‌های شیمیایی شامل ترکیبات آلی، مفید می‌کند. در گوشته زمین، در هنگام تشکیل، انحلال و رسوب مواد معدنی به‌عنوان یک حلال عمل می‌کند. رنگ و ظاهر آب خالص به‌دلیل جذب نور در محدوده تقریبی ۶۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر، از لحاظ ظاهری، آبی به نظر می‌رسد؛ این رنگ را به راحتی می‌توان با قرار دادن یک لیوان آب خالص در زیر نور آفتاب، در روبه‌روی یک دیوار کاملاً سفید رنگ مشاهده کرد. در طبیعت، به دلیل وجود مواد جامد معلق یا جلبک، ممکن است که این رنگ آبی به سبز نیز تغییر یابد. اتم‌های هیدروژن نزدیک به دو گوشه یک چهاروَجهی است که مرکز آن، اکسیژن است؛ در دو گوشه دیگر، جفت‌های منفرد الکترون‌های ظرفیتی قرار دارند که در پیوند، شرکت نمی‌کنند. در یک چهاروجهی کامل، اتم‌ها زاویه ۱۰۹٫۵ درجه تشکیل می‌دهند؛ اما دافعه بین جفت الکترون غیرپیوندی بیشتر از دافعه بین اتم‌های هیدروژن است. برخی از مواد دیگر نیز دارای ساختار مولکولی چهاروجهی هستند؛ برای مثال، متان (CH4) و سولفید هیدروژن (H2S). با این حال، اکسیژن اکترونگاتیویته بیشتری نسبت به اکثر سایر عناصر دارد (یعنی الکترون‌های خود را محکم‌تر نگه می‌دارد)؛ در نتیجه، اتم اکسیژن بار منفی را حفظ می‌کند در حالی که اتم‌های هیدروژن بار مثبت دارند. این امر باعث انحنای ساختار مولکولی آب شده و همچنین به آن یک گشتاور دوقطبی الکتریکی می‌دهد و باعث می‌شود که آن را با نام مولکول قطبی طبقه‌بندی کنند. آب یک حلال قطبی خوب است که بسیاری از نمک‌ها و مولکول‌های آلی آب‌دوست مانند قندها و الکل‌های ساده، مانند اتانول را حل می‌کند. علاوه بر این، بسیاری از مواد موجودات زنده مانند پروتئین‌ها، DNA و پلی ساکاریدها در آب حل می‌شوند. بسیاری از مواد آلی (مانند چربی‌ها و روغن‌ها و آلکان‌ها) آبگریز هستند؛ یعنی در آب محلول نیستند. بسیاری از مواد غیر آلی نیز محلول نیستند؛ از جمله، اکثر اکسیدهای فلزات، سولفیدها و سیلیکات‌ها. | ## بخش 2: آب | آب شیرین یک منبع تجدیدپذیر است که توسط چرخه آب طبیعی دوباره به گردش در می‌آید، اما توزیع طبیعی ناهموار در مکان و زمان، رشد تقاضای اقتصادی توسط کشاورزی و صنعت و رشد جمعیت باعث فشارهایی در زمینه دسترسی به آن گردیده است. در حال حاضر، نزدیک به یک میلیارد نفر در سراسر جهان از دسترسی به آب سالم و مقرون به صرفه محروم‌اند. سازمان جهانی بهداشت تخمین می‌زند که آب سالم می‌تواند سالانه از مرگ ۱٫۴ میلیون کودک در اثر اسهال جلوگیری کند. در کشورهای در حال توسعه، ۹۰٪ از کل فاضلاب‌ها هنوز بدون تصفیه به داخل رودخانه‌ها و جویبارهای محلی رها می‌شوند. حدود ۵۰ کشور با تقریباً یک سوم جمعیت جهان نیز از تنش آبی متوسط یا زیاد رنج می‌برند و ۱۷ کشور از این میزان، سالانه بیشتر از میزان شارژ مجدد در چرخه‌های آب طبیعی خود آب استخراج می‌کنند. مصارف انسانی کشاورزی اصلی‌ترین مصرف آب توسط انسان در بخش کشاورزی و زراعت است، که تقریباً بین ۸۰ تا ۹۰٪ از کل آب مصرفی توسط انسان را شکل می‌دهد. در ایالات متحده آمریکا، ۴۲٪ آب شیرین برداشت شده برای آبیاری استفاده می‌شود، اما اکثریت قریب به اتفاق آب «مصرف شده» به مصرف کشاورزی و دامداری می‌رود. دسترسی به آب شیرین، خصوصاً در کشورهای پیشرفته که سیستم‌های پیچیده آب برای جمع‌آوری، تصفیه و رساندن آب و حذف فاضلاب ساخته‌اند، یک امر عادی به نظر می‌رسد. به عنوان مثال، ۱ کیلوگرم پنبه - که معادل یک شلوار جین است - به ۱۰٫۹ متر مکعب (۱۰۹۰۰ لیتر) آب برای تولید نیاز دارد. در حالی که پنبه ۲٫۴٪ از مصرف آب در جهان را تشکیل می‌دهد، آب در مناطقی که در حال حاضر در معرض کمبود آب هستند مصرف می‌شود. تولید پنبه در جهان خسارات قابل توجهی در محیط زیست ایجاد کرده است: به عنوان مثال، انحراف آب توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق از رودخانه‌های آمو دریا و سیر دریا برای تولید پنبه تا حد زیادی دلیل ناپدید شدن دریای آرال بود. بیشتر این مقدار از طریق غذاها یا نوشیدنی‌های دیگر به غیر از نوشیدن آب مستقیم تأمین می‌شود. کلیه‌های سالم می‌توانند ۰٫۸ تا ۱ لیتر آب در ساعت دفع کنند، اما استرس مانند ورزش می‌تواند این مقدار را کاهش دهد. افراد می‌توانند هنگام ورزش بسیار بیشتر از حد لازم آب بنوشند و این افراد را در معرض خطر مسمومیت با آب قرار می‌دهد (هیدراتاسیون زیاد) که می‌تواند کشنده باشد. به نظر می‌رسد ادعای رایج مبنی بر اینکه «شخص باید روزانه هشت لیوان آب مصرف کند» هیچ پایه و اساس علمی ندارد. مطالعات نشان داده است که مصرف آب اضافی، در زمان صرف غذا به ویژه تا ۵۰۰ میلی لیتر، باعث کاهش وزن می‌شود. برخی از املاح برای تقویت مزه و تأمین الکترولیت‌های مورد نیاز انسان قابل قبول و حتی مطلوب هستند. شستشو تمایل آب به تشکیل محلول‌ها و امولسیون‌ها در فرآیندهای مختلف شستشو مفید است. بیشترین مصرف شخصی از آب به دلیل حمام کردن، شستن لباس و ظرف می‌باشد که در کشورهای پیشرفته به صدها لیتر در روز نیز می‌رسد. کاربردهای صنعتی بسیاری از فرآیندهای صنعتی به واکنش مواد شیمیایی محلول در آب یا معلق شدن جامدات در دوغاب‌ها وابسته هستند. همچنین در بسیاری از فرایندهای صنعتی از آب برای حل و استخراج مواد یا شستشوی محصولات یا تجهیزات فرآوری استفاده می‌شود. فرایندهایی مانند استخراج، مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت کاغذسازی، سفیدکاری خمیر کاغذ، تولید کاغذ، تولید منسوجات، رنگرزی، چاپ و خنک سازی نیروگاه‌ها از مقدار زیادی آب استفاده می‌کنند که نیاز به منبع اختصاصی آب دارند و اغلب باعث آلودگی قابل توجه آب می‌شوند. معمولاً یک سد بر روی یک رودخانه ساخته می‌شود و یک دریاچه مصنوعی در پشت آن ایجاد می‌شود. آبی که از دریاچه خارج می‌شود از درون توربین‌هایی که ژنراتورها را می‌چرخانند عبور داده می‌شود.از آب تحت فشار در برش با جت آب استفاده می‌شود. همچنین در خنک سازی ماشین آلات برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، یا جلوگیری از گرم شدن تیغه‌های اره از آب تحت فشار استفاده می‌شود. همچنین از آب علاوه بر استفاده به عنوان حلال شیمیایی، در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و ماشین آلات مانند توربین بخار و مبدل حرارتی نیز استفاده می‌شود. این آلودگی شامل املاح تخلیه شده (آلودگی شیمیایی) و آب خنک‌کننده تخلیه شده (آلودگی حرارتی) است. صنعت برای بسیاری از کاربردها به آب فوق خالص نیاز دارد و از انواع تکنیک‌های تصفیه چه در تأمین آب و چه در تخلیه استفاده می‌کند. حمل و نقل استفاده از آب برای انتقال مواد از طریق رودخانه‌ها و کانال‌ها و همچنین خطوط حمل و نقل بین‌المللی بخش مهمی از اقتصاد جهان است. طبق گزارش UNCTAD در سال ۲۰۲۰، حمل و نقل دریایی تقریباً ۸۰٪ تجارت بین‌المللی را تشکیل می‌دهد. گفته می‌شود انقلاب صنعتی در جایی اتفاق افتاد که حمل‌ونقل ارزان آبی از طریق کانال، ناوبری، یا حمل و نقل با انواع کشتی‌های آبی در آبراه‌های طبیعی، حمل‌ونقل فله‌ای مقرون‌به‌صرفه را پشتیبانی می‌کرد. کاربردهای شیمیایی آب به‌طور گسترده در واکنش‌های شیمیایی به عنوان یک حلال یا واکنش دهنده و در بعضی موارد به عنوان یک حل‌شونده یا کاتالیزور استفاده می‌شود. در واکنش‌های معدنی، آب یک حلال معمولی است که بسیاری از ترکیبات یونی و همچنین سایر ترکیبات قطبی مانند آمونیاک و ترکیبات نزدیک به آب را حل می‌کند. در واکنش‌های آلی معمولاً به عنوان حلالِ واکنش استفاده نمی‌شود، زیرا واکنش دهنده‌ها را به خوبی حل نمی‌کند و آمفوتریک (اسیدی و بازی) و نوکلئوفیل است. اثر احتمالی آب در این واکنش‌ها شامل برهمکنش فیزیکی، شیمیایی آب با کاتالیزور و واکنش شیمیایی آب با واسطه‌های واکنش است. | ## بخش 3: آب | تبادل گرمایی جلوگیری از آتش آب گرمای تبخیر بالایی دارد و نسبتاً بی اثر است که آن را به سیال اطفاء حریق خوبی تبدیل می‌کند. استفاده از آب در آتش‌های حاوی روغن‌ها و حلال‌های آلی خطرناک است، زیرا بسیاری از مواد آلی روی آب شناور هستند و آب تمایل دارد مایع در حال سوختن را پخش کند. استفاده از آب در اطفاء حریق باید خطرات انفجار بخار را نیز در نظر بگیرد، که ممکن است هنگام استفاده از آب در آتش‌سوزی‌های بسیار داغ در فضاهای محدود، و انفجار هیدروژن، زمانی که موادی که با آب واکنش می‌دهند، مانند فلزات خاص، رخ دهد. یا کربن داغ مانند زغال‌سنگ، زغال‌سنگ یا گرافیت کک، آب را تجزیه کرده و گاز آب تولید می‌کند. علاوه بر این، برخی از ورزش‌ها، مانند هاکی روی یخ و اسکیت روی یخ، بر روی یخ انجام می‌شوند. کنار دریاچه‌ها، سواحل و پارک‌های آبی مکان‌های محبوب مردم برای استراحت و لذت بردن از اوقات فراغت است. به نظر بسیاری از آنها صدا و شکل ظاهری آبِ روان آرام است و چشمه‌ها و سایر ویژگی‌های آب از تزئینات محبوب آنها هستند. برخی ماهی‌ها و سایر گیاهان و جانوران را برای نمایش، سرگرمی و همراهی در داخل آکواریوم‌ها یا استخرها نگهداری می‌کنند. انسان‌ها همچنین از آب برای ورزش‌های برفی مانند اسکی، سورتمه سواری، و اسنوبورد استفاده می‌کنند، که برای تولید این یخ به آب نیاز است. صنعت آب فراوری غذا کاربردهای پزشکی آب قابل تزریق یا WFI در لیست داروهای اساسی سازمان بهداشت جهانی قرار دارد. ساخت این ابرپروژه چندین دهه طول کشیده است، که هدف آن جابجا کردن ۴۴٫۸ میلیارد متر مکعب آب در سال است. تا سال ۲۰۱۴، بیش از ۷۹ میلیارد دلار برای ساخت آن هزینه شده است که این پروژه را به یکی از بلند پروازانه‌ترین و گران‌ترین پروژه‌های مهندسی تاریخ بشر تبدیل کرده است. اگرچه حجم کلی آب‌های موجود بر روی زمین نسبتاً زیاد می‌نماید اما متجاوز از ۹۷٪ این آب‌ها در دریاها و اقیانوس‌ها متمرکز هستند و حدود ۲٪ نیز به صورت یخ و یخچال‌ها در مناطق قطبی تجمع یافته است. از یک درصد آب باقی‌مانده نیز بخش زیادی در اعماق زمین بوده که استخراج آن مشکل و از دسترس انسان به دور است.Davie, T. در مقابل حدود ۸۰ کشور با کمبود آب مواجه‌اند که برخی از آن‌ها تقریباً به هیچ منبع آب شیرین قابل توجهی دسترسی ندارند: کویت، بحرین، مالت، امارات متحده عربی، سنگاپور، اردن و لیبی. طبق آمار برنامه عمران سازمان ملل متحد در سال ۲۰۰۶: ۱٫۱ میلیارد نفر به آب آشامیدنی دسترسی ندارند.بیش از کمبود: قدرت، فقر و بحران جهانی آب، فصل اول، ص۳۳ ۲٫۶ میلیارد نفر به آب کافی برای بهداشت دسترسی ندارند. ۷۰۰ میلیون نفر در ۴۳ کشور با مشکل کمبود پیوستهٔ آب مواجه هستند.بیش از کمبود: قدرت، فقر و بحران جهانی آب، فصل چهارم، ص۱۳۵ ۱٫۸ میلیون کودک زیر ۵ سال هر سال از ابتلا به اسهال به علت آشامیدن آب ناسالم می‌میرند.بیش از کمبود: قدرت، فقر و بحران جهانی آب، فصل اول، ص۴۳ یک نقشه‌برداری مصرف آب در کشورهای کم درآمد و متوسط در سال ۲۰۲۴ نشان داد که بیش از ۴٫۴ میلیارد نفر فاقد آب آشامیدنی سالم هستند. آلودگی مدفوعی، عامل محدود کننده اولیه است که تقریباً نیمی از جمعیت این مناطق را تحت تأثیر قرار می‌دهد. مزدیسنا آب در مزدیسنا که جزو اولین دین‌های جهان بشمار می‌رود بسیار حائز اهمیت است. آبانگان یکی از جشن‌های ایرانی است که در ستایش و نیایش ایزدبانو آناهیتا که ایزد آب‌های روان بوده است، برگزار می‌شده است. همچنین آناهیتا یکی از ایزدبانوان ایرانی-آریایی، هدایت و نگهبانی تمام آب‌های جهان را به عهده دارد. تسوکوبای در ژاپن یک دستشویی است که در ورودی یک مکان مقدس برای بازدیدکنندگان فراهم می‌شود تا با شستن، دست و دهان خود را پاک کنند. همچنین مکان تاریخی تمیزویا در ژاپن برای تطهیر تشریفاتی شامل شستشوی دهان و ریختن آب روی سر انگشتان است. برای نمونه از اولین اهمیت آب در یهودیت می‌توان به نجات موسی در آب رودخانه اشاره کرد. به گفته سفر خروج در تنخ، دختر فرعون شخصی بود که موسی را زمانی که مادرش او را در رودخانه رها کرده بود، پیدا کرد و به فرزندی گرفت. واژه میکوه در تورات مورد استفاده قرار گرفته است و معمولاً به معنی محل نگهداری آب است. در تلمود نیز از الزام شستن دست‌ها با آب پاک در لاویان ۱۵:۱۱ به عنوان اشاره‌ای به قانون کلی شستن دست‌ها اشاره شده است. به‌طور مشخص، در آیات ۱۳:۱۴–۱۷ او به آنان آموزش می‌دهد، ۱۴ «اگر من، خداوند و معلم شما، پایتان را شسته‌ام، شما نیز باید پای یکدیگر را بشویید.» همچنین عیسی پیامبر مسیحیت چندین نفر را با آب در تالاب بیت حسدا، شفا داده است. اسلام طبق آموزه‌های اسلام آب مایعی پاک و پاک کننده است و طبق احکام اسلام برای پاک کردن اثر ادرار یا خون آب مناسب است. بر اساس دستور اسلام، هر مسلمان در روز برای خواندن نماز باید با آب وضو بگیرد و استفادهٔ بهینه از آب یک وظیفه است همچنین اسراف (هدر دادن) آب گناه به‌شمار می‌آید. همچنین در موارد بسیاری مسلمانان باید بدن خود را به‌طور کامل با آب شست‌وشو دهند که به آن غسل می‌گویند. دین‌های دیگر برخی باورهای دینی برای این عنصر مادی به خاطر پالایندگی جسم مرتبه پالایندگی روح نیز قائل شده‌اند. در بیان اسطوره ایزیس از ایزدان مصری آمده است که پیکر مرده ایزیس در آب‌های نیل شناور بود و به زندگی برگشت به این خاطر که در آب‌های نیل غسل داده شد. ایزدبانوی ماه، در اساطیر قبایل مائوری نیوزیلند، به نام مارما پس از اینکه به‌طور کامل از بین می‌رود، هرگاه در آب‌های زندگانی خود را شست‌وشو می‌دهد دوباره شکوه گذشته خود را بازمی‌یابد.بلمکی، بهزاد - تقوایی، آزاده: هنر، اسطوره و کارکردهای آیینی در شکل‌گیری حمام. | ## جمع‌بندی | نام وایورا،Waiora ایزدبانوی تندرستی در جزایر پلی‌نزی مرکزی، به معنای «آب زندگانی» است.