* 物質状態: すべての物質は、固体、液体、ガスの3つの主要な状態に存在します。水も例外ではありません。
* 位相遷移: これらの状態間の遷移(融解、凍結、沸騰、凝縮、昇華、堆積)は、温度と圧力の変化によって駆動されます。これらの遷移は、ほとんどの物質でも観察されます。
* エネルギーの変化: 位相遷移にはエネルギーの変化が含まれます。たとえば、融解にはエネルギー入力(吸熱)が必要ですが、凍結はエネルギー(発熱)を放出します。これは、ほとんどの物質にも当てはまります。
* 分子配置: 分子の配置は状態間で変化します。固体では、分子はしっかりと詰め込まれており、固定位置があります。液体では、分子は互いに近づきますが、より自由に動くことができます。ガスでは、分子は遠く離れており、自由に動きます。このパターンは、多くの物質に当てはまります。
ただし、水と他の物質にはいくつかの違いがあります:
* 異常な拡張: ほとんどの物質とは異なり、水が凍結すると水が膨張します。そのため、氷が浮かびます。
* 熱容量: 水は非常に高い熱容量を持っています。つまり、温度を変えるには多くのエネルギーが必要です。これは、地球の気候を規制するのに役立ちます。
* 強い水素結合: 水分子間の強い水素結合は、その高い沸点や表面張力など、そのユニークな特性の多くに関与しています。
全体として、水は物質状態の基本的な特性を他の物質と共有していますが、水素結合によるそのユニークな特性が際立っています。