Vesi on eluks hädavajalik aine ning keskkonnaseire peamine objekt. Veeseire vaates tähendab see kvaliteedi, koguse ja muutuste jälgimist looduslikes ja joogiveesüsteemides.
Omadused
Vesi ehk divesinikmonooksiid ehk divesinikoksiid (indeksit üks tavaliselt ei nimetata) ehk üldisemalt vesinikoksiid ehk oksidaan on keemiline ühend molekulaarse valemiga H2O. Üks vee molekul koosneb kahest vesiniku ja ühest hapniku aatomist. Vesi on peaaegu värvitu läbipaistev lõhnatu ja maitsetu aine. Vesi on üks kõige levinumaid aineid nii Maal kui ka universumis: molekulaarsetest ainetest on vesi leviku poolest kolmandal kohal pärast divesinikku (H2) ja süsinikoksiidi (CO). Vesi on normaaltingimustel vedel seetõttu, et vee polaarsed molekulid moodustavad omavahel vesiniksidemeid. Vesiniksidemete olemasolu muudab vee molekulide üksteisest eraldamise raskemaks ja tõstab seega vee sulamis- ja keemistemperatuuri. Tahkes olekus vett nimetatakse jääks. Jää on kristallilise ehitusega ja selle kristallvõres esinevad tühimikud, mistõttu on jää tihedus väiksem kui vedelal veel. Vett võib leida
tahkes – jää vedelas – vesi gaasilises – aur Normaalsel atmosfäärirõhul (760 mm elavhõbedasammast, 101 325 Pa) muutub vesi tahkeks umbes 0 °C juures ja keeb umbes 100 °C juures. Rõhu vähenemisel hakkab jää sulamistemperatuur aeglaselt kasvama, keemistemperatuur aga langema. Rõhul 611,73 Pa (umbes 0,006 atm) on sulamis- ja keemistemperatuurid võrdsed – 0,01 °C. Seda punkti vee olekudiagrammil nimetatakse kolmikpunktiks. Sellest madalamal rõhul jää sublimeerub ehk muutub kohe auruks, jättes vedela faasi vahele. Sublimatsiooni temperatuur langeb rõhu alanedes. Kõrgemal rõhul esinevad jää modifikatsioonid toatemperatuurist kõrgema sulamistemperatuuriga. Normaalsetel tingimustel hakkab vesi keema
Tsükkel looduses
Temperatuuril 374 °C (647 K) ja rõhul 22,064 MPa (218 atm) läbib vesi kriitilise punkti. Selles punktis on vee gaasilise ja vedela faasi tihedus ning teised omadused samad. Sellest suuremal rõhul ei ole enam vahet auru ja vedela vee vahel. Vesi võib olla ka metastabiilsetes (kreeka keeles μετα – «üle» ja ladina keeles stabilis – «püsiv») olekutes: üleküllastatud ja ülekuumutatud aur, allajahutatud ja ülekuumutatud vedelik. Sellised olekud võivad püsida üsna kaua, kuid kui nad puutuvad kokku stabiilsema faasiga, toimub faasiline üleminek. Näiteks on puhtas klaasanumas lihtne saada allajahutatud vedelat vett, mille temperatuur on alla 0 °C, aga kui tekib vähemalt üks kristallisatsioonitsenter, siis vesi muutub jääks terve mahu ulatuses. Dünaamiline viskoossus (standardtingimused): 0,00101 Pa·s (20 °C) Kinemaatiline viskoossus (standardtingimused): 0,01012 cm2/s (20 °C) Kolmikpunkt: 0,01 °C
Selles jaotises keskendume teemale „tsükkel looduses“ praktiliselt: mis on oluline algajale, milliseid mõisteid tasub selgeks teha ja kuidas kontrollida allikaid. Kirjelda oma olukorda ja vali üks väike samm, mida saad nädala jooksul proovida.
Seire vajadus
Molaarne soojusmahtuvus (standardtingimused): 75,37 J·mol−1·K−1 Soojusjuhtivus (standardtingimused): 0,56 W/(J·K)
Vee tihedus tavatingimustel on umbes 1 g/cm3, aga see sõltub otseselt temperatuurist. Kui toatemperatuuril olevat vett hakata jahutama, siis muutub see järjest tihedamaks nagu paljud teisedki ained. Umbes 4 °C juures (täpsemalt 3,98 °C) saavutab vesi oma maksimaalse tiheduse, mis temperatuuri alanedes hakkab vähenema. Sellist negatiivset termilist suurenemist selgitatakse tugevate “van der Waalsi” jõudude olemasoluga veemolekulide vahel. Sama nähtus leiab aset sulatatud SiO2-s. Aine tahke vorm on üldjuhul tihedam kui vedel faas, sellega seoses vajub paljude ainete tahkis vedelikus põhja. Jää aga püsib vee pinnal, sest tema tihedus on vee omast väiksem. Jäätumise käigus väheneb vee tihedus 9%
Praktiline vaade
Vee tihedus sõltub nii temperatuurist kui ka lahustunud ainete kontsentratsioonist. Soola olemasolu (3,5%) alandab külmumistemperatuuri ~2 °C võrra ja samas alandab temperatuuri, mille juures vee tihedus saavutab maksimumi, külmumispunktini. See tagab selle, et meres konvektsiooni toimumisel külma vee laskuv vool ei ole peatatud vee paisumisega ja külm vesi külmumistemperatuuri juures jätkab põhja vajumist. Sellel põhjusel iga elusolend, kes tahab ellu jääda näiteks Arktika ookeani põhjas, peab suutma taluda vee temperatuuri, mis on 4 °C madalam jõgede ja mageveeliste järvede põhjas oleva vee temperatuurist. Talvel, kui magevee temperatuur saavutab 4 °C, annavad õhuga kontaktis olevad ülemised kihid ära soojust ja nende temperatuur langeb. Niimoodi moodustuvad ülemises osas kihid temperatuuridega 3 °C, 2 °C, 1 °C ja 0 °C, samas kui 4 °C vesi paikneb põhjas. Kuna jää on hea isolaator, ei
Selles jaotises keskendume teemale „praktiline vaade“ praktiliselt: mis on oluline algajale, milliseid mõisteid tasub selgeks teha ja kuidas kontrollida allikaid. Kirjelda oma olukorda ja vali üks väike samm, mida saad nädala jooksul proovida.
Kokkuvõtteks: selge mõiste, usaldusväärne allikas ja väike praktiline samm viivad edasi kiiremini kui pelgalt pealkirjade kogumine.
