陳仁政
水是對(duì)抗“炎炎似火燒”的烈日的忠誠(chéng)“衛(wèi)士”?!傲胰昭籽姿苹馃疤锖痰景肟萁??!边@是中國(guó)古典名著《水滸傳》第十六回中,青面獸楊志押送生辰綱走到黃泥崗時(shí),白日鼠白勝扮作挑酒桶的漢子之口吟唱的詩(shī)句。這個(gè)“衛(wèi)士”,就是又名雙分子締合水的“二聚(合)水”—分子式(H2O)2。
二聚水進(jìn)入了地球大氣層,以氫鍵連接的兩個(gè)水分子中的一個(gè)繞另一個(gè)旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)消耗能量。陽(yáng)光經(jīng)過(guò)二聚水集結(jié)的大氣層時(shí),紅外線的能量就被二聚水截住,不能進(jìn)入更為低層的大氣,從而使低層大氣的溫度不至于升溫過(guò)高,這就是所謂的“氣窗效應(yīng)”。由此可見(jiàn),二聚水改善了氣溫,是保護(hù)地球生命的“功臣”之一。
不但如此,深海生物也得益于比熱容大的水。在海水表面,水溫的變化幅度在10℃左右,而在深達(dá)1千米的深海,水溫變化則小于1℃。所以,深海是地球上溫度唯一基本上保持不變之處,從而成為深海生物的“伊甸園”。
南北兩極四季嚴(yán)寒,中高緯度地區(qū)的冬季嚴(yán)寒,那么氣溫0℃以下時(shí),水生動(dòng)物為何沒(méi)被凍死呢?答案不復(fù)雜:冰為它們蓋上了一層“溫暖的棉被”?!懊薇弧钡膴W秘,就在“4℃的水密度最大”和“冰的密度比水小”之中。
原來(lái),每當(dāng)氣溫降到0℃以下時(shí),淡水表面就會(huì)結(jié)成0℃的冰。海水的平均結(jié)冰溫度大約是-2℃。值得注意的是,不管海水如何咸、苦、澀,一旦結(jié)成冰,就成為(固態(tài)的)淡水了。正因?yàn)槿绱?,北極圈內(nèi)的居民都把就地取材的冰融化之后的淡水作為飲用水的主要來(lái)源。密度比水小的冰浮在水面而不會(huì)沉入水底。冰浮在水面的作用,就是充當(dāng)水生生物的“棉被”—冰和水都是熱的不良導(dǎo)體,冰的存在減緩了下層水變冷的速度。
我們可以想象,如果“4℃的水不是密度最大”和“冰的密度比水大”,當(dāng)氣溫降到0℃以下并持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,那么水表面結(jié)的冰就會(huì)下沉到底,最下層的水就上浮,如此循環(huán),全部的水也就依次結(jié)冰,水生動(dòng)物將和寒冷的冰凍在一起!
事實(shí)上,雖然南北兩極的嚴(yán)寒讓海水結(jié)上了一層厚冰,但是厚冰之下依然是不會(huì)結(jié)冰的海水,各種水生生物在海水中“萬(wàn)類(lèi)‘寒天競(jìng)自由”!冬天冰封江河湖海的時(shí)候,水生動(dòng)物依然“魚(yú)翔淺底”—那里有4℃或者比4℃更高的水,照舊“春意盎然”!
從捷克“水專(zhuān)家”文森特·普雷斯尼茨創(chuàng)始的、20世紀(jì)70年代盛行于日本但有爭(zhēng)議的飲水療法,到迄今依然風(fēng)行的“早上多喝水,一天都清爽”的習(xí)慣,人們都把水看成“萬(wàn)能藥”。
當(dāng)然,水并非“萬(wàn)能藥”。但是,水的確有某些類(lèi)似藥物的療效。例如,喝淡鹽水散熱,防治中暑。又如,輕度燙傷后,迅速用干凈水涂抹在被燙傷的部位10~20分鐘(也可以用干凈的水冷敷),使其迅速降溫,是最簡(jiǎn)單實(shí)用的減損妙方。再如,用冰塊代替醫(yī)用酒精或者普通酒精抹在額頭、手心等部位可以物理降溫。還有,對(duì)某些疾病,科學(xué)飲水也有輔助治療之效。
更值得一提的是,水可以治療普通感冒。對(duì)于體溫不超過(guò)38.5℃,僅有輕微癥狀的普通感冒,無(wú)需藥物治療,只需大量喝溫白開(kāi)水。當(dāng)然,要不斷監(jiān)測(cè)體溫變化,如果大多數(shù)時(shí)間低于38.5℃,就繼續(xù)大量喝,僅需一周就會(huì)康復(fù);如果大多數(shù)時(shí)間高于38.5℃,就必須去醫(yī)院。
“超級(jí)媒人”—水是許多物理變化或者化學(xué)反應(yīng)的參與者。生活中,我們加水和面做饅頭、花卷或包子時(shí),水起到了黏合劑的作用,并充當(dāng)了活化酵母粉中酵母菌的營(yíng)養(yǎng)液。掃地之前灑的水,也是黏合劑—黏合灰塵,使它不會(huì)四處飄散。從捏泥人、制作陶瓷物品,到我們常說(shuō)的“和稀泥”,都離不開(kāi)水這一黏合劑?;炷林械乃畷?huì)大大降低它的強(qiáng)度,但是在攪拌混凝土?xí)r,也依然要用大量的水充當(dāng)硬化劑,并在凝結(jié)、硬化過(guò)程中起養(yǎng)護(hù)作用。用石灰刷墻、三合土建地壩,也要用水來(lái)當(dāng)凝結(jié)劑。某些刷墻用的涂料也要加水,水則充當(dāng)了稀釋劑。
夏天,當(dāng)電冰箱由于停電等原因不能使用時(shí),可以用攤開(kāi)的干凈濕毛巾蓋在食物(例如剖開(kāi)的西瓜)上,再把它們放在盛有干凈冷水的盆內(nèi),讓毛巾的一端沒(méi)入冷水中,置于陰涼通風(fēng)處。這樣,由于“毛細(xì)作用”而浸到毛巾表面的冷水,蒸發(fā)時(shí)會(huì)因?yàn)椤罢舭l(fā)致冷”而帶走熱量,就能讓食物低于室溫而不易變質(zhì)?!皵傞_(kāi)”和“置于陰涼通風(fēng)處”的原因在于,對(duì)處于一定溫度之下的同一種液體,蒸發(fā)速度取決于表面積的大小和空氣流動(dòng)的快慢—面積大、流動(dòng)快,蒸發(fā)速度快。
在生活中我們會(huì)發(fā)現(xiàn):坐船要比坐火車(chē)便宜。水運(yùn)為什么廉價(jià)優(yōu)質(zhì)?“無(wú)處不在”、無(wú)需建設(shè)維修是廉價(jià)的原因。此外,還有一個(gè)原因:水面總是“水平”的,無(wú)需“爬坡上坎”;水對(duì)船的浮力,比起相同重量的陸地上的物體大得多,這就減輕了船的重量,從而少費(fèi)動(dòng)力;水對(duì)船的阻力,比起陸地上的同重物體小得多,這就減少了船的前進(jìn)阻力,從而也少費(fèi)動(dòng)力。事實(shí)上,水路運(yùn)輸?shù)某杀咀畹停翰唤柚鷻C(jī)械,一個(gè)普通人就能在陸地上拉動(dòng)水上的小船,但是拉不動(dòng)陸地上相同重量的物體。