Nhiệt độ nước sôi hoặc đóng băng có thể thay đổi tùy thuộc vào áp suất và các yếu tố khác.

Những yếu tố tác động

Vậy, câu hỏi đặt ra là, chúng ta cần đi đâu trên Trái đất để tìm nhiệt độ sôi thấp nhất và nhiệt độ đóng băng cao nhất của nước? Để nước có nhiệt độ sôi thấp nhất, chúng ta phải tìm nơi có không khí loãng nhất.

Ông Jacob Roberts - Giáo sư Vật lý tại Trường Đại học bang Colorado (Mỹ), cho biết: “Điểm sôi của nước phụ thuộc đôi chút vào độ ẩm. Tuy nhiên, hầu như tất cả đều phụ thuộc vào áp suất”. Các tạp chất trong nước ảnh hưởng đến cách những phân tử nước tương tác với nhau.

Cuối cùng, yếu tố này làm thay đổi thời điểm mà toàn bộ dung dịch bắt đầu sôi. Song, nếu chúng ta mang một xô nước lên đỉnh núi, nó sẽ sôi ở nhiệt độ thấp hơn so với mực nước biển. Đó là bởi vì bầu không khí tác động lên càng ít, thì nước càng cần ít năng lượng nhiệt để bốc hơi hoặc biến thành hơi nước.

Theo Viện Mặt trăng và Hành tinh, vị trí cao nhất trên Trái đất - đỉnh núi Everest, ở độ cao 29.031 feet (8.849 mét), là nơi nước sôi lạnh nhất, ở 154 độ F (68 độ C). Mặc dù đó là nước nóng, nhưng nó sẽ tạo ra một tách cà phê “khủng khiếp”.

Bởi, thực tế, nước cần ít nhất là 188 độ F (87 độ C) để tạo ra một tách cà phê ngon. Vậy, đâu là nơi nước đóng băng ở nhiệt độ cao nhất? Câu trả lời cho vấn đề này được coi là phức tạp hơn.

Ít nhất, đối với nước tinh khiết, nhiệt độ mà tại đó các phân tử của nó lắng đọng thành cấu trúc tinh thể cứng của tinh thể băng thay đổi tương đối ít theo áp suất. Điểm đóng băng của nước trên Trái đất luôn ở khoảng 32 độ F.

Điều đó không có nghĩa là áp suất hoàn toàn không ảnh hưởng đến nhiệt độ đóng băng của nước. Thay vào đó, chỉ là áp suất xảy ra tự nhiên trên bề mặt hành tinh của chúng ta không đủ để đẩy điểm đóng băng lên.

Theo Trường Đại học College London (Anh), ngay cả ở vực sâu Challenger của rãnh Mariana, nằm sâu hơn mực nước biển so với đỉnh Everest ở trên nó, áp suất vẫn cao hơn 1 nghìn lần so với áp suất không khí ở mực nước biển.

Điều này ép nước, nhưng không đủ để khiến nước trên 32 độ F thành băng. Nước cần áp suất khí quyển gần 10 nghìn lần để đóng băng. Điều này không xảy ra tự nhiên ở bất kỳ đâu trên Trái đất.

Tuy nhiên, băng ở mực nước biển có thể hình thành nếu nhiệt độ không khí cao hơn điểm đóng băng nhờ làm mát bằng bức xạ. Trong nhiều thế hệ, hiện tượng này đã cho phép cư dân ở các vùng sa mạc làm đá mà không cần điện hoặc nhiệt độ đóng băng.

Những người sống ở khu vực ngày nay là Iraq và Afghanistan sẽ đổ đầy nước vào các hồ cạn trước một đêm không mây và thức dậy với băng, dù nhiệt độ không khí cao hơn vài độ so với mức đóng băng. Đó là vì không khí phía trên hồ rất khô. Theo Giáo sư Roberts, yếu tố này khiến nước bốc hơi. Nước bay hơi mang theo nhiệt, làm mát chất lỏng còn sót lại.

Ngoài ra, nước còn từ từ tỏa nhiệt lên trời. Trong khi không khí gần mặt đất có thể chỉ ở trên mức đóng băng, bầu không khí ở trên cao có thể lạnh tới âm 40 độ F (âm 40 độ C) vào một đêm không mây.

Trong trường hợp này, năng lượng nhiệt truyền từ vùng nước tương đối ấm sang bầu trời đêm cực lạnh. Cả hai cơ chế kết hợp với nhau có thể giảm nhiệt độ trong hồ bơi xuống 32 độ F - đủ để nó đóng băng, dù nhiệt độ không khí xung quanh ấm đến 41 độ F (5 độ C). Con số này cao hơn nhiều so với mức đóng băng.

Có khoảng 37,5 triệu tỷ gallon nước trong khí quyển.

Số lượng nước trên Trái đất

Không giống trên các thiên thể khác trong Hệ Mặt trời, nước ở dạng lỏng có rất nhiều trên Trái đất. Sự hiện diện của nó đã cho phép hàng triệu triệu loài tiến hóa và phát triển.

Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS) thông tin, khoảng 71% bề mặt Trái đất được bao phủ bởi nước và 96,5% nguồn cung cấp nước khổng lồ của hành tinh được tìm thấy ở các đại dương. Song, nước không chỉ ở bên dưới, mà còn di chuyển lên khí quyển.

Theo các nhà nghiên cứu, hiện tại, có hàng tỷ gallon nước - chủ yếu ở dạng hơi - trên bầu trời. Nếu tất cả rơi xuống cùng một lúc, nó sẽ gây ra một số vấn đề lớn cho hàng triệu người. USGS cho biết, thể tích toàn bộ nước trên Trái đất được ước tính là gần 332,5 triệu dặm khối (1,4 tỷ km khối). Để dễ hình dung, 1 dặm khối nước sẽ chứa khoảng 1,1 nghìn tỷ gallon. Con số này đủ để lấp đầy 1,66 triệu bể bơi cỡ Olympic.

Là kết quả của chu trình thủy văn, nước trên Trái đất không bao giờ ở một nơi quá lâu. Nó bay hơi, chuyển thành hơi, ngưng tụ tạo thành mây và rơi trở lại bề mặt dưới dạng mưa. Chu kỳ sau đó bắt đầu lại. Theo Britannica, nước bay hơi tồn tại trong khí quyển khoảng 10 ngày. Điều này có nghĩa là bầu không khí tràn ngập hơi nước theo đúng nghĩa đen.

Ông Frédéric Fabry - Giáo sư môi trường, Khoa Khoa học Khí quyển và Đại dương tại Trường Đại học McGill (Canada) cho biết, trung bình, có khoảng 30 mm (1,2 inch) mưa ở dạng hơi có thể rơi xuống bất kỳ điểm nào trên bề mặt Trái đất.

Theo ông Fabry, diện tích bề mặt Trái đất là khoảng 197 triệu dặm vuông (510 triệu km2). Do đó, có khoảng 37,5 triệu tỷ gallon nước trong khí quyển. Ông nói thêm, nếu tất cả khối lượng này giảm cùng một lúc, nó sẽ làm mực nước biển toàn cầu tăng thêm khoảng 1,5 inch (3,8 cm).

Mặc dù, việc tất cả hơi nước này rơi xuống cùng một lúc là điều cực kỳ khó xảy ra, nhưng mực nước biển dâng cao đột ngột như vậy có thể sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng.

Theo Climate Change Post, nếu mực nước biển toàn cầu chỉ tăng 2 inch (5 cm), các thành phố vùng thấp như Mumbai và Kochi (Ấn Độ), Abidjan, Bờ Biển Ngà và Jakarta (Indonesia) - nơi có tổng dân số hơn 28 triệu người và dễ bị ảnh hưởng bởi lũ lụt ven biển sẽ “bị ảnh hưởng đáng kể”.