Woda - substancja niezbędna do życia

„Woda, H2O, związek tlenu z wodorem - jest najpowszechniej występującym na naszej planecie związkiem chemicznym. Ilość wody na Ziemi szacuje się na około 2,2 x 1018 ton. Jeżeli każdą tonę wody (1 m3) zmniejszylibyśmy do rozmiarów główki od szpilki i takimi główkami wybrukowalibyśmy drogę z Ziemi na Księżyc, to jej szerokość wyniosłaby 10 kilometrów. Czyż w tej sytuacji wodzie nie należy przyznać pierwszeństwa wśród związków chemicznych?”

Tematem mojej pracy semestralnej będzie właśnie woda. Woda jako związek chemiczny, woda jako jedna z najważniejszych substancji na Ziemi, jako część organizmu człowieka, jako związek, bez którego nie moglibyśmy funkcjonować. Jednym słowem woda jako substancja niezbędna do życia. Z tą niezwykłą substancją spotykamy się przez całe życie, na każdym kroku. Towarzyszy nam w naszych codziennych zajęciach. Bez niej nie moglibyśmy się obejść.

Woda jednak, to nie tylko takie codzienne czynności, jak pranie, zmywanie, czy gotowanie. Woda jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych substancji w przyrodzie. Oceany, morza, jeziora i rzeki to prawie 3/4 powierzchni Ziemi. Masy wód oceanów i mórz stanowią rodzaj regulatora klimatu, powodując stopniowe, łagodne zmiany temperatury, a znajdująca się w atmosferze para wodna w dzień osłania Ziemię przed promieniami Słońca, a nocą przed utratą ciepła. Kolejną niezwykle istotną rzeczą jest rola wody w organizmie człowieka. Woda to dwie trzecie naszego ciała. Jest głównym składnikiem krwi, zawiera ją też każdy nasz organ – mózg, serce, wątroba, czy mięśnie. Co więcej jest niezbędna do życia nie tylko nam, ale także żyjącym na Ziemi roślinom.

Badaniem H2O zajmują się wszystkie niemal dziedziny nauki. Chemia, fizyka, biologia, geografia. Każda z nich obserwuje i bada inne zjawiska z nią związane. Jak dobrze wiemy woda jest także istotna dla takich dziedzin, jak np. gospodarka (handel, transport), czy sport (pływanie, żeglarstwo). Jak nietrudno się domyśleć woda jest substancją niezwykłą, niezastąpioną. Jest w nas i wokół nas. Bez niej nie moglibyśmy istnieć. Właśnie dlatego postanowiłem uczynić wodę tematem mojej pracy. Postaram się w kilku zdaniach przybliżyć jej budowę, funkcje i zastosowanie. Mam nadzieję, że lektura tej pracy pozwoli przyswoić jej czytelnikom garść najważniejszych informacji, które każdy z nas powinien wiedzieć o substancji, z którą spotykamy się każdego dnia.

Streszczenie

Referat ma na celu przybliżenie występowania, roli i funkcji wody w przyrodzie, organizmie i życiu człowieka. Opisuje wodę – substancję będącą przedmiotem badań wielu dziedzin nauki, m.in. chemii, fizyki, geografii i biologii. Jak doskonale wiemy, z wodą spotkać się można na każdym kroku, dlatego dokładny jej opis wymaga obszernego poruszenia wielu tematów.

Z pierwszej części pracy dowiadujemy się o niezwykle ciekawych własnościach chemicznych i fizycznych wody. Te dwie dziedziny nauki od samego początku, aż do dnia dzisiejszego pogłębiają wiedzę na temat nietypowej substancji, jaką jest H2O. Możemy tu wyczytać informacje na temat wielu rodzajów wody, m.in. wody lekkiej, ciężkiej, półciężkiej i zerowej, wynikających z różnego składu izotopowego wodorku tlenu. Dalsza część poświęcona jest budowie cząsteczki wody, oraz innym właściwościom fizycznym, takim jak np. ciepło właściwe, współczynnik przewodnictwa cieplnego, współczynnik rozszerzalności objętościowej.

Kolejny akapit stanowi opis występowania zasobów wodnych w przyrodzie, ich nierównomiernego rozmieszczenia, a co się z tym łączy wynikających z tego problemów, takich jak susze, spowodowane zbyt małymi opadami, czy powodzie, których powodem jest zbyt duży opad wody.

Z kolejnego, trzeciego akapitu możemy dowiedzieć się o sposobach wykorzystania wody przez człowieka. Niestety wykorzystanie to wciąż rośnie i w przyszłości spowodować może problemy związane z niedomiarem wody. Często zbyt duże jej zużycie łączy się z nieracjonalnym gospodarowaniem i marnotrawstwem, czyli niepotrzebnym zużyciem zbyt dużych ilości.

Czwarta część poświęcona jest sposobom wykorzystywania wody przez człowieka. Sposoby te dzielą się na takie, kiedy woda jest czerpana i wykorzystywana ze źródeł, oraz takie, gdy woda jest wykorzystywana w transporcie, czy sportach z nią związanych.

Ostatnia część to rola, funkcja i występowanie wody w organizmach żywych. Pełni ona bardzo istotną funkcję i bez niej życie nie byłoby możliwe.
Chociaż poruszone przeze mnie tematy tylko w niewielkim stopniu dotykają ogółu spraw związanych z wodą, mam nadzieję, że będą interesującą i ciekawą informacją o tej nadzwyczajnej substancji.

Woda jako związek chemiczny i substancja fizyczna

Woda jest nierozerwalnie związana z życiem. Nie będzie w tym ani odrobiny przesady, jeśli powiemy, że bez wody życie nie istnieje. Co w takim razie jest tak niezwykłego w tej substancji, iż jest tak nierozerwalnie związana z jak się wydaje najbardziej skomplikowanym przejawem zjawisk zachodzących we Wszechświecie – życiem?
Można podejrzewać, że odpowiedź na pytanie co to jest woda jest niezwykle prosta. Przecież to niezbyt skomplikowany związek chemiczny tlenu i wodoru (wodorek tlenu). Jednak jak się okazuje substancja ta w porównaniu z innymi tego typu związkami chemicznymi wykazuje niezwykłe własności. Wiedząc, że woda składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu musimy pamiętać o tym, że istnieje kilka trwałych izotopów tych pierwiastków. W przyrodzie istnieją trzy izotopy wodoru (wodór, deuter i tryt), z których dwa są trwałe, oraz trzy izotopy tlenu (16O, 17O, 18O), a sztucznie wytworzono jeszcze pięć innych, nietrwałych izotopów. W konsekwencji tego może istnieć 48 różnych wód, z których dziewięć to wody trwałe.

H216O, H217O, H218O, HD16O, HD17O, HD18O, D216O, D217O, D218O

Można by w tej sytuacji przyjąć, że dalej rozważać będziemy własności tylko „zwykłej” wody, ale takiej wody nie ma. Można powiedzieć, iż woda jest zawsze niezwykła. Nawet skład izotopowy wody nie jest jednakowy, w składzie tym jest jakby zapisana historia wody, wszystko to co się z nią działo podczas obiegu w przyrodzie. Woda deszczowa jest inna niż ta z jeziora, a morska inna od rzecznej. Woda w zamkniętych jeziorach zawiera więcej deuteru niż woda z górskich potoków. Praktycznie woda z każdego źródła ma inny skład izotopowy. Gdy woda zamarza zmianie ulega jej skład izotopowy, tak że woda powstała z lodu różni się od tej, z której lód powstał. Również jeśli wodę rozłożyć na składniki i następnie wodór spalić, to ze względu na inny skład izotopowy tlenu w powietrzu, powstały produkt spalenia, czyli woda będzie się różnił od pierwowzoru.

Woda w przyrodzie nie ma stałego składu izotopowego i chociażby z tego względu nie ma „zwykłej” wody. W konsekwencji tej różnorodności składu izotopowego możemy mówić o tzw. wodzie lekkiej (H216O), wodzie ciężkiej (D218O), czy półciężkiej, która jest mieszaniną (H2O, HDO, D2O), ale z fizykochemicznego punktu widzenia ważnym pojęciem jest tzw. woda zerowa, którą fizyko-chemicy przyjęli jako wzorzec. Woda taka składa się z lekkiego wodoru i tlenu z powietrza, a więc jest to mieszanina kilku wód, z których każda zawiera lekki wodór i jeden z trwałych izotopów tlenu. Stosunek między różnymi tlenami w wodzie zerowej jest taki sam jak w powietrzu.

Jak widać bogactwo różnych wód jest ogromne, a więc wody naturalne, z których człowiek korzysta będą się różnić. Tak np. w wodzie rzecznej jest około 150g ciężkiej wody (D216O), w każdej tonie, natomiast w wodzie z Pacyfiku prawie 165g na tonę. W jednej tonie wody z lodowca jest o 7g ciężkiej wody więcej niż w wodzie rzecznej, a w wodzie strumieni płynących z lodowca znaleziono 7g D216O mniej, ale 23g H218O więcej niż w wodzie z rzeki.
Woda trytowa opada wraz z deszczem, ale jest jej bardzo mało, zaledwie 1g na 1012 ton wody deszczowej, a w wodzie z oceanów jest jej jeszcze mniej. Dokładnie mówiąc, woda jest zawsze różna. Nawet w śniegu padającym w różnych dniach mamy inny skład izotopowy. Różnice nie są duże 1-2 g na tonę, ale czy to dużo, czy mało trudno odpowiedzieć.

Wzajemne położenie geometryczne ładunków w cząsteczce można przedstawić jako czworościan, gdzie ładunki dodatnie związane są z atomami wodoru, a ładunki ujemne to elektrony walencyjne tlenu. Efektem takiej budowy cząsteczki wody jest jej wyjątkowo duży i trwały moment dipolowy. Właśnie ten moment dipolowy jest odpowiedzialny za to, że woda jest wyjątkowym rozpuszczalnikiem.

Niezwykła budowa cząsteczkowa wody jest przyczyną jej nietypowych własności fizykochemicznych. Podstawową własnością wody jest w zasadzie jej stan skupienia, tzn. to, że jest ona w normalnych warunkach cieczą. Jeżeli porównać własności wodorku tlenu z innymi chemicznie podobnymi związkami, to wnioskować można, iż w warunkach normalnych woda powinna być gazem. Jej temperatura topnienia wynosiłaby około -100C, a temperatura wrzenia około -80C. Można więc powiedzieć, że temperatury topnienia i wrzenia wody są własnościami niezwykłymi.

Wiele własności fizycznych wody odbiega od normalności. Do wniosku tego można łatwo dojść analizując dodatkowo zawarte w poniższej tabeli dane:

Zdawać sobie należy sprawę, iż opisano tutaj tylko niewielki wycinek własności wody. Aby poznać dogłębnie cechy wody należałoby zwrócić uwagę, że jest to problem tak rozległy, że zagadnienia dotyczące wody możemy odnaleźć w każdej praktycznie dziedzinie wiedzy. Najcelniej powiedzieć można, że najistotniejszym aspektem związanym z zagadkowością i tajemniczością wody jest właściwość, która czyni ją podstawą życia. Nie znamy żadnego organizmu, który mógłby żyć i rozwijać się bez wody. Wszelkie procesy w naszym organizmie przebiegają z udziałem wody i w środowisku wodnym, a więc przed nauką stoi trudny problem badań, które doprowadzą do odpowiedzi na pytanie, dlaczego w przyrodzie nie ma nic bardziej cennego dla życia niż woda?

Zasoby wodne na Ziemi

Człowiek pozbawiony jedzenia może przeżyć ponad miesiąc, bez wody jednak tylko kilka dni. Zasoby wody na naszej planecie wystarczyłyby na zaspokojenie potrzeb całej ziemskiej populacji, jednak ich nierównomierne rozmieszczenie sprawia, że w wielu krajach zaopatrzenie w wodę stanowi ogromny problem. Niedobory wody sprawiają, że plony są niskie, co prowadzi do głodu.

Zapotrzebowanie na wodę dla gospodarstw domowych, fabryk i rolnictwa jest niezwykle wysokie, zwłaszcza w bogatych, rozwiniętych krajach.

Ponad 97% całej wody na Ziemi to zasoby oceanów. Jednak woda morska jest zbyt zasolona, by można ją było normalnie wykorzystywać. Kolejne 2% zgromadzone jest w lądolodach i lodowcach górskich. Na lądzie podstawowym źródłem wody pitnej są pokłady podziemne. W głębi Ziemi znajduje się około 0,6% wody, a jedynie 0,02% wypełnia rzeki i jeziora. Para wodna w atmosferze stanowi jedynie jedną tysięczną część całych zasobów naszej planety. To ta pozornie nieistotna część jest jednak niezwykle znacząca, gdyż spadając w postaci deszczu na ziemię, umożliwia wegetację roślinom. Co roku, w postaci deszczu i śniegu, spada na powierzchnię Ziemi 113 mld m3 wody. Taka ilość w zupełności zaspokajałaby potrzeby mieszkańców naszej planety, gdyby opady były równomiernie rozłożone. Niestety ogromne połacie lądów to pustynie lub półpustynie, regularnie nawiedzane przez susze.

Nie licząc jednak drobnych niedogodności, takich jak np. zakaz podlewania ogródków wodą z wodociągów, w naszym klimacie ludzie nie umierają z pragnienia. Bez porównania trudniejsza sytuacja panuje w Afryce, gdzie jedna trzecia kontynentu regularnie nawiedzana jest przez susze. W czasie suszy wysychają zbiorniki wodne, umierają zwierzęta domowe, a wśród ludzi szerzy się głód. Sukcesywnie powiększają się pustynie. Według niektórych badaczy w ciągu ostatnich 50 lat 65 mln hektarów ziemi zamieniło się w jałową pustynię. Dla mieszkańców Afryki oznacza to, że coraz więcej kobiet będzie musiało dzień w dzień nosić wodę do swoich domów z odległych studni. Co gorsza, woda ta zwykle jest zanieczyszczona, dlatego też co jakiś czas wybuchają na tym terenie epidemie groźnych chorób, których ofiarami najczęściej padają małe dzieci. Powiększają się również tereny pustynne w Azji, Ameryce Południowej i południowo-wschodniej części Stanów Zjednoczonych. Na przykład w Kalifornii, na przełomie lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych znacznie obniżył się poziom wód gruntowych. Mieszkańcy Los Angeles, miasta w którym przy wielu domach znajdują się baseny, zostali zmuszeni do oszczędnego gospodarowania wodą. Kalifornijscy farmerzy, produkujący lwią część amerykańskich warzyw i owoców, musieli wprowadzić nowoczesne, oszczędne technologie nawadniania, bądź zmienić gatunki uprawianych roślin na takie, które nie potrzebują dużych ilości wody. Susze dały się we znaki również przemysłowi turystycznemu. Obniżenie poziomu wody w wielu jeziorach utrudniło żeglugę, a wstęp na większość leśnych szlaków turystycznych został zabroniony. ze względu na zagrożenie pożarowe.

Nadmiar opadów może z kolei spowodować inną katastrofę - powódź. Powodzie prześladujące Bangladesz w latach 80. spowodowane były po części wycinką lasów na zboczach wysokich gór. Brak lasu spowodował, że woda, która zwykle była absorbowana przez glebę i rośliny, spływała po powierzchni w doliny, zasilając górskie potoki i rzeki.

W lipcu 1997 roku Europę Środkową nawiedziła „powódź stulecia”, obejmując swoim zasięgiem tereny południowej i zachodniej Polski, Czech i Moraw, Austrii i wschodnich Niemiec. Lipiec, normalnie najwilgotniejszy miesiąc w naszej strefie klimatycznej, był przez kilka poprzednich lat wyjątkowo suchy. Jednak w 1997 r. wciągu kilku dni w Sudetach, w których ma źródła większość rzek płynących w tym regionie, spadło tyle deszczu, ile wynoszą roczne normy opadów. Gleba nie była w stanie wchłonąć takiej ilości wody, do czego przyczyniło się również, podobnie jak w Bangladeszu, wycięcie i zniszczenie przez zanieczyszczenia przemysłowe dużych połaci lasów górskich. Rozpędzone wody rwących górskich rzek runęły w doliny, niszcząc doszczętnie cale wsie i miasta. Woda zalewała osiedla i pola uprawne, a w górnym biegu rzek nurt był tak silny, że niszczył drogi, zrywał mosty i burzył cale domy. Woda zalewająca fabryki, śmietniska i oczyszczalnie ścieków zanieczyszczała zalewane tereny. Jak na ironię brakowało więc na nich wody zdatnej do picia, a zbiory z zalanych pól zostały zatrute. Do najbardziej wzburzonych rzek należała Odra, która przyjmowała dodatkowo nadmiar wody ze swych licznych dopływów. Rzeka, mimo że uregulowana, przerywała wały przeciwpowodziowe Jej wód nie były w stanie zatrzymać tak zwane zbiorniki retencyjne, służące do zatrzymywania nadmiaru wody i zwalniania biegu nurtu rzecznego. Wielokrotnie rzeka zaskakiwała hydrologów, zmieniając niespodziewanie kierunek, wylewając w miejscach uważanych za bezpieczne. Pomimo wszystkich zabezpieczeń i intensywnej pracy służb ratowniczych i hydrologicznych, żywioł w wielu miejscach okazał się silniejszy.

Zużycie wody, a jej marnotrawstwo

Wciągu ostatnich 30 lat zużycie wody znacznie wzrosło. Przyczyn tego wzrostu jest wiele, wśród nich na przykład wzrastająca liczba pralek i zmywarek, myjnie samochodowe i popularyzacja urządzeń nawadniających przydomowe ogródki. Całkowite zużycie wody w USA wzrosło od 1900 roku o 1000%. Obecnie przeciętny Amerykanin zużywa statystycznie aż dziesięciokrotnie więcej wody niż wielu mieszkańców krajów rozwijających się. Tak duży wzrost zużycia związany jest z rozwojem przemysłu, upowszechnieniem systemów irygacyjnych i coraz wyższym standardem życia.

Wobec wzrastającego zapotrzebowania na wodę, przy jednoczesnym wyczerpywaniu zapasów wód podziemnych, instytucje odpowiedzialne za gospodarkę wodną zostały zmuszone do opracowania sposobów ochrony jej zasobów. Jednym z nich jest modyfikacja naturalnego obiegu wody. Naturalna cyrkulacja przebiega od oceanu do atmosfery, z atmosfery do rzek i z rzek z powrotem do morza. Hydrolodzy doszli do wniosku, że można ten obieg spowolnić, budując sztuczne zapory wodne, tworząc tym samym ogromne rezerwuary wody w powstałych powyżej nich zbiornikach. Największy sztuczny zbiornik wodny na świecie to zbiornik Bracki na Angarze.
Sztuczne zbiorniki wodne, zwane też jeziorami retencyjnymi stanowią też jeden z istotnych elementów zabezpieczenia przeciwpowodziowego. W przypadku zwiększonych opadów, potrafią one zatrzymać w sobie nadmiar wody, zabezpieczając niżej położone tereny przed zalaniem. Zbiorniki retencyjne są też wykorzystywane do celów rekreacyjnych, a woda spiętrzona na zaporze zwykle zostaje zaprzęgnięta do produkcji prądu w elektrowniach wodnych.

Zapotrzebowanie na wodę można też zmniejszyć poprzez zmniejszenie ilości wody marnowanej w gospodarstwach domowych. Wielu ludzi wciąż jest przekonanych, że zasoby wody są niewyczerpalne i w związku z tym zużywa tej wody więcej niż potrzeba. Jednym ze sposobów jest podniesienie cen dostarczanej wody i zamontowanie u odbiorców wodomierzy. W początkach lat 90. w większości gospodarstw domowych na wyspie Wright w Wielkiej Brytanii zostały zainstalowane wodomierze. Po roku okazało się, że zużycie wody na wyspie spadło o 22% w porównaniu z rokiem 1988. Marnotrawstwem można też nazwać ogromne ilości wody wyparowującej ze sztucznych zbiorników, zwłaszcza tych położonych w suchych, gorących obszarach. Prowadzone są eksperymenty mające na celu ograniczenie tego zjawiska za pomocą rozpylania nad powierzchnią zbiornika substancji ograniczających parowanie.

Aby zapewnić sobie wystarczającą ilość słodkiej wody, niektóre bogate kraje arabskie stworzyły specjalne stacje uzdatniania. tj. odsalania wody morskiej. Metoda ta jest jednak niezwykle kosztowna, dlatego stosuje się ją tam, gdzie zasoby słodkiej wody w żaden sposób, przy najoszczędniejszym nawet gospodarowaniu, nie są w stanie zaspokoić potrzeb społeczeństwa. Innym sposobem zaopatrzenia w wodę suchych regionów jest jej transport rurociągami. Również ta metoda jest bardzo kosztowna stosuje się ją więc tam, gdzie żaden inny sposób, nawet odsalanie nie wchodzi w rachubę. Skażenie środowiska i ocieplenie klimatu może mieć w dalekiej przyszłości katastrofalny wpływ na ziemskie zasoby wody. Nie sposób w tej chwili ocenić jakie skutki mogą mieć globalne zmiany klimatyczne, jednak bez wątpienia już teraz musimy zadbać o to by naszym wnukom nigdy nie zabrakło czystej wody.

Sposoby wykorzystywania wody

Wodę wykorzystuje się na dwa sposoby. Pierwszy to ten, kiedy wodę czerpie się ze zbiorników naturalnych. Do drugiego ze sposobów należą transport wodny, rekreacja i elektrownie wodne. W krajach uprzemysłowionych przemysł i energetyka zużywają ogromne ilości wody. W Wielkiej Brytanii przemysł pochłania 76% całej zużywanej wody. Największymi „.wodożercami” są elektrownie produkujące prąd w procesie spalania. Ich dzienne zapotrzebowanie na wodę waha się w granicach 13 milionów litrów dziennie. Wodę wykorzystuje się również do produkcji energii. W elektrowniach wodnych spadający strumień porusza turbinami generatorów zamieniających energię mechaniczną na elektryczną. Wodna energetyka jest tanim źródłem energii, w wielu krajach zaspokajającym większą część potrzebnej mocy. W Kanadzie na przykład sieć elektrowni wodnych dostarcza 66% całej energii elektrycznej.

W Norwegii ilość ta jest jeszcze większa i wynosi około 99%.

W wielu krajach zachodzi konieczność sztucznego nawadniania pól. W Kalifornii 85% wody wykorzystuje się w rolnictwie, mieszkańcy miast zużywają 9%, a przemysł 6%. Sztuczne nawadnianie jest również podstawowym warunkiem rozwoju gospodarczego Izraela, którego 30% powierzchni musi być nawadniane sztucznie. W Egipcie nawadniane są wszystkie pola uprawne. W wielu krajach transport towarów żeglugą śródlądową przegrał w konkurencji z gęstą siecią kolejową i drogową. Jednak są takie regiony, jak np. okolice Wielkich Jezior w USA, gdzie wielkie centra przemysłowe dzięki sieci połączeń śródlądowych mają łatwy dostęp do morza. Z Kanady i USA w ten sposób każdego roku wypływa do Europy 45 mln ton towarów. Wodę wykorzystuje się też jako naturalny nośnik odpadów komunalnych i przemysłowych. W wyniku takich działań naturalne cieki wodne zamieniono w cuchnące ścieki.

Woda zawsze płynie z miejsca położonego wyżej do leżącego niżej. Taki jej ruch może być wykorzystany do wytwarzania energii, przy czym może to być zarówno spokojny bieg rzeki, jak i gwałtowne spadanie wody z dużej wysokości, na przykład w wodospadzie czy zaporze. Do wytwarzania energii wykorzystuje się także nieustanny ruch fal morskich i przypływów. W przeciwieństwie bowiem do wielu innych źródeł energii woda nigdy się nie wyczerpuje i zawsze będziemy mieli na Ziemi tanią dostawę poruszającej się wody.

Do wytwarzania energii elektrycznej można również wykorzystywać siłę pływów. U ujścia rzeki, w miejscu, gdzie różnica między przypływem a odpływem jest największa, buduje się zaporę. Woda wpływa przez tunele zapory podczas przypływu, a wypływa przez nie w czasie odpływu. Ten jej ruch porusza turbiny wytwarzające elektryczność. Niestety, przypływ występuje każdego dnia o innej porze i trudno jest produkować elektryczność wtedy, kiedy jest ona najbardziej potrzebna.

Najwcześniej kół wodnych używano w Grecji, około 100 lat p.n.e., umieszczając je poziomo w nurcie rzeki. Rzymianie używali pionowych kół wodnych, które napędzały młyny zbożowe. Istniały dwa główne typy takiego koła pionowego: koło nasiębierne poruszało się, gdy woda spadała na nie z góry; koło podsiębierne zaś umieszczano nad szybko przepływającym strumieniem, który je obracał. Podczas rewolucji przemysłowej w Anglii ogromne koła wodne dostarczały energii do fabryk.

Woda jako składnik organizmów żywych

Woda stanowi dwie trzecie ciała człowieka: jest głównym składnikiem krwi, zawiera ją też każdy nasz organ. Każdego dnia nasz organizm traci wiele litrów wody. Około litra wydalamy. Następnie pół litra „znika” w postaci potu i wydychanego przez nas powietrza. W zimny dzień można zobaczyć jej pary w obłoczku naszego oddechu. W upalne dni pot nas ochładza: przez pory w skórze woda wydostaje się na jej powierzchnię i wyparowując odbiera naszemu ciału część ciepła. Organizm człowieka nie jest przystosowany do robienia zapasów wody i dlatego codziennie musimy uzupełniać jej ubytki. Aby utrzymać się przy życiu potrzebujemy półtora litra wody dziennie. Większość tego zapotrzebowania zaspokajają spożywane przez nas pokarmy. Wiele warzyw i owoców to w trzech czwartych woda.
Roślinom woda potrzebna jest do życia. Wraz z innymi związkami chemicznymi służy ona do produkcji substancji niezbędnych do ich dalszego rozwoju. Woda transportuje składniki pokarmowe pomiędzy korzeniami i liśćmi. Dzięki ciśnieniu wody w komórkach rośliny zachowują jędrność. Bez wody więdną. Rośliny pobierają zwykle wodę korzeniami, a wydalają przez tak zwane aparaty szparkowe liści. Rośliny występujące w suchym klimacie gromadzą ją w grubych mięsistych liściach, lub pędach. Często mają ciernie lub liście pokryte woskową powłoką zapobiegającą szybkiemu parowaniu wody.