Su

bilgipedi.com.tr sitesinden
Su
Su
H2O 2D labelled.svg
Water-3D-balls.png
Water molecule 3D.svg
Tanımlayıcılar
CAS numarası 7732-18-5
PubChem 962
ChEBI 15377
RTECS numarası ZC0110000
SMILES
ChemSpider 937
Özellikler
Kimyasal formül H2O
Molekül kütlesi 18,02 g mol−1
Görünüm Beyaz katı veya biraz mavi iziyle neredeyse renksiz, şeffaf, kristalli katı veya sıvı.
Koku Kokusuz
Yoğunluk 999,9720 kg/m³ ≈ 1 t/m³ = 1 kg/l = 1 g/cm³ ≈ 62,4 lb/ft3 (sıvı, maksimum, ~4 °C)
917 kg/m³ (katı)
Erime noktası

0,00 °C (32,00 °F; 273,155 K)

Kaynama noktası

100 °C (212 °F; 373,155 K)

Çözünürlük () Haloalkanlar, alifatik ve aromatik hidrokarbonlar, ve eterlerde az çözünür.
Metanol, etanol, izopropanol, aseton ve gliserol ile karışabilir.
Asitlik (pKa) 15,74 ( ~35–36 °C)
14,0 (25°C)
Baziklik (pKb) 15,74
Tehlikeler
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
0
0
Parlama noktası Yanıcı değildir.
Belirtilmiş yerler dışında verilmiş olan veriler, Standart sıcaklık ve basınçtadır. (25 °C, 100 kPa)
Bilgi kutusu kaynakları

Su, Dünya üzerinde bol miktarda bulunan ve tüm canlıların yaşaması için vazgeçilmez olan, kokusuz ve tatsız bir kimyasal bileşiktir. Sıklıkla renksiz olarak tanımlanmasına rağmen kızıl dalga boylarında ışığı hafifçe emmesi nedeniyle mavi bir renge sahiptir.

Doğada su katı, sıvı ve gaz hâllerinde görülür. Kimyasal formülü (H2O) 2 hidrojen ve 1 oksijen atomundan meydana gelir. H+ iyonu içeren bir madde ile (ör. asit) ve OH- iyonu içeren maddenin (ör: baz) verdiği nötralleşme tepkimesi ile oluşur.

Bilim insanları Dünya'daki hayatın suda başladığını düşünmektedir. Su moleküler yapısı oldukça basit ve bol bulunan bir madde olmasına rağmen belirli koşullarda diğer bileşiklerden oldukça farklı davranışlar sergiler.Örneğin katı (buz) hâldeki su sıvı hâldeki suyun üzerinde yüzer. Dünyadaki hemen hemen tüm diğer bileşiklerde ise katı faz sıvı fazdan yoğundur ve katı fazdaki bileşik batar. Suyun bu özelliğinin bazı avantajları vardır. Örneğin soğuk bir bölgede göl yüzeyini kaplayan buz tabakası yalıtıcı görevi görür ve dipteki hayatı korur. Buzun çökmesi durumunda canlılar şiddetli soğuğa maruz kalacağından hayatlarını devam ettirmeleri imkânsız hâle gelecektir.

Su yanıcı bir madde değildir. Bu özelliği nedeniyle ateş söndürücü olarak kullanılır. Fakat suyun bileşimindeki oksijen yakıcı bir gazdır, hidrojen ise yanıcı bir gazdır. Oksijen ve hidrojen birleşerek söndürücü bir madde olan suyu meydana getirirler.

H2O saf suyu ve bileşiğini temsil eder, saf suya tabii en yakın örnek yağmur suyudur. Saf su canlılar için içilebilir su değildir, insanlara yararı yoktur. Suyun akışkan olması dışında insanlar ve canlılar için içinde taşıdığı mineraller çok önemlidir. Canlıların içmesi gereken suda çeşitli mineraller olması gerekmektedir. Yağmur suyu yani saf su, yağdıktan sonra toprağa düşünce toprağın yapısındaki mineralleri toplar, yeryüzünde bu yağmur suları bir akarsu oluşturur bu içilebilir bir sudur. Genelde toprak altındaki suları kirleten bina yapılaşmaları, sanayiden, insan hayat alanından vs uzak sağlığa uygun olması için çok yüksek yerlerde, dağlardaki akarsu ya da tabii su kaynağı bulunup buralara su doldurma tesisi yapılır, bu tabii mineralli sular şişelenip marketlerde "tabii kaynak suyu" olarak satılır. Her bölgedeki toprakta mineraller ve oranları farklıdır, bu yüzden suyun faydaları bölgelere göre değişebilir.

Bir sıvı su küreciği ve su yüzeyinden düşen bir şeyin suda neden olduğu içbükey çöküntü ve geri tepme
Bir blok katı su (buz)
Dünya atmosferindeki bulutlar gaz halindeki su buharından yoğunlaşır.

Su (kimyasal formülü H2O) inorganik, şeffaf, tatsız, kokusuz ve neredeyse renksiz bir kimyasal madde olup, Dünya'nın hidrosferinin ve bilinen tüm canlı organizmaların sıvılarının (çözücü olarak görev yaptığı) ana bileşenidir. Ne gıda, ne enerji, ne de organik mikro besinler sağlamamasına rağmen bilinen tüm yaşam formları için hayati öneme sahiptir. Kimyasal formülü H2O, moleküllerinin her birinin kovalent bağlarla bağlı bir oksijen ve iki hidrojen atomu içerdiğini gösterir. Hidrojen atomları oksijen atomuna 104,45°'lik bir açıyla bağlıdır. "Su" aynı zamanda H2O'nun standart sıcaklık ve basınçtaki sıvı halinin adıdır.

Suyun bir dizi doğal hali mevcuttur. Yağmur şeklinde yağış ve sis şeklinde aerosoller oluşturur. Bulutlar, asılı su damlacıklarından ve katı hali olan buzdan oluşur. İnce bir şekilde bölündüğünde, kristal buz kar şeklinde çökelebilir. Suyun gaz hali buhar veya su buharıdır.

Su, çoğunlukla denizlerde ve okyanuslarda (yaklaşık %96,5) olmak üzere Dünya yüzeyinin yaklaşık %71'ini kaplar. Suyun küçük bir kısmı yeraltı sularında (%1,7), Antarktika ve Grönland'daki buzullarda ve buz örtülerinde (%1,7) ve havada buhar, bulut (havada asılı buz ve sıvı sudan oluşur) ve yağış (%0,001) olarak bulunur. Su, buharlaşma, terleme (evapotranspirasyon), yoğunlaşma, yağış ve yüzey akışından oluşan su döngüsü boyunca sürekli hareket ederek genellikle denize ulaşır.

Su, dünya ekonomisinde önemli bir rol oynamaktadır. İnsanlar tarafından kullanılan tatlı suyun yaklaşık %70'i tarıma gitmektedir. Tuzlu ve tatlı su kütlelerinde balıkçılık, dünyanın birçok bölgesi için önemli bir besin kaynağıdır ve küresel proteinin %6,5'ini sağlar. Uzun mesafeli emtia ticaretinin (petrol, doğal gaz ve mamul ürünler gibi) çoğu denizler, nehirler, göller ve kanallar üzerinden teknelerle taşınmaktadır. Sanayide ve evlerde soğutma ve ısıtma için büyük miktarlarda su, buz ve buhar kullanılmaktadır. Su, hem mineral hem de organik çok çeşitli maddeler için mükemmel bir çözücüdür; bu nedenle endüstriyel süreçlerde, pişirme ve yıkamada yaygın olarak kullanılır. Su, buz ve kar aynı zamanda yüzme, tekne gezintisi, tekne yarışı, sörf, sportif balıkçılık, dalış, buz pateni ve kayak gibi birçok sporun ve diğer eğlence biçimlerinin merkezinde yer almaktadır.

Etimoloji

Türkçede yer alan su kelimesinin kökeni Eski Türkçe sub veya suv sözcüklerine dayanmaktadır. Orijinal biçimi sub olan sözcük 9. yüzyıldan itibaren suw biçimine evrilmiştir. Son sesteki dudaksıl suvar-, sıva-, sıvık, sıvı gibi türevlerde korunmuştur. Kelime olarak Orhun Yazıtları'nda kaydedilmiştir.

Eski Türkçede suv, sub zamanla su sözcüğüne dönüşmüştür, tüm Türk dilleriyle hemen hemen aynıdır.

   Azerice; su
   Kazakça; sw (су)
   Kırgızca; suu (cсуу)
   Özbekçe; suv
   Türkmence; suw
   Uygurca; su (سۇ) 

Tüm Türk dillerinde ortak konuşulan bu dil atası Çinceye dayanmaktadır. Çince 水(Shuǐ) kelimesine dayanmaktadır.

Çinceden Japoncaya geçen kanjisi on okunuşu 水(sui)dir. Japoncada kun okunuşu 水(mizu) olarak söylenir.

Moğolcada us (ус) olarak suyun tam tersi olarak söylenir.

Korecede su sözcüğün karşılığı 물(mul) olmasına rağmen, Korece Çinceden aldığı birleşik sözcüklerde Türkçedeki gibi "su" derler. Örneğin Çince 水位(shuǐwèi) anlamı "su seviyesi" demektir, korecede 수위(suwi) olarak söylenir.

Uzun yıllar Çin'e bağımlı olarak kalan Tibet ise Çinceden Tibetçeye geçen sözcük ཆུ། (chu, çuu olarak okunur). Günümüzdeki "Su" sözcüğü Çinceden yayılarak Tibet-birman ailesine kadar, Altay dillerine kadar dayanan büyük bir geçmişi vardır.

Su sözcüğü Eski İngilizce wæter, Proto-Germence *watar (Eski Saksonca watar, Eski Frizce wetir, Felemenkçe water, Eski Yüksek Almanca wazzar, Almanca Wasser, vatn, Gotik 𐍅𐌰𐍄𐍉 (wato) sözcüklerinin de kaynağıdır), Proto-Hint-Avrupa *wod-or, *wed- ("su"; "ıslak") kökünün sonek halidir. Ayrıca Hint-Avrupa kökü aracılığıyla Yunanca ύδωρ (ýdor), Rusça вода́ (vodá), İrlandaca uisce ve Arnavutça ujë ile akrabadır.

Özellikler

Bir su molekülü iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluşur

Su (H
2O), oda sıcaklığında tatsız ve kokusuz bir sıvı olan, mavi bir ipucu ile neredeyse renksiz olan polar bir inorganik bileşiktir. Bu en basit hidrojen kalkojenit açık ara en çok çalışılan kimyasal bileşiktir ve birçok maddeyi çözme kabiliyeti nedeniyle "evrensel çözücü" olarak tanımlanır. Bu, onun "yaşamın çözücüsü" olmasını sağlar: gerçekten de doğada bulunan su neredeyse her zaman çeşitli çözünmüş maddeler içerir ve kimyasal olarak saf su elde etmek için özel adımlar gereklidir. Su, normal karasal koşullarda katı, sıvı ve gaz olarak var olan tek ortak maddedir.

Devletler

Maddenin üç yaygın hali

Oksidan ile birlikte su, H kimyasal bileşiğinin iki resmi adından biridir.
2O; aynı zamanda H
2O. Suyun diğer iki yaygın madde hali katı faz olan buz ve gaz fazı olan su buharı ya da buhardır. Isı eklenmesi veya çıkarılması faz geçişlerine neden olabilir: donma (sudan buza), erime (buzdan suya), buharlaşma (sudan buhara), yoğunlaşma (buhardan suya), süblimleşme (buzdan buhara) ve çökelme (buhardan buza).

Yoğunluk

Su, donarken daha az yoğun hale gelmesi bakımından çoğu sıvıdan farklıdır. 1 atm basınçta, 3,98 °C'de (39,16 °F) maksimum 1.000 kg/m3 (62,43 lb/cu ft) yoğunluğa ulaşır. Buzun yoğunluğu 917 kg/m3 (57,25 lb/cu ft) olup %9'luk bir genleşmeye sahiptir. Bu genleşme muazzam bir basınç uygulayarak boruları patlatabilir ve kayaları çatlatabilir (bkz. Donma ayrışması).

Bir göl veya okyanusta, 4 °C (39,2 °F) sıcaklıktaki su dibe çöker ve yüzeyde sıvı suyun üzerinde yüzen buz oluşur. Bu buz aşağıdaki suyu yalıtarak donmasını engeller. Bu koruma olmasaydı, suda yaşayan organizmaların çoğu kış aylarında yok olurdu.

Manyetizma

Su diyamanyetik bir malzemedir. Etkileşim zayıf olsa da, süper iletken mıknatıslarla kayda değer bir etkileşime ulaşabilir.

Faz geçişleri

Bir atmosfer (atm) basınçta buz erir veya su 0 °C'de (32 °F) donar ve su 100 °C'de (212 °F) kaynar veya buhar yoğunlaşır. Bununla birlikte, kaynama noktasının altında bile, su buharlaşma yoluyla yüzeyinde buhara dönüşebilir (sıvı boyunca buharlaşma kaynama olarak bilinir). Süblimleşme ve birikme yüzeylerde de meydana gelir. Örneğin, don soğuk yüzeylerde birikirken, kar taneleri bir aerosol parçacığı veya buz çekirdeği üzerinde birikerek oluşur. Dondurarak kurutma işleminde, bir gıda dondurulur ve daha sonra düşük basınçta saklanır, böylece yüzeyindeki buz süblimleşir.

Erime ve kaynama noktaları basınca bağlıdır. Erime sıcaklığının basınçla değişim oranı için iyi bir yaklaşım Clausius-Clapeyron ilişkisi ile verilir:

burada ve sıvı ve katı fazların molar hacimleri ve molar gizli erime ısısıdır. Çoğu maddede erime gerçekleştiğinde hacim artar, bu nedenle erime sıcaklığı basınçla birlikte artar. Ancak buz sudan daha az yoğun olduğu için erime sıcaklığı düşer. Buzullarda, yeterince kalın buz hacimlerinin altında basınçlı erime meydana gelebilir ve bu da buzul altı göllerine neden olur.

Clausius-Clapeyron ilişkisi kaynama noktası için de geçerlidir, ancak sıvı/gaz geçişinde buhar fazı sıvı fazdan çok daha düşük bir yoğunluğa sahiptir, bu nedenle kaynama noktası basınçla artar. Su, derin okyanuslarda veya yeraltında yüksek sıcaklıklarda sıvı halde kalabilir. Örneğin, Yellowstone Ulusal Parkı'ndaki bir gayzer olan Old Faithful'da sıcaklıklar 205 °C'yi (401 °F) aşmaktadır. Hidrotermal bacalarda sıcaklık 400 °C'yi (752 °F) aşabilir.

Deniz seviyesinde suyun kaynama noktası 100 °C'dir (212 °F). Atmosferik basınç yükseklikle birlikte azaldığından, kaynama noktası her 274 metrede 1 °C azalır. Yüksek irtifada yemek pişirmek deniz seviyesinde yemek pişirmekten daha uzun sürer. Örneğin, 1.524 metrede (5.000 ft), istenen sonucu elde etmek için pişirme süresi dörtte bir oranında artırılmalıdır. (Tersine, kaynama sıcaklığını yükselterek pişirme sürelerini azaltmak için düdüklü tencere kullanılabilir). Vakumda su oda sıcaklığında kaynayacaktır.

1 gram buzu eritmek için 0 °C'de 80 kalori gerekir. Erime ısısının yüksek olması suyun donmasını geciktirir; böylece biyolojik sistemler düşük sıcaklıklara dayanıklı olabilen özelliklerini kazanırlar.

Üçlü ve kritik noktalar

Suyun faz diyagramı (basitleştirilmiş)

Basınç/sıcaklık faz diyagramında (şekle bakınız), katıyı buhardan, buharı sıvıdan ve sıvıyı katıdan ayıran eğriler vardır. Bunlar üçlü nokta adı verilen ve her üç fazın da bir arada bulunabildiği tek bir noktada buluşur. Üçlü nokta 273,16 K (0,01 °C) sıcaklıkta ve 611,657 paskal (0,00604 atm) basınçtadır; sıvı suyun var olabileceği en düşük basınçtır. 2019 yılına kadar Kelvin sıcaklık ölçeğini tanımlamak için üçlü nokta kullanılmıştır.

Su/buhar fazı eğrisi 647.096 K (373.946 °C; 705.103 °F) ve 22.064 megapaskalda (3.200.1 psi; 217.75 atm) sonlanır. Bu kritik nokta olarak bilinir. Daha yüksek sıcaklık ve basınçlarda sıvı ve buhar fazları süperkritik akışkan adı verilen sürekli bir faz oluşturur. Gaz benzeri ve sıvı benzeri yoğunluklar arasında kademeli olarak sıkıştırılabilir veya genişletilebilir, özellikleri (ortam suyundan oldukça farklı olan) yoğunluğa duyarlıdır. Örneğin, uygun basınç ve sıcaklıklarda, çoğu organik bileşik de dahil olmak üzere polar olmayan bileşiklerle serbestçe karışabilir. Bu da onu yüksek sıcaklık elektrokimyası ve organik bileşikleri içeren kimyasal reaksiyonlarda ekolojik olarak iyi huylu bir çözücü veya katalizör olarak çeşitli uygulamalarda kullanışlı hale getirir. Dünya'nın mantosunda, mineral oluşumu, çözünmesi ve birikmesi sırasında bir çözücü görevi görür.

Buz ve su fazları

Dünya yüzeyindeki normal buz formu, altıgen simetriye sahip kristaller oluşturan bir faz olan Ice Ih'dir. Kübik kristal simetrisine sahip bir başka faz olan Buz Ic, üst atmosferde oluşabilir. Basınç arttıkça, buz diğer kristal yapıları oluşturur. 2019 itibariyle 17 tanesi deneysel olarak doğrulanmış ve birkaç tanesi de teorik olarak öngörülmüştür. Buzun 18. formu olan yüz merkezli kübik, süperiyonik buz fazı Buz XVIII, bir su damlası suyun basıncını milyonlarca atmosfere ve sıcaklığını binlerce dereceye çıkaran bir şok dalgasına maruz kaldığında keşfedildi ve hidrojen atomlarının serbestçe aktığı sert oksijen atomlarından oluşan bir yapıya neden oldu. Grafen katmanları arasına sıkıştırıldığında buz kare bir kafes oluşturur.

Sıvı suyun kimyasal doğasının ayrıntıları tam olarak anlaşılamamıştır; bazı teorilere göre bu olağandışı davranış 2 sıvı halinin varlığından kaynaklanmaktadır.

Tat ve koku

Saf su genellikle tatsız ve kokusuz olarak tanımlanır, ancak insanların ağızlarında suyun varlığını hissedebilen özel sensörleri vardır ve kurbağaların suyun kokusunu alabildiği bilinmektedir. Bununla birlikte, sıradan kaynaklardan gelen su (şişelenmiş maden suyu da dahil olmak üzere) genellikle kendisine farklı tat ve kokular verebilecek birçok çözünmüş madde içerir. İnsanlar ve diğer hayvanlar, çok tuzlu veya kokuşmuş sudan kaçınmak için suyun içilebilirliğini değerlendirmelerini sağlayan duyular geliştirmiştir.

Renk ve görünüm

Saf su, yaklaşık 600 nm - 800 nm bölgesindeki ışığın emilmesi nedeniyle gözle görülür şekilde mavidir. Renk, gün ışığında saf beyaz bir arka plana yerleştirilmiş bir bardak musluk suyunda kolayca gözlemlenebilir. Renkten sorumlu başlıca absorpsiyon bantları O-H germe titreşimlerinin üst tonlarıdır. Rengin görünür yoğunluğu, Beer yasasını takiben su sütununun derinliği ile artar. Bu durum, örneğin ışık kaynağı havuzun beyaz fayanslarından yansıyan güneş ışığı olan bir yüzme havuzu için de geçerlidir.

Doğada renk, askıda katı maddelerin veya alglerin varlığı nedeniyle maviden yeşile doğru da değişebilir.

Endüstride, yakın kızılötesi spektroskopisi sulu çözeltilerle kullanılır çünkü suyun alt tonlarının daha yoğun olması, kısa yol uzunluğuna sahip cam küvetlerin kullanılabileceği anlamına gelir. Suyun veya sulu bir çözeltinin 3500 cm-1 (2,85 μm) civarındaki temel germe absorpsiyon spektrumunu gözlemlemek için yaklaşık 25 μm'lik bir yol uzunluğuna ihtiyaç vardır. Ayrıca, küvet hem 3500 cm-1 civarında şeffaf hem de suda çözünmez olmalıdır; kalsiyum florür, sulu çözeltilerle küvet pencereleri için yaygın olarak kullanılan bir malzemedir.

Raman-aktif temel titreşimler, örneğin 1 cm'lik bir örnek hücresi ile gözlemlenebilir.

Su bitkileri, algler ve diğer fotosentetik organizmalar yüzlerce metre derinliğe kadar suda yaşayabilir, çünkü güneş ışığı onlara ulaşabilir. Okyanusların 1.000 metre (3.300 ft) derinliğin altındaki kısımlarına neredeyse hiç güneş ışığı ulaşmaz.

Sıvı suyun kırılma indisi (20 °C'de (68 °F) 1.333) havanınkinden (1.0) çok daha yüksektir, alkanlar ve etanolünkine benzer, ancak gliserol (1.473), benzen (1.501), karbon disülfür (1.627) ve yaygın cam türlerinden (1.4 ila 1.6) daha düşüktür. Buzun kırılma indisi (1.31) sıvı suyunkinden daha düşüktür.

Polar molekül

Suyun tetrahedral yapısı

Bir su molekülünde hidrojen atomları oksijen atomu ile 104,5°'lik bir açı oluşturur. Hidrojen atomları, oksijen merkezli bir tetrahedronun iki köşesine yakındır. Diğer iki köşede ise bağa katılmayan yalnız değerlik elektron çiftleri bulunur. Mükemmel bir tetrahedronda atomlar 109,5°'lik bir açı oluşturacaktır, ancak yalnız çiftler arasındaki itme kuvveti hidrojen atomları arasındaki itme kuvvetinden daha fazladır. O-H bağ uzunluğu yaklaşık 0,096 nm'dir.

Diğer maddeler dört yüzlü bir moleküler yapıya sahiptir, örneğin metan (CH
4) ve hidrojen sülfür (H
2S). Bununla birlikte, oksijen diğer elementlerin çoğundan daha elektronegatiftir (elektronlarını daha sıkı tutar), bu nedenle hidrojen atomları pozitif yüklü iken oksijen atomu negatif yüklüdür. Bükülmüş yapı ile birlikte bu, moleküle elektriksel bir dipol momenti verir ve polar bir molekül olarak sınıflandırılır.

Su, birçok tuzu ve şekerler gibi hidrofilik organik molekülleri ve etanol gibi basit alkolleri çözen iyi bir polar çözücüdür. Su aynı zamanda oksijen ve karbondioksit gibi birçok gazı da çözer; bu gazlar gazlı içeceklerin, köpüklü şarapların ve biraların köpürmesini sağlar. Ayrıca, canlı organizmalarda bulunan proteinler, DNA ve polisakkaritler gibi birçok madde de suda çözünmektedir. Su ve bu biyomakromoleküllerin alt birimleri arasındaki etkileşimler protein katlanmasını, DNA baz eşleşmesini ve yaşam için çok önemli olan diğer olayları şekillendirir (hidrofobik etki).

Birçok organik madde (katı ve sıvı yağlar ve alkanlar gibi) hidrofobiktir, yani suda çözünmez. Çoğu metal oksit, sülfür ve silikat da dahil olmak üzere birçok inorganik madde de çözünmez.

Hidrojen bağı

Su molekülleri arasındaki hidrojen bağları modeli (1)

Polaritesi nedeniyle, sıvı veya katı haldeki bir su molekülü komşu moleküllerle dörde kadar hidrojen bağı oluşturabilir. Hidrojen bağları, çoğu sıvıda molekülleri birbirine çeken Van der Waals kuvvetinden yaklaşık on kat daha güçlüdür. Suyun erime ve kaynama noktalarının hidrojen sülfür gibi diğer benzer bileşiklerden çok daha yüksek olmasının nedeni budur. Aynı zamanda olağanüstü yüksek özgül ısı kapasitesini (yaklaşık 4,2 J/g/K), füzyon ısısını (yaklaşık 333 J/g), buharlaşma ısısını (2257 J/g) ve termal iletkenliğini (0,561 ile 0,679 W/m/K arasında) açıklar. Bu özellikler suyu, ısıyı depolayarak ve okyanuslar ile atmosfer arasında taşıyarak Dünya'nın iklimini ılımlılaştırmada daha etkili hale getirir. Suyun hidrojen bağları yaklaşık 23 kJ/mol'dür (492 kJ/mol'lük kovalent O-H bağına kıyasla). Bunun %90'ının elektrostatik, kalan %10'unun ise kısmen kovalent olduğu tahmin edilmektedir.

Bu bağlar suyun yüksek yüzey geriliminin ve kılcal kuvvetlerinin nedenidir. Kılcal damar hareketi, suyun yerçekimi kuvvetine karşı dar bir tüpte yukarı doğru hareket etme eğilimini ifade eder. Bu özellik, ağaçlar gibi tüm damarlı bitkiler tarafından kullanılır.

Suyun özgül ısı kapasitesi

Kendi kendine iyonlaşma

Su zayıf bir hidronyum hidroksit çözeltisidir - bir denge vardır 2H
2O ⇔ H
3O+
+ OH-
Oluşan hidronyum iyonlarının çözünmesi ile birlikte.

Elektriksel iletkenlik ve elektroliz

Saf suyun elektrik iletkenliği düşüktür ve bu iletkenlik tuz gibi az miktarda iyonik maddenin çözünmesiyle artar.

Sıvı su, içinden elektrik akımı geçirilerek hidrojen ve oksijen elementlerine ayrıştırılabilir; bu işleme elektroliz denir. Ayrışma, ters işlemle açığa çıkan ısıdan daha fazla enerji girişi gerektirir (285,8 kJ/mol veya 15,9 MJ/kg).

Mekanik özellikler

Sıvı suyun çoğu amaç için sıkıştırılamaz olduğu varsayılabilir: sıkıştırılabilirliği normal koşullarda 4,4 ila 5,1×10-10 Pa-1 arasında değişir. Basıncın 400 atm olduğu 4 km derinlikteki okyanuslarda bile su hacim olarak sadece %1,8'lik bir azalmaya uğrar.

Suyun viskozitesi 20 °C'de (68 °F) yaklaşık 10-3 Pa-s veya 0,01 poise'dir ve sıvı sudaki ses hızı sıcaklığa bağlı olarak saniyede 1.400 ila 1.540 metre (4.600 ila 5.100 ft/s) arasında değişir. Ses suda, özellikle düşük frekanslarda (1 kHz için kabaca 0,03 dB/km) çok az zayıflama ile uzun mesafeler kat eder; bu özellik deniz memelileri ve insanlar tarafından iletişim ve çevre algılama (sonar) için kullanılır.

Reaktivite

Hidrojenden daha elektropozitif olan metalik elementler, özellikle alkali metaller ve lityum, sodyum, kalsiyum, potasyum ve sezyum gibi toprak alkali metaller hidrojeni sudan uzaklaştırarak hidroksitler oluşturur ve hidrojen açığa çıkarır. Yüksek sıcaklıklarda karbon, buharla tepkimeye girerek karbon monoksit ve hidrojen oluşturur.

Dünya üzerinde

Hidroloji, suyun yeryüzündeki hareketi, dağılımı ve kalitesinin incelenmesidir. Suyun dağılımının incelenmesi hidrografidir. Yeraltı sularının dağılımı ve hareketinin incelenmesi hidrojeoloji, buzulların incelenmesi glasiyoloji, iç suların incelenmesi limnoloji ve okyanusların incelenmesi oşinografidir. Hidroloji ile ekolojik süreçler ekohidrolojinin odağındadır.

Bir gezegenin yüzeyinde, altında ve üzerinde bulunan kolektif su kütlesine hidrosfer denir. Dünya'nın yaklaşık su hacmi (dünyanın toplam su kaynağı) 1.386 × 109 kilometreküptür (3.33 × 108 mil küp).

Sıvı su, okyanus, deniz, göl, nehir, dere, kanal, gölet veya su birikintisi gibi su kütlelerinde bulunur. Dünya üzerindeki suyun büyük çoğunluğu deniz suyudur. Su ayrıca atmosferde katı, sıvı ve buhar hallerinde bulunur. Ayrıca akiferlerde yeraltı suyu olarak da bulunur.

Su birçok jeolojik süreçte önemlidir. Yeraltı suyu çoğu kayada mevcuttur ve bu yeraltı suyunun basıncı faylanma modellerini etkiler. Mantodaki su, yitim bölgelerindeki volkanları üreten eriyikten sorumludur. Dünya yüzeyinde su, hem kimyasal hem de fiziksel ayrışma süreçlerinde önemlidir. Su ve daha az ama yine de önemli ölçüde buz, yeryüzünde meydana gelen büyük miktarda tortu taşınmasından da sorumludur. Taşınan tortunun birikmesi, Dünya tarihinin jeolojik kaydını oluşturan birçok tortul kaya türünü oluşturur.

Su döngüsü

Su döngüsü

Su döngüsü (bilimsel olarak hidrolojik döngü olarak bilinir) hidrosfer içinde, atmosfer, toprak suyu, yüzey suyu, yeraltı suyu ve bitkiler arasındaki sürekli su alışverişini ifade eder.

Su, aşağıdaki transfer süreçlerinden oluşan su döngüsünde bu bölgelerin her birinde sürekli olarak hareket eder:

  • okyanuslardan ve diğer su kütlelerinden havaya buharlaşma ve kara bitkilerinden ve hayvanlardan havaya terleme.
  • Yağış, su buharının havada yoğunlaşarak yeryüzüne veya okyanusa düşmesi.
  • Karadan genellikle denize ulaşan yüzey akışı.

Çoğunlukla okyanusta bulunan su buharının çoğu okyanusa geri döner, ancak rüzgarlar karalar üzerinden denize akışla aynı oranda, yılda yaklaşık 47 Tt su buharı taşırken, kara kütlelerinde meydana gelen buharlaşma ve terleme de yılda 72 Tt daha katkıda bulunur. Karalar üzerinde yılda 119 Tt oranında gerçekleşen yağışın çeşitli biçimleri vardır: en yaygın olarak yağmur, kar ve dolu, bir miktar da sis ve çiy. Çiy, yüksek yoğunluktaki su buharının serin bir yüzeyle karşılaştığında yoğunlaşan küçük su damlalarıdır. Çiy genellikle sıcaklığın en düşük olduğu sabah saatlerinde, güneş doğmadan hemen önce ve dünya yüzeyinin sıcaklığı artmaya başladığında oluşur. Havadaki yoğunlaşmış su da güneş ışığını kırarak gökkuşağı oluşturabilir.

Su akışı genellikle nehirlere akan su havzaları üzerinde toplanır. Nehir veya dere akışını simüle etmek ve su kalitesi parametrelerini hesaplamak için kullanılan matematiksel bir model hidrolojik taşıma modelidir. Bazı sular tarımsal sulama için yönlendirilir. Nehirler ve denizler seyahat ve ticaret için fırsatlar sunar. Erozyon yoluyla yüzey akışı çevreyi şekillendirerek nehir vadileri ve deltalar yaratır, bu da nüfus merkezlerinin kurulması için zengin toprak ve düz zemin sağlar. Sel, genellikle alçakta bulunan bir arazi alanının suyla kaplanmasıyla oluşur; bu durum bir nehrin taşması veya fırtına kabarmasıyla meydana gelir. Öte yandan kuraklık, bir bölgenin su arzında bir eksiklik olduğunu belirttiği aylar veya yıllar süren uzun bir dönemdir. Bu durum, bir bölge ya topografyası ya da enlem açısından konumu nedeniyle sürekli olarak ortalamanın altında yağış aldığında ortaya çıkar.

Su kaynakları

Su hem "stoklar" hem de "akışlar" olarak ortaya çıkar. Su, göller, su buharı, yeraltı suları veya akiferler ile buz ve kar olarak depolanabilir. Küresel tatlı suyun toplam hacminin tahmini olarak yüzde 69'u buzullarda ve kalıcı kar örtüsünde; yüzde 30'u yeraltı suyunda; kalan yüzde 1'i ise göllerde, nehirlerde, atmosferde ve biyotada depolanmaktadır. Suyun depoda kalma süresi oldukça değişkendir: bazı akiferler binlerce yıl boyunca depolanmış sudan oluşurken, göl hacimleri mevsimsel olarak dalgalanabilir, kurak dönemlerde azalır ve yağışlı dönemlerde artar. Bazı bölgeler için su arzının önemli bir kısmı, stoklarda depolanan sudan çıkarılan sudan oluşur ve su çekimleri yeniden şarjı aştığında stoklar azalır. Bazı tahminlere göre, sulama için kullanılan toplam suyun yüzde 30'u sürdürülebilir olmayan yeraltı suyu çekimlerinden kaynaklanmakta ve yeraltı suyunun tükenmesine neden olmaktadır.

Deniz suyu ve gelgitler

Deniz suyu ortalama olarak yaklaşık %3,5 sodyum klorür ve daha az miktarda başka maddeler içerir. Deniz suyunun fiziksel özellikleri bazı önemli açılardan tatlı sudan farklıdır. Daha düşük bir sıcaklıkta donar (yaklaşık -1,9 °C (28,6 °F)) ve yoğunluğu, donma noktasının üzerindeki bir sıcaklıkta maksimum yoğunluğa ulaşmak yerine, donma noktasına doğru azalan sıcaklıkla artar. Büyük denizlerdeki suyun tuzluluk oranı Baltık Denizi'nde yaklaşık %0,7 ile Kızıldeniz'de %4,0 arasında değişmektedir. (%30 ila %40 arasındaki aşırı yüksek tuzluluk seviyeleriyle bilinen Ölü Deniz aslında bir tuz gölüdür).

Gelgitler, Ay ve Güneş'in okyanuslar üzerinde etkili olan gelgit kuvvetlerinin neden olduğu yerel deniz seviyelerinin döngüsel olarak yükselmesi ve alçalmasıdır. Gelgitler, deniz ve haliç su kütlelerinin derinliğinde değişikliklere neden olur ve gelgit akıntıları olarak bilinen salınımlı akıntılar üretir. Belirli bir yerde oluşan gelgit, Ay ve Güneş'in Dünya'ya göre değişen konumları ile Dünya'nın dönüşü ve yerel batimetri etkilerinin bir sonucudur. Yüksek gelgitte su altında kalan ve alçak gelgitte açığa çıkan deniz kıyısı şeridi, gelgit bölgesi, okyanus gelgitlerinin önemli bir ekolojik ürünüdür.

Yaşam üzerindeki etkileri

Fotosentez (yeşil) ve solunuma (kırmızı) genel bakış

Biyolojik açıdan bakıldığında su, yaşamın çoğalması için kritik olan birçok farklı özelliğe sahiptir. Bu rolü, organik bileşiklerin nihayetinde çoğalmaya izin verecek şekilde reaksiyona girmesine izin vererek yerine getirir. Bilinen tüm yaşam biçimleri suya bağlıdır. Su, hem vücuttaki çözünen maddelerin çoğunun içinde çözündüğü bir çözücü olarak hem de vücuttaki birçok metabolik sürecin önemli bir parçası olarak hayati önem taşır. Metabolizma, anabolizma ve katabolizmanın toplamıdır. Anabolizmada su, daha büyük molekülleri (örneğin yakıt ve bilgi depolamak için nişastalar, trigliseritler ve proteinler) büyütmek için moleküllerden (enerji gerektiren enzimatik kimyasal reaksiyonlar yoluyla) uzaklaştırılır. Katabolizmada su, daha küçük moleküller (örneğin enerji kullanımı veya diğer amaçlar için yakıt olarak kullanılmak üzere glikoz, yağ asitleri ve amino asitler) üretmek amacıyla bağları kırmak için kullanılır. Su olmadan bu özel metabolik süreçler var olamazdı.

Su, fotosentez ve solunum için temeldir. Fotosentetik hücreler suyun hidrojenini oksijenden ayırmak için güneş enerjisini kullanır. Hidrojen, glikoz oluşturmak ve oksijeni serbest bırakmak için CO2 (havadan veya sudan emilir) ile birleştirilir. Tüm canlı hücreler bu tür yakıtları kullanır ve güneş enerjisini yakalamak için hidrojen ve karbonu okside eder ve bu süreçte su ve CO2'yi yeniden oluşturur (hücresel solunum).

Su aynı zamanda asit-baz nötralitesi ve enzim fonksiyonu için de merkezi öneme sahiptir. Bir hidrojen iyonu (H+, yani bir proton) vericisi olan bir asit, su oluşturmak için bir hidroksit iyonu (OH-) gibi bir proton alıcısı olan bir baz tarafından nötralize edilebilir. Su nötr olarak kabul edilir ve pH değeri (hidrojen iyonu konsantrasyonunun negatif logu) 7'dir. Asitler 7'den küçük pH değerlerine sahipken bazlar 7'den büyük değerlere sahiptir.

Sucul yaşam formları

Dünya yüzeyindeki sular yaşamla doludur. En eski yaşam formları suda ortaya çıkmıştır; neredeyse tüm balıklar sadece suda yaşar ve yunuslar ve balinalar gibi birçok deniz memelisi türü vardır. Amfibiler gibi bazı hayvan türleri yaşamlarının bir bölümünü suda, bir bölümünü de karada geçirir. Yosun ve alg gibi bitkiler suda yetişir ve bazı su altı ekosistemlerinin temelini oluşturur. Plankton genellikle okyanus besin zincirinin temelini oluşturur.

Sucul omurgalılar hayatta kalmak için oksijen almak zorundadır ve bunu çeşitli yollarla yaparlar. Balıkların akciğerleri yerine solungaçları vardır, ancak akciğerli balık gibi bazı balık türlerinde her ikisi de bulunur. Yunuslar, balinalar, su samurları ve foklar gibi deniz memelilerinin hava solumak için periyodik olarak yüzeye çıkmaları gerekir. Bazı amfibiler derileri yoluyla oksijen emebilir. Omurgasızlar, oksijeni az sularda hayatta kalabilmek için solunum tüpleri (bkz. böcek ve yumuşakça sifonları) ve solungaçlar (Carcinus) dahil olmak üzere çok çeşitli modifikasyonlar sergiler. Bununla birlikte, omurgasız yaşam sucul bir habitatta evrimleştiğinden, çoğu suda solunum için çok az uzmanlaşmıştır veya hiç uzmanlaşmamıştır.

İnsan uygarlığı üzerindeki etkileri

Su fıskiyesi

Uygarlık tarihsel olarak nehirlerin ve büyük su yollarının etrafında gelişmiştir; uygarlığın beşiği olarak adlandırılan Mezopotamya, büyük nehirler Dicle ve Fırat arasında yer almaktaydı; Mısırlıların eski toplumu tamamen Nil'e bağlıydı. Erken dönem İndus Vadisi uygarlığı (yaklaşık M.Ö. 3300 - M.Ö. 1300) İndus Nehri ve Himalayalar'dan akan kolları boyunca gelişmiştir. Roma da İtalyan nehri Tiber'in kıyısında kurulmuştur. Rotterdam, Londra, Montreal, Paris, New York City, Buenos Aires, Şangay, Tokyo, Chicago ve Hong Kong gibi büyük metropoller başarılarını kısmen su yoluyla kolay erişilebilirliklerine ve bunun sonucunda ticaretin genişlemesine borçludur. Singapur gibi güvenli su limanlarına sahip adalar da aynı nedenle gelişmiştir. Suyun daha kıt olduğu Kuzey Afrika ve Orta Doğu gibi yerlerde temiz içme suyuna erişim insani kalkınmada önemli bir faktör olmuştur ve olmaya devam etmektedir.

Sağlık ve kirlilik

Bir çevre bilimi programı - Iowa Eyalet Üniversitesi'nden bir öğrenci su numunesi alıyor

İnsan tüketimine uygun suya içme suyu veya içilebilir su denir. İçilebilir olmayan su, filtrasyon veya damıtma yoluyla ya da bir dizi başka yöntemle içilebilir hale getirilebilir. 660 milyondan fazla insanın güvenli içme suyuna erişimi yoktur.

İçmeye uygun olmayan ancak yüzme veya banyo için kullanıldığında insanlar için zararlı olmayan su, içilebilir veya içme suyu dışında çeşitli isimlerle anılır ve bazen güvenli su veya "banyo için güvenli" olarak adlandırılır. Klor, suyu banyo veya içme için güvenli hale getirmek için kullanılan bir cilt ve mukoza zarı tahriş edicisidir. Kullanımı son derece tekniktir ve genellikle hükümet düzenlemeleri tarafından izlenir (içme suyu için tipik olarak milyonda 1 kısım (ppm) ve banyo suyu için henüz safsızlıklarla reaksiyona girmemiş 1-2 ppm klor). Yüzme suyu, klor veya ozon gibi kimyasal dezenfektanlar veya ultraviyole ışık kullanılarak tatmin edici mikrobiyolojik durumda tutulabilir.

Su ıslahı, atık suyun (çoğunlukla kanalizasyon, belediye atık suyu olarak da adlandırılır) başka amaçlar için yeniden kullanılabilecek suya dönüştürülmesi işlemidir.

Tatlı su, doğal hidrolojik döngü tarafından devridaim ettirilen yenilenebilir bir kaynaktır, ancak ona erişim üzerindeki baskılar, uzay ve zamanda doğal olarak eşit olmayan dağılımdan, tarım ve endüstrinin artan ekonomik taleplerinden ve artan nüfustan kaynaklanmaktadır. Şu anda dünya genelinde yaklaşık bir milyar insan güvenli ve uygun fiyatlı suya erişimden yoksundur. 2000 yılında Birleşmiş Milletler, 2015 yılına kadar dünya çapında güvenli su ve sanitasyona erişimi olmayan insanların oranını yarıya indirmek amacıyla su için Milenyum Kalkınma Hedeflerini oluşturmuştur. Bu hedefe yönelik ilerleme düzensizdi ve 2015 yılında BM, 2030 yılına kadar güvenli ve uygun fiyatlı su ve sanitasyona evrensel erişimin sağlanmasına yönelik Sürdürülebilir Kalkınma Hedeflerini taahhüt etti. Kötü su kalitesi ve kötü sanitasyon ölümcüldür; yılda yaklaşık beş milyon ölüm su ile ilgili hastalıklardan kaynaklanmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü, güvenli suyun her yıl ishalden kaynaklanan 1.4 milyon çocuk ölümünü önleyebileceğini tahmin etmektedir.

Gelişmekte olan ülkelerde belediye atık sularının %90'ı hala arıtılmadan yerel nehir ve derelere karışmaktadır. Dünya nüfusunun yaklaşık üçte birini barındıran 50 kadar ülke de orta ya da yüksek düzeyde su kıtlığı çekmektedir ve bunlardan 17'si her yıl doğal su döngüleri yoluyla yeniden doldurulandan daha fazla su çekmektedir. Bu baskı sadece nehirler ve göller gibi yüzeydeki tatlı su kaynaklarını etkilemekle kalmıyor, aynı zamanda yeraltı su kaynaklarını da bozuyor.

İnsan kullanımları

Kişi başına düşen tarımsal, endüstriyel ve kentsel amaçlı toplam su çekimi, 2010 yılında yıllık metreküp (m³) olarak ölçülmüştür

Tarım

İnsanların en önemli su kullanımı, toplam su tüketiminin yüzde 80 ila 90'ını oluşturan sulu tarım da dahil olmak üzere tarım içindir. Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanım için çekilen tatlı suyun %42'si sulama içindir, ancak "tüketilen" (kullanılan ve çevreye geri verilmeyen) suyun büyük çoğunluğu tarıma gitmektedir.

Tatlı suya erişim, özellikle suyun toplanması, arıtılması, dağıtılması ve atık suyun uzaklaştırılması için sofistike su sistemleri inşa etmiş olan gelişmiş ülkelerde genellikle doğal karşılanmaktadır. Ancak artan ekonomik, demografik ve iklimsel baskılar su konusundaki endişeleri artırmakta, sabit su kaynakları için rekabetin artmasına yol açmakta ve pik su kavramını ortaya çıkarmaktadır. Nüfus ve ekonomiler büyümeye devam ettikçe, suya susamış et tüketimi arttıkça ve biyoyakıtlar ya da yeni su yoğun endüstriler için yeni talepler yükseldikçe, yeni su zorlukları yaşanması muhtemeldir.

Sri Lanka'daki Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü tarafından 2007 yılında, dünyanın artan nüfusuna gıda sağlamak için yeterli suya sahip olup olmadığını görmek amacıyla tarımda su yönetimine ilişkin bir değerlendirme yapılmıştır. Küresel ölçekte tarım için mevcut su mevcudiyeti değerlendirilmiş ve su kıtlığı çeken yerlerin haritası çıkarılmıştır. Dünya nüfusunun beşte birinin, yani 1.2 milyardan fazlasının, tüm talepleri karşılamaya yetecek kadar suyun bulunmadığı fiziksel su kıtlığı bölgelerinde yaşadığını tespit etti. Diğer 1.6 milyar insan ise suya yatırım yapılmaması veya yetersiz insan kapasitesinin yetkililerin su talebini karşılamasını imkansız hale getirdiği ekonomik su kıtlığı yaşanan bölgelerde yaşamaktadır. Rapor, gelecekte ihtiyaç duyulan gıdayı üretmenin mümkün olacağını, ancak bugünkü gıda üretimi ve çevresel eğilimlerin devam etmesinin dünyanın birçok yerinde krizlere yol açacağını ortaya koymuştur. Küresel bir su krizinden kaçınmak için çiftçilerin artan gıda taleplerini karşılamak üzere verimliliği arttırmaya çalışmaları, sanayi ve şehirlerin de suyu daha verimli kullanmanın yollarını bulmaları gerekecektir.

Su kıtlığı aynı zamanda su yoğun ürünlerin üretiminden de kaynaklanmaktadır. Örneğin pamuk: 1 kg pamuk -bir kot pantolona eşdeğer- üretmek için 10,9 metreküp (380 cu ft) su gerekir. Pamuk dünya su kullanımının %2,4'ünü oluştururken, bu su zaten su kıtlığı riski altında olan bölgelerde tüketilmektedir. Çevreye önemli ölçüde zarar verilmiştir: örneğin, eski Sovyetler Birliği'nin pamuk üretmek için Amu Derya ve Syr Darya nehirlerinden su çekmesi Aral Denizi'nin yok olmasından büyük ölçüde sorumludur.

Bilimsel bir standart olarak

7 Nisan 1795'te Fransa'da gram, "bir metrenin yüzde birine eşit bir küp hacmindeki saf suyun mutlak ağırlığına ve eriyen buz sıcaklığına" eşit olarak tanımlandı. Ancak pratik amaçlar için, bin kat daha büyük olan kilogram gibi metalik bir referans standardı gerekliydi. Bu nedenle bir litre suyun kütlesinin tam olarak belirlenmesi için çalışmalar başlatıldı. Gramın kararlaştırılan tanımının suyu 0 °C'de (32 °F) -yüksek oranda tekrarlanabilir bir sıcaklık- belirtmesine rağmen, bilim adamları standardı yeniden tanımlamayı ve ölçümlerini o zamanlar 4 °C (39 °F) olarak ölçülen en yüksek su yoğunluğu sıcaklığında gerçekleştirmeyi seçtiler.

SI sisteminin Kelvin sıcaklık ölçeği, tam olarak 273,16 K (0,01 °C; 32,02 °F) olarak tanımlanan suyun üçlü noktasına dayanıyordu, ancak Mayıs 2019 itibariyle bunun yerine Boltzmann sabitine dayanmaktadır. Ölçek, başlangıçta suyun kaynama noktasına (100 °C (212 °F) olarak ayarlanmıştır) ve erime noktasına (0 °C (32 °F) olarak ayarlanmıştır) göre tanımlanan Celsius sıcaklık ölçeği ile aynı artışa sahip mutlak bir sıcaklık ölçeğidir.

Doğal su esas olarak hidrojen-1 ve oksijen-16 izotoplarından oluşur, ancak az miktarda daha ağır oksijen-18, oksijen-17 ve hidrojen-2 (döteryum) izotopları da vardır. Daha ağır izotopların yüzdesi çok küçüktür, ancak yine de suyun özelliklerini etkiler. Nehir ve göllerden gelen su, deniz suyundan daha az ağır izotop içerme eğilimindedir. Bu nedenle, standart su Viyana Standart Ortalama Okyanus Suyu spesifikasyonunda tanımlanmıştır.

İçme suyu için

Şişelenmiş su içen genç bir kız
Su mevcudiyeti: ülkelere göre iyileştirilmiş su kaynaklarını kullanan nüfus oranı
Buzuldan yol kenarına tatlı su çıkışı, Nubra

İnsan vücudu, vücut büyüklüğüne bağlı olarak %55 ila %78 oranında su içerir. Vücudun düzgün çalışabilmesi için günde bir ila yedi litre (0,22 ila 1,54 imp gal; 0,26 ila 1,85 U.S. gal) arasında suya ihtiyacı vardır; kesin miktar aktivite seviyesine, sıcaklığa, neme ve diğer faktörlere bağlıdır. Bu miktarın çoğu, doğrudan su içmek dışında yiyecek veya içeceklerle alınır. Sağlıklı insanların ne kadar su içmesi gerektiği net değildir, ancak İngiliz Diyetisyenler Birliği, doğrudan içeceklerden elde edilen 1,8 litre (6 ila 7 bardak) dahil olmak üzere, uygun hidrasyonu sağlamak için günlük 2,5 litre toplam suyun minimum olduğunu tavsiye etmektedir. Tıbbi literatür, egzersiz veya sıcak havalardan kaynaklanan sıvı kaybından kaynaklanan ekstra gereksinimler hariç olmak üzere, ortalama bir erkek için tipik olarak 1 litre su gibi daha düşük bir tüketimi tercih etmektedir.

Sağlıklı böbrekler saatte 0,8 ila 1 litre su atabilir, ancak egzersiz gibi stres bu miktarı azaltabilir. İnsanlar egzersiz yaparken gereğinden çok daha fazla su içebilir ve bu da onları ölümcül olabilen su zehirlenmesi (hiperhidrasyon) riskiyle karşı karşıya bırakabilir. "Bir kişi günde sekiz bardak su tüketmelidir" şeklindeki popüler iddianın bilimde gerçek bir dayanağı yok gibi görünmektedir. Çalışmalar, özellikle yemek zamanında 500 mililitreye (18 imp fl oz; 17 U.S. fl oz) kadar ekstra su alımının kilo kaybı ile ilişkili olduğunu göstermiştir. Yeterli sıvı alımı kabızlığın önlenmesine yardımcı olur.

İçilemeyen su için tehlike sembolü

Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Araştırma Konseyi Gıda ve Beslenme Kurulu tarafından 1945 yılında su alımına ilişkin orijinal bir öneri şu şekildedir: "Çeşitli insanlar için sıradan bir standart, her bir kalorilik gıda için 1 mililitredir. Bu miktarın çoğu hazır gıdalarda bulunmaktadır." Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Araştırma Konseyi'nin en son diyet referans alımı raporu, ABD anket verilerinden elde edilen medyan toplam su alımına dayanarak (gıda kaynakları dahil) genel olarak şunları tavsiye etmektedir: Erkekler için toplam 3,7 litre (0,81 imp gal; 0,98 U.S. gal) ve kadınlar için toplam 2,7 litre (0,59 imp gal; 0,71 U.S. gal) su önerilirken, gıdalarda bulunan suyun araştırmadaki toplam su alımının yaklaşık %19'unu sağladığına dikkat çekilmiştir.

Özellikle hamile ve emziren kadınların susuz kalmamaları için ek sıvılara ihtiyaçları vardır. Tıp Enstitüsü (ABD) ortalama olarak erkeklerin 3 litre (0,66 imp gal; 0,79 U.S. gal) ve kadınların 2,2 litre (0,48 imp gal; 0,58 U.S. gal) tüketmesini önermektedir; hamile kadınlar alımı 2,4 litreye (0,53 imp gal; 0,63 U.S. gal) çıkarmalı ve emziren kadınlar 3 litre (12 bardak) almalıdır, çünkü emzirme sırasında özellikle büyük miktarda sıvı kaybedilmektedir. Ayrıca, normalde su alımının yaklaşık %20'sinin yiyeceklerden, geri kalanının ise içme suyu ve içeceklerden (kafeinli içecekler dahil) geldiği unutulmamalıdır. Su vücuttan çeşitli şekillerde atılır; idrar ve dışkı yoluyla, terleme yoluyla ve nefesteki su buharının dışarı atılmasıyla. Fiziksel efor ve ısıya maruz kalma ile su kaybı artar ve günlük sıvı ihtiyacı da artabilir.

İnsanlar az safsızlık içeren suya ihtiyaç duyar. Yaygın safsızlıklar arasında bakır, demir, kalsiyum ve kurşun gibi metal tuzları ve oksitler ve/veya Vibrio gibi zararlı bakteriler bulunur. Bazı solütler kabul edilebilir ve hatta tat iyileştirme ve gerekli elektrolitleri sağlamak için arzu edilir.

İçmeye uygun en büyük (hacim olarak) tatlı su kaynağı Sibirya'daki Baykal Gölü'dür.

Kimyasal kullanımlar

Su, kimyasal reaksiyonlarda çözücü veya reaktan olarak ve daha az yaygın olarak çözünen veya katalizör olarak yaygın bir şekilde kullanılır. İnorganik reaksiyonlarda su, birçok iyonik bileşiğin yanı sıra amonyak gibi diğer polar bileşikleri ve suyla yakından ilişkili bileşikleri çözen yaygın bir çözücüdür. Organik reaksiyonlarda genellikle reaksiyon çözücüsü olarak kullanılmaz, çünkü reaktanları iyi çözmez ve amfoterik (asidik ve bazik) ve nükleofiliktir. Bununla birlikte, bu özellikler bazen arzu edilir. Ayrıca, Diels-Alder reaksiyonlarının su tarafından hızlandırıldığı gözlemlenmiştir. Süperkritik su son zamanlarda bir araştırma konusu olmuştur. Oksijene doymuş süperkritik su organik kirleticileri verimli bir şekilde yakar. Su buharı, kimya endüstrisindeki bazı işlemler için kullanılmaktadır. Akrolein, propilen ve propandan akrilik asit üretimi buna bir örnektir. Suyun bu reaksiyonlardaki olası etkisi, suyun katalizörle fiziksel ve kimyasal etkileşimini ve suyun reaksiyon ara ürünleriyle kimyasal reaksiyonunu içerir.

Isı değişimi

Su ve buhar, hem soğutma hem de ısıtma için kullanılabilirliği ve yüksek ısı kapasitesi nedeniyle ısı alışverişi için kullanılan yaygın bir akışkandır. Soğuk su bir gölden veya denizden doğal olarak bile temin edilebilir. Büyük buharlaşma gizli ısısı nedeniyle suyun buharlaşması ve yoğunlaşması yoluyla ısının taşınması özellikle etkilidir. Çelik ve bakır gibi endüstrilerde yaygın olarak bulunan metallerin arıtılmamış su ve buhar tarafından daha hızlı oksitlenmesi bir dezavantajdır. Neredeyse tüm termik santrallerde su, çalışma sıvısı (kazan, buhar türbini ve kondenser arasında kapalı bir döngüde kullanılır) ve soğutucu (atık ısıyı bir su kütlesiyle değiştirmek veya bir soğutma kulesinde buharlaştırarak uzaklaştırmak için kullanılır) olarak kullanılır. Amerika Birleşik Devletleri'nde, enerji santrallerinin soğutulması en büyük su kullanımıdır.

Nükleer enerji endüstrisinde su nötron moderatörü olarak da kullanılabilir. Çoğu nükleer reaktörde su hem soğutucu hem de moderatördür. Suyun reaktörden çıkarılması nükleer reaksiyonu da yavaşlattığından, bu pasif bir güvenlik önlemi sağlar. Ancak bir reaksiyonu durdurmak için başka yöntemler tercih edilir ve yeterli soğutmayı sağlamak için nükleer çekirdeğin suyla kaplı tutulması tercih edilir.

Yangınla ilgili hususlar

Su, orman yangınlarıyla mücadele için kullanılır.

Su yüksek buharlaşma ısısına sahiptir ve nispeten inerttir, bu da onu iyi bir yangın söndürme sıvısı yapar. Suyun buharlaşması ısıyı yangından uzaklaştırır. Yağlar ve organik çözücüler içeren yangınlarda su kullanmak tehlikelidir çünkü birçok organik madde su üzerinde yüzer ve su yanan sıvıyı yayma eğilimindedir.

Yangınla mücadelede su kullanımında, kapalı alanlardaki çok sıcak yangınlarda su kullanıldığında meydana gelebilecek buhar patlaması ve bazı metaller ya da kömür, odun kömürü ya da kok grafiti gibi sıcak karbon gibi suyla tepkimeye giren maddelerin suyu ayrıştırarak su gazı üretmesi sonucu hidrojen patlaması tehlikeleri de göz önünde bulundurulmalıdır.

Bu tür patlamaların gücü Çernobil felaketinde görülmüştür, ancak bu olayda söz konusu olan su yangınla mücadeleden değil, reaktörün kendi su soğutma sisteminden gelmiştir. Çekirdeğin aşırı ısınması suyun buhara dönüşmesine neden olduğunda bir buhar patlaması meydana gelmiştir. Buhar ve sıcak zirkonyum arasındaki reaksiyon sonucunda bir hidrojen patlaması meydana gelmiş olabilir.

Bazı metalik oksitler, özellikle alkali metaller ve toprak alkali metaller, su ile reaksiyona girdiklerinde o kadar fazla ısı üretirler ki yangın tehlikesi ortaya çıkabilir. Toprak alkali oksit sönmemiş kireç, genellikle kağıt torbalarda taşınan seri üretim bir maddedir. Bunlar ıslanırsa, içerikleri suyla reaksiyona girdiğinden tutuşabilirler.

Rekreasyon

San Andrés Adası, Kolombiya

İnsanlar suyu birçok rekreasyonel amacın yanı sıra egzersiz ve spor için de kullanmaktadır. Bunlardan bazıları yüzme, su kayağı, tekne gezintisi, sörf ve dalıştır. Ayrıca buz hokeyi ve buz pateni gibi bazı sporlar buz üzerinde oynanmaktadır. Göl kenarları, plajlar ve su parkları insanların dinlenmek ve eğlenmek için gittikleri popüler yerlerdir. Birçok kişi akan suyun sesini ve görüntüsünü sakinleştirici bulur ve fıskiyeler ve diğer su özellikleri popüler dekorasyonlardır. Bazıları balıkları ve diğer flora ve faunayı gösteri, eğlence ve arkadaşlık için akvaryumlarda veya havuzlarda tutmaktadır. İnsanlar ayrıca kayak, kızak, kar motosikleti veya snowboard gibi suyun donmasını gerektiren kar sporları için de suyu kullanmaktadır.

Su endüstrisi

Su sektörü, hanelere ve sanayiye içme suyu ve atık su hizmetleri (kanalizasyon arıtma dahil) sağlamaktadır. Su tedarik tesisleri arasında su kuyuları, yağmur suyu hasadı için sarnıçlar, su şebekeleri ve su arıtma tesisleri, su depoları, su kuleleri, eski su kemerleri de dahil olmak üzere su boruları bulunmaktadır. Atmosferik su jeneratörleri geliştirilmektedir.

İçme suyu genellikle kaynaklardan toplanır, yerdeki yapay sondajlardan (kuyulardan) çıkarılır veya göl ve nehirlerden pompalanır. Yeterli yerlerde daha fazla kuyu inşa etmek, akiferlerin yeterli akışı sağlayabileceği varsayımıyla, daha fazla su üretmenin olası bir yoludur. Diğer su kaynakları arasında yağmur suyu toplama da bulunmaktadır. İnsan tüketimi için suyun arıtılması gerekebilir. Bu, çözünmemiş maddelerin, çözünmüş maddelerin ve zararlı mikropların giderilmesini içerebilir. Popüler yöntemler, sadece çözünmemiş maddeleri gideren kum filtrelemedir; klorlama ve kaynatma ise zararlı mikropları öldürür. Distilasyon her üç işlevi de yerine getirir. Ters osmoz gibi daha gelişmiş teknikler de mevcuttur. Bol deniz suyunun tuzdan arındırılması, kıyıdaki kurak iklimlerde kullanılan daha pahalı bir çözümdür.

İçme suyunun dağıtımı belediye su sistemleri, tanker teslimatı veya şişelenmiş su olarak yapılır. Birçok ülkede hükümetlerin ihtiyaç sahiplerine ücretsiz su dağıtma programları bulunmaktadır.

İçme suyunun sadece insan tüketimi için kullanılması yoluyla kullanımın azaltılması da bir başka seçenektir. Hong Kong gibi bazı şehirlerde, tatlı su kaynaklarını korumak amacıyla şehir genelinde tuvalet sifonlarında yaygın olarak deniz suyu kullanılmaktadır.

Suyu kirletmek, suyun en büyük tek yanlış kullanımı olabilir; bir kirletici suyun diğer kullanımlarını sınırlandırdığı ölçüde, kirletene sağladığı faydalar ne olursa olsun, kaynağın israfı haline gelir. Diğer kirlilik türleri gibi, bu da piyasanın hesaplayamadığı dışsallıklar olarak düşünüldüğünden, piyasa maliyetlerinin standart muhasebesine girmez. Böylece su kirliliğinin bedelini diğer insanlar öderken, özel firmaların karları bu kirliliğin mağduru olan yerel nüfusa yeniden dağıtılmamaktadır. İnsanlar tarafından tüketilen ilaçlar genellikle su yollarına karışır ve biyolojik olarak birikmeleri ve biyolojik olarak parçalanmamaları halinde sucul yaşam üzerinde zararlı etkilere neden olabilirler.

Belediye ve sanayi atık suları tipik olarak atık su arıtma tesislerinde arıtılmaktadır. Kirli yüzey akışının azaltılması çeşitli önleme ve arıtma teknikleri ile ele alınmaktadır. (Bkz. Yüzey akışı#Mitigasyon ve arıtma.)

Endüstriyel uygulamalar

Birçok endüstriyel proses, suda çözünmüş kimyasalların kullanıldığı reaksiyonlara, katıların su bulamaçlarında süspansiyon haline getirilmesine veya maddelerin çözünmesi ve ekstrakte edilmesi ya da ürünlerin veya proses ekipmanlarının yıkanması için su kullanılmasına dayanmaktadır. Madencilik, kimyasal hamurlaştırma, kağıt hamuru ağartma, kağıt üretimi, tekstil üretimi, boyama, baskı ve enerji santrallerinin soğutulması gibi süreçler büyük miktarlarda su kullanır, özel bir su kaynağı gerektirir ve genellikle önemli su kirliliğine neden olur.

Enerji üretiminde su kullanılmaktadır. Hidroelektrik, hidroelektrikten elde edilen elektriktir. Hidroelektrik güç, suyun bir jeneratöre bağlı bir su türbinini tahrik etmesiyle elde edilir. Hidroelektrik düşük maliyetli, kirletici olmayan, yenilenebilir bir enerji kaynağıdır. Enerji suyun hareketiyle sağlanır. Tipik olarak bir nehir üzerine bir baraj inşa edilir ve arkasında yapay bir göl oluşturulur. Gölden akan su, jeneratörleri döndüren türbinler aracılığıyla zorlanır.

Three Gorges Barajı en büyük hidro-elektrik santralidir.

Basınçlı su, su patlatma ve su jeti kesicilerde kullanılır. Ayrıca, hassas kesim için yüksek basınçlı su tabancaları kullanılmaktadır. Çok iyi çalışır, nispeten güvenlidir ve çevreye zararlı değildir. Ayrıca aşırı ısınmayı önlemek veya testere bıçaklarının aşırı ısınmasını önlemek için makinelerin soğutulmasında da kullanılır.

Su, kimyasal çözücü olarak kullanımının yanı sıra buhar türbini ve ısı eşanjörü gibi birçok endüstriyel işlem ve makinede de kullanılır. Endüstriyel kullanımlardan kaynaklanan arıtılmamış su deşarjı kirliliktir. Kirlilik, deşarj edilen çözücüleri (kimyasal kirlilik) ve deşarj edilen soğutma suyunu (termal kirlilik) içerir. Endüstri birçok uygulama için saf suya ihtiyaç duyar ve hem su tedarikinde hem de deşarjında çeşitli arıtma teknikleri kullanır.

Gıda işleme

Su, erişte gibi yiyecekleri pişirmek için kullanılabilir
Enjeksiyon için steril su

Kaynatma, buharda pişirme ve haşlama, genellikle yiyecekleri suya veya gaz hali olan buhara daldırmayı gerektiren popüler pişirme yöntemleridir. Su aynı zamanda bulaşık yıkamak için de kullanılır. Su, gıda bilimi alanında da birçok kritik rol oynar.

Suda bulunan tuzlar ve şekerler gibi çözünen maddeler suyun fiziksel özelliklerini etkiler. Suyun kaynama ve donma noktaları çözünen maddelerin yanı sıra hava basıncından da etkilenir ve bu da rakımdan etkilenir. Yüksek rakımlarda oluşan düşük hava basıncı ile su daha düşük sıcaklıklarda kaynar. Kilogram başına bir mol sakkaroz (şeker) suyun kaynama noktasını 0,51 °C (0,918 °F) yükseltir ve kg başına bir mol tuz kaynama noktasını 1,02 °C (1,836 °F) yükseltir; benzer şekilde, çözünmüş parçacıkların sayısının artması suyun donma noktasını düşürür.

Sudaki çözünen maddeler, birçok kimyasal reaksiyonu ve gıdalardaki mikropların büyümesini etkileyen su aktivitesini de etkiler. Su aktivitesi, bir çözeltideki suyun buhar basıncının saf suyun buhar basıncına oranı olarak tanımlanabilir. Sudaki çözünen maddeler su aktivitesini düşürür - bunu bilmek önemlidir çünkü çoğu bakteri büyümesi düşük su aktivitesi seviyelerinde durur. Mikrobiyal büyüme sadece gıdanın güvenliğini değil, aynı zamanda gıdanın korunmasını ve raf ömrünü de etkiler.

Su sertliği de gıda işlemede kritik bir faktördür ve kimyasal iyon değişim sistemi kullanılarak değiştirilebilir veya arıtılabilir. Sanitasyonda rol oynamasının yanı sıra bir ürünün kalitesini de önemli ölçüde etkileyebilir. Su sertliği, suyun içerdiği kalsiyum karbonat konsantrasyonuna göre sınıflandırılır. Su, 100 mg/l'den (İngiltere) veya 60 mg/l'den (ABD) daha az içeriyorsa yumuşak olarak sınıflandırılır.

Su Ayak İzi kuruluşu tarafından 2010 yılında yayınlanan bir rapora göre, bir kilogram sığır eti için 15 bin litre (3,3×103 imp gal; 4,0×103 U.S. gal) su gerekmektedir; ancak yazarlar bunun küresel bir ortalama olduğunu ve sığır eti üretiminde kullanılan su miktarını çevresel faktörlerin belirlediğini de açıkça belirtmektedir.

Tıbbi kullanım

Enjeksiyonluk su, Dünya Sağlık Örgütü'nün temel ilaçlar listesinde yer almaktadır.

Doğadaki dağılımı

Evrende

Bant 5 ALMA alıcısı, evrendeki suyu tespit etmek için özel olarak tasarlanmış bir araçtır.

Evrendeki suyun büyük bir kısmı yıldız oluşumunun bir yan ürünü olarak üretilir. Yıldızların oluşumuna dışarı doğru güçlü bir gaz ve toz rüzgârı eşlik eder. Bu madde akışı sonunda çevredeki gaza çarptığında, oluşan şok dalgaları gazı sıkıştırır ve ısıtır. Gözlemlenen su, bu sıcak yoğun gazda hızla üretilir.

22 Temmuz 2011 tarihli bir raporda, Dünya'dan 12 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bir kuasarın etrafında "Dünya'daki okyanusların toplamından 140 trilyon kat daha fazla su" içeren devasa bir su buharı bulutunun keşfedildiği açıklandı. Araştırmacılara göre bu keşif, "suyun neredeyse tüm varlığı boyunca evrende yaygın olduğunu gösteriyor".

Su, galaksimiz Samanyolu'ndaki yıldızlararası bulutlarda tespit edilmiştir. Su muhtemelen diğer galaksilerde de bol miktarda bulunmaktadır, çünkü bileşenleri olan hidrojen ve oksijen evrende en bol bulunan elementler arasındadır. Güneş Sistemi'nin ve diğer yıldız sistemlerinin oluşum ve evrim modellerine dayanarak, diğer gezegen sistemlerinin çoğunun benzer bileşenlere sahip olması muhtemeldir.

Su buharı

Su, içinde buhar olarak bulunur:

  • Güneş Atmosferi: tespit edilebilir eser miktarlarda
  • Merkür'ün Atmosferi: %3,4 ve Merkür'ün ekzosferinde büyük miktarda su
  • Venüs'ün Atmosferi: %0,002
  • Dünya'nın atmosferi: tam atmosferde ≈%0,40, tipik olarak yüzeyde %1-4; ayrıca eser miktarda Ay'ınki
  • Mars'ın Atmosferi: %0,03
  • Ceres'in Atmosferi
  • Jüpiter'in Atmosferi: %0,0004 - sadece buzlar halinde; ve uydusu Europa'nınki
  • Satürn Atmosferi - sadece buzlar halinde; Enceladus: %91 ve Dione (ekzosfer)
  • Uranüs'ün Atmosferi - 50 barın altında eser miktarda
  • Neptün'ün Atmosferi - daha derin katmanlarda bulunur
  • Güneş dışı gezegen atmosferleri: HD 189733 b ve HD 209458 b, Tau Boötis b, HAT-P-11b, XO-1b, WASP-12b, WASP-17b ve WASP-19b'ninkiler dahil.
  • Yıldız atmosferleri: soğuk yıldızlarla sınırlı değildir ve Betelgeuse, Mu Cephei, Antares ve Arcturus gibi dev sıcak yıldızlarda bile tespit edilmiştir.
  • Çevresel yıldız diskleri: AA Tauri gibi T Tauri yıldızlarının yarısından fazlasının yanı sıra TW Hydrae, IRC +10216 ve APM 08279+5255, VY Canis Majoris ve S Persei de dahil olmak üzere.

Sıvı su

Dünya'da sıvı halde bulunan su, yüzeyinin %71'ini kaplamaktadır. Mars'ta da zaman zaman az miktarda sıvı su bulunmaktadır. Bilim insanları Satürn'ün Enceladus uydusunda, Enceladus'un güney kutup yüzeyinin yaklaşık 30-40 kilometre altında 10 kilometre kalınlığında bir okyanus ve Titan'da muhtemelen amonyakla karışık bir yüzey altı tabakası şeklinde sıvı su bulunduğuna inanmaktadır. Jüpiter'in uydusu Europa, yüzey altı sıvı su okyanusuna işaret eden yüzey özelliklerine sahiptir. Jüpiter'in uydusu Ganymede'de de yüksek basınçlı buz ve kaya arasında sıkışmış bir katman olarak sıvı su bulunabilir.

Su buzu

Su, üzerinde buz olarak bulunur:

Mars'ın güney yazında Mars'ın güney kutup buz örtüsü 2000
  • Mars: regolitin altında ve kutuplarda.
  • Dünya-Ay sistemi: çoğunlukla Dünya'da ve Ay kraterlerinde ve volkanik kayalarda buz tabakaları olarak NASA, Eylül 2009'da Hindistan Uzay Araştırma Örgütü'nün Chandrayaan-1 uzay aracında NASA'nın Ay Mineralojisi Eşleştiricisi tarafından su moleküllerinin tespit edildiğini bildirdi.
  • Ceres
  • Jüpiter'in uyduları: Europa'nın ve ayrıca Ganymede ve Callisto'nun yüzeyi
  • Satürn: gezegenin halka sisteminde ve Titan ve Enceladus'un yüzeyinde ve mantosunda
  • Pluto-Charon sistemi
  • Kuyruklu yıldızlar ve diğer ilgili Kuiper kuşağı ve Oort bulutu nesneleri

Ve muhtemelen Merkür'ün

Egzotik formlar

Su ve diğer uçucu maddeler muhtemelen Uranüs ve Neptün'ün iç yapılarının çoğunu oluşturmaktadır ve daha derin katmanlardaki su, moleküllerin hidrojen ve oksijen iyonlarından oluşan bir çorbaya dönüştüğü iyonik su biçiminde ve daha derinlerde oksijenin kristalleştiği, ancak hidrojen iyonlarının oksijen kafesi içinde serbestçe yüzdüğü süperiyonik su biçiminde olabilir.

Su ve gezegenlerin yaşanabilirliği

Dünya'da sıvı suyun ve daha az ölçüde gaz ve katı formlarının varlığı, bildiğimiz şekliyle Dünya'da yaşamın varlığı için hayati önem taşımaktadır. Dünya, Güneş Sistemi'nin yaşanabilir bölgesinde yer almaktadır; Güneş'e biraz daha yakın ya da uzak olsaydı (yaklaşık %5 ya da yaklaşık 8 milyon kilometre), bu üç formun aynı anda var olmasını sağlayan koşulların var olma olasılığı çok daha düşük olurdu.

Dünya'nın yerçekimi bir atmosfere sahip olmasını sağlar. Atmosferdeki su buharı ve karbondioksit, nispeten sabit bir yüzey sıcaklığının korunmasına yardımcı olan bir sıcaklık tamponu (sera etkisi) sağlar. Dünya daha küçük olsaydı, daha ince bir atmosfer aşırı sıcaklıklara izin verecek, böylece kutup buzulları dışında (Mars'ta olduğu gibi) su birikmesini önleyecekti.

Dünya'nın yüzey sıcaklığı, gelen güneş radyasyonunun (güneşlenme) değişen seviyelerine rağmen jeolojik zaman boyunca nispeten sabit kalmıştır, bu da Dünya'nın sıcaklığını sera gazları ve yüzey veya atmosferik albedo kombinasyonu yoluyla dinamik bir sürecin yönettiğini göstermektedir. Bu öneri Gaia hipotezi olarak bilinmektedir.

Bir gezegendeki suyun durumu, gezegenin yerçekimi tarafından belirlenen ortam basıncına bağlıdır. Eğer bir gezegen yeterince büyükse, Gliese 436 b ve GJ 1214 b dış gezegenlerinde gözlemlendiği gibi, yerçekiminin neden olduğu yüksek basınç nedeniyle üzerindeki su yüksek sıcaklıklarda bile katı olabilir.

Hukuk, politika ve kriz

Gelişmekte olan ülkelerde içilebilir suya erişimi olan insanların oranına ilişkin bir tahmin 1970-2000

Su siyaseti, su ve su kaynaklarından etkilenen siyasettir. Bu nedenle su, yerkürede stratejik bir kaynak ve birçok siyasi çatışmada önemli bir unsurdur. Sağlık üzerinde etkilere ve biyoçeşitliliğe zarar verir.

Güvenli içme suyuna erişim son yıllarda dünyanın hemen her yerinde iyileşmiştir, ancak yaklaşık bir milyar insan hala güvenli suya ve 2,5 milyardan fazla insan da yeterli sanitasyona erişimden yoksundur. Bununla birlikte, bazı gözlemciler 2025 yılına kadar dünya nüfusunun yarısından fazlasının su kaynaklı kırılganlıkla karşı karşıya kalacağını tahmin etmektedir. Kasım 2009'da yayınlanan bir rapor, 2030 yılına kadar dünyanın gelişmekte olan bazı bölgelerinde su talebinin arzı %50 oranında aşacağını öne sürmektedir.

1990 yılından bu yana 1.6 milyar insan güvenli bir su kaynağına erişim sağlamıştır. Gelişmekte olan ülkelerde güvenli suya erişimi olan insanların oranının 1970'te %30'dan 1990'da %71'e, 2000'de %79'a ve 2004'te %84'e yükseldiği hesaplanmıştır.

2006 tarihli bir Birleşmiş Milletler raporunda "herkese yetecek kadar su olduğu", ancak bu suya erişimin kötü yönetim ve yolsuzluk nedeniyle engellendiği belirtilmiştir. Buna ek olarak, Paris Yardım Etkinliği Deklarasyonu gibi yardım dağıtımının etkinliğini artırmaya yönelik küresel girişimler, su sektöründeki bağışçılar tarafından eğitim ve sağlıkta olduğu kadar etkin bir şekilde ele alınmamış ve potansiyel olarak birden fazla bağışçının çakışan projeler üzerinde çalışmasına ve alıcı hükümetlerin harekete geçme yetkisine sahip olmamasına neden olmuştur.

2007 tarihli Tarımda Su Yönetiminin Kapsamlı Değerlendirmesi'nin yazarları, su kıtlığının bazı biçimlerinin nedenlerinden biri olarak zayıf yönetişimi göstermiştir. Su yönetişimi, su yönetimiyle ilgili kararların alındığı resmi ve gayri resmi süreçler bütünüdür. İyi bir su yönetişimi, öncelikle belirli bir fiziksel ve sosyoekonomik bağlamda hangi süreçlerin en iyi şekilde işlediğini bilmekle ilgilidir. Bazen gelişmiş dünyada işe yarayan 'planları' gelişmekte olan dünya konumlarına ve bağlamlarına uygulamaya çalışarak hatalar yapılmıştır. Mekong nehri buna bir örnektir; Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü'nün Mekong nehrine su sağlayan altı ülkedeki politikalar üzerine yaptığı bir inceleme, kapsamlı ve şeffaf fayda-maliyet analizlerinin ve çevresel etki değerlendirmelerinin nadiren yapıldığını ortaya koymuştur. Ayrıca Kamboçya'nın su kanunu taslağının olması gerekenden çok daha karmaşık olduğunu keşfettiler.

Dünya Su Değerlendirme Programı tarafından hazırlanan BM Dünya Su Kalkınma Raporu (WWDR, 2003), önümüzdeki 20 yıl içinde herkesin kullanabileceği su miktarının %30 oranında azalacağının tahmin edildiğini belirtmektedir. Dünya nüfusunun %40'ı şu anda asgari hijyen için yeterli tatlı suya sahip değildir. 2000 yılında 2.2 milyondan fazla insan su kaynaklı hastalıklar (kirli su tüketimine bağlı) veya kuraklık nedeniyle ölmüştür. 2004 yılında İngiliz yardım kuruluşu WaterAid, her 15 saniyede bir çocuğun kolayca önlenebilir suyla ilgili hastalıklardan öldüğünü bildirmiştir; bu genellikle kanalizasyon bertarafının olmaması anlamına gelmektedir.

Suyun korunmasıyla ilgilenen kuruluşlar arasında Uluslararası Su Birliği (IWA), WaterAid, Water 1st ve Amerikan Su Kaynakları Birliği bulunmaktadır. Uluslararası Su Yönetimi Enstitüsü, yoksulluğu azaltmak için etkili su yönetimini kullanmak amacıyla projeler yürütmektedir. Su ile ilgili sözleşmeler Birleşmiş Milletler Çölleşme ile Mücadele Sözleşmesi (UNCCD), Uluslararası Deniz Kirliliğini Önleme Sözleşmesi, Birleşmiş Milletler Deniz Hukuku Sözleşmesi ve Ramsar Sözleşmesidir. Dünya Su Günü 22 Mart'ta, Dünya Okyanuslar Günü ise 8 Haziran'da kutlanmaktadır.

Kültür alanında

Din

İnsanlar kutsal suda yıkanmak için Inda Abba Hadera kaynağına (Inda Sillasie, Etiyopya) geliyor

Su çoğu dinde arındırıcı olarak kabul edilir. Yıkanma ritüelini (abdest) içeren inançlar arasında Hıristiyanlık, Hinduizm, İslam, Yahudilik, Rastafari hareketi, Şinto, Taoizm ve Wicca yer almaktadır. Bir kişinin suya daldırılması (ya da batırılması ya da aşılanması) Hristiyanlığın (vaftiz olarak adlandırılır) temel bir ayinidir; aynı zamanda İslam (Ghusl), Yahudilik (mikvah) ve Sihizm (Amrit Sanskar) dahil olmak üzere diğer dinlerin uygulamalarının bir parçasıdır. Ayrıca, İslam ve Musevilik de dahil olmak üzere birçok dinde ölüler için saf suda ritüel banyo yapılır. İslam'da beş vakit namaz, su bulunmadığı sürece, çoğu durumda temiz su (abdest) kullanılarak vücudun belirli kısımları yıkandıktan sonra kılınabilir (bkz. Teyemmüm). Şinto'da su, bir kişiyi veya bir bölgeyi temizlemek için neredeyse tüm ritüellerde kullanılır (örneğin misogi ritüelinde).

Hristiyanlıkta kutsal su, bir rahip tarafından vaftiz amacıyla, kişilerin, yerlerin ve nesnelerin kutsanması için veya kötülükleri uzaklaştırmak için kutsanmış sudur.

Zerdüştlükte su (āb) yaşamın kaynağı olarak saygı görür.

Felsefe

Icosahedron as a part of Spinoza monument in Amsterdam.
Amsterdam'daki Spinoza anıtının bir parçası olarak ikosahedron.

Antik Yunan filozofu Empedokles suyu dört klasik elementten (ateş, toprak ve hava ile birlikte) biri olarak görmüş ve onu evrenin bir ylemi ya da temel maddesi olarak kabul etmiştir. Aristoteles'in bir astronom ve mühendis olarak tasvir ettiği Thales, sudan daha yoğun olan dünyanın sudan meydana geldiğini teorize etmiştir. Bir monist olan Thales, ayrıca her şeyin sudan yapıldığına inanıyordu. Platon, suyun şeklinin bir ikozahedron olduğuna inanıyordu - böylece küp şeklindeki dünyaya kıyasla neden kolayca aktığını açıklıyordu.

Dört bedensel hümör teorisi, suyu soğuk ve nemli olarak balgamla ilişkilendirmiştir. Klasik su elementi aynı zamanda geleneksel Çin felsefesindeki beş elementten biriydi (toprak, ateş, odun ve metal ile birlikte).

Bazı geleneksel ve popüler Asya felsefe sistemleri suyu bir rol-model olarak alır. James Legge'nin 1891 tarihli Dao De Jing çevirisinde şöyle denmektedir: "En yüksek mükemmellik su gibidir. Suyun mükemmelliği, her şeye fayda sağlamasında ve tüm insanların hoşlanmadığı alçak yeri (aksine) çabalamadan işgal etmesinde ortaya çıkar. Bu nedenle (onun yolu) Tao'ya yakındır" ve "Dünyada sudan daha yumuşak ve zayıf hiçbir şey yoktur ve yine de sağlam ve güçlü olan şeylere saldırmak için onun önüne geçebilecek hiçbir şey yoktur - çünkü değiştirilebileceği (bu kadar etkili) hiçbir şey yoktur." Guanzi "Shui di" 水地 bölümünde "insan sudur" diyerek ve farklı Çin bölgelerindeki insanların doğal niteliklerini yerel su kaynaklarının karakterine bağlayarak su sembolizmini daha da detaylandırır.

Folklor

"Yaşayan su" Cermen ve Slav halk masallarında ölüleri hayata döndürmenin bir yolu olarak yer alır. Grimm masalına ("Hayat Suyu") ve Rusların yaşayan su [ru] ve ölü su [ru] ikilemine dikkat ediniz). Gençlik Çeşmesi, yaşlanmayı önlediği iddia edilen büyülü sularla ilgili bir kavramı temsil etmektedir.

Sanat ve aktivizm

Ressam ve aktivist Fredericka Foster'ın küratörlüğünde New York'taki Aziz John Katedrali'nde düzenlenen Suyun Değeri sergisi, katedralin suya olan bağımlılığımızla ilgili bir yıl süren girişimini destekledi. Katedralde bugüne kadar gerçekleştirilen en büyük sergi olan bu sergide Jenny Holzer, Robert Longo, Mark Rothko, William Kentridge, April Gornik, Kiki Smith, Pat Steir, William Kentridge, Alice Dalton Brown, Teresita Fernandez ve Bill Viola'nın da aralarında bulunduğu kırktan fazla sanatçı yer aldı. Foster, suyu konu ya da araç olarak kullanan sanatçılardan oluşan ekolojik bir kolektif olan Think About Water'ı kurdu. Üyeleri arasında Basia Irland, Aviva Rahmani, Betsy Damon, Diane Burko, Leila Daw, Stacy Levy, Charlotte Coté, Meridel Rubenstein, Stacy Levy, Anna Macleod ve Aviva Rahmani bulunmaktadır.

Su ve sanitasyona erişimin BM tarafından bir insan hakkı olarak ilan edilmesinin 10. yıldönümü münasebetiyle, yardım kuruluşu WaterAid on görsel sanatçıyı temiz suyun insanların yaşamları üzerindeki etkisini göstermeleri için görevlendirdi.

Dihidrojen monoksit parodisi

Suyun teknik olarak doğru ancak nadiren kullanılan kimyasal adı olan dihidrojen monoksit, bilimsel cehaletle alay eden bir dizi şaka ve muziplikte kullanılmıştır. Bu, 1983 yılında Michigan, Durand'daki bir gazetede 1 Nisan Şaka Günü makalesinin yayınlanmasıyla başladı. Sahte hikaye, maddeyle ilgili güvenlik endişelerinden oluşuyordu.

Özgül ısı

Suyun Isınma (özgül) ısısı yüksektir. 1 gr suyun sıcaklığını 1 °C arttırmak için 1 kalori'lik enerji gereklidir. Bu özgül ısı, amonyak dışındaki tüm maddelerinkinden yüksektir. Böylece su sıcaklıklarda fazla artış olmadan daha fazla enerji depolayabilir ve böylece canlı sistemde sıcaklık ve metabolik olaylar daha kararlı olabilmektedir.

Buharlaşma

Suyun gizli buharlaşma ısısı yüksektir. 100 °C'de 1 g suyu 1 g su buharı hâline dönüştürmek için 539 kaloriye ihtiyaç vardır. Gizli buharlaşma ısısının yüksekliği canlı sisteminin izotermal olmasında en önemli katkıya sahiptir. Suyun gizli buharlaşma ısısı, H bağlarından dolayı yüksektir.

İnsan hayatındaki yeri

Yetişkin bir insan vücut ağırlığının %60-70'i (2/3'si) sudur. Bu oran yaşa, cinsiyete, kiloya bağlı olarak farklılık gösterir. Örneğin yeni doğan bebeklerin vücudundaki su oranı %75'tir. Hayatın ilk 5 gününde %70'e inen su oranı, sonradan yavaş yavaş azalarak bir yaşın sonunda yetişkindeki su oranına yaklaşır. Erkeklerdeki su oranı kadınlara, şişmanlar zayıflara oranla daha fazladır. Yaş ilerledikçe de vücut suyunda azalma görülür.

Su besinler ve içeceklerle de sindirim yoluyla vücuda alınır. Vücuda alınan su sindirim sisteminde emildikten sonra kana geçer. Kan dolaşımı ile vücuda dağılır ve kılcal damarlardan çıkarak doku sıvısını oluşturur. Hücre içinde bazı kimyasal reaksiyonlara katıldıktan sonra tekrar hücre dışına çıkar ve tekrar doku sıvısına dönüşür. Dokulardan kan dolaşımına katılır. Kan dolaşımı aracılığı ile böbreklere gelerek önemli bir kısmı idrar olarak vücut dışına atılır. Diğer bir kısmı ise deri, solunum ve sindirim sistemi vasıtasıyla kullanılıp vücuttan atılır.

Yetişkin bir insanın günlük su ihtiyacı 2500-2600 ml kadardır. Suyun vücuda alımı ve atılımı bir denge içinde oluşur. Vücutta normal sıvı hacminin korunması için günlük sıvı alımının günlük sıvı kaybına eşit olması gerekir. Bu denge bozulduğunda hastalıklar ortaya çıkar. Yemek yemeden aylarca yaşanabilir, ancak susuz sadece birkaç gün dayanılabilir. İnsan vücudunda su dengesini düzenleyen (regüle eden) merkezler ve sistemler mevcuttur.

  • Vücuda su alımı (Hidrasyon) : Vücuda besinlerle (1000nbsp;ml) ve içeceklerle (1200nbsp;ml) ağız yoluyla su alımına ekzojen su kazanımı denir. Bir de vücudumuzda hücre metabolizması esnasında meydana gelen kimyasal reaksiyonlar sonucu oksidasyon ürünü olarak 300nbsp;ml kadar su açığa çıkar. Vücutta bu şekilde su açığa çıkmasına endojen su kazanımı denir.
  • Vücuttan su kaybı (Dehidrasyon) : Vücuda alınan su, idrarla böbreklerden (1500nbsp;ml kadarı), solunum havasıyla akciğerlerden (500 ml kadarı), terleme yolu ile deriden (500nbsp;ml kadarı) ve gaita ile bağırsaklardan (100nbsp;ml kadarı) vücut dışına atılır.
  • %1: Susuzluk hissi, ısı düzeninin bozulması, performans azalması,
  • %3: Vücut ısı düzenin iyice bozulması, aşırı susuzluk hissi,
  • %4: Fiziksel performansın %20-30 düşmesi,
  • %5: Baş ağrısı, yorgunluk,
  • %6: Hâlsizlik, titreme,
  • %7: Fiziksel faaliyet sürerse bayılma,
  • %10: Bilinç kaybı,
  • %11: Vücut dirençsizliği, olası ölüm,
  • %12: %97 oranında ölüm,
  • %15: %100 ölüm.

Suyun vücuttaki görevleri

  • Hücrelerin ihtiyacı olan maddeleri hücreye taşımak,
  • Hücrelerin fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için gerekli olan katı maddelerin çözünmesini sağlamak,
  • Hücrelerde metabolik faaliyetler sonucu oluşan atık maddeleri boşaltım organlarına (böbrek, akciğer, deri, sindirim kanalı) taşıyarak vücut dışına atılımını sağlamak,
  • Vücut sıcaklığını dengede tutmak,
  • Kanın hacmini dengelemek,
  • Besinlerin sindirimine yardımcı olmak,
  • O2 aktarımını kolaylaştırır
  • Beyin, omurilik gibi bazı organları dış etkenlerden korumak, suyun görevleridir.