水的科学原理有哪些

1、水是极性的。水分子是极性的，氢上带部分正电荷，氧上带部分负电荷，整体结构呈弯曲状。这是因为氧的电负性（electronegative）较强，也就是说它比氢更善于吸引电子。

2、水是一种优良的溶剂。水具有独特的能力，可以溶解许多极性和离子性物质。这对所有的生物都很重要，因为当水在水循环中流动时，它会携带许多宝贵的营养物质。

3、水的热容量大。将一定量的水的温度提高一度需要很多能量，所以水有助于调节环境中的温度。例如，这一特性使池塘中的水温从白天到晚上都保持相对稳定，不管大气温度如何变化。

4、水具有很高的蒸发热。人类（以及其他出汗的动物）利用水的高蒸发热来降温。水在达到蒸发热条件时，会由液态转化为蒸汽。由于汗液主要是由水构成的，蒸发的水吸收了多余的体热，释放到大气中。这就是所谓的蒸发冷却（evaporative cooling）。

5、水具有内聚力和附着力。由于水分子之间能够形成氢键，因此具有很强的内聚力。内聚力是产生表面张力（surface tension）的原因，表面张力是指液体表面在受到张力或压力时抵抗破裂的趋势。水还具有粘附性，使其能够粘附在自身以外的物质上。

这些凝聚力和粘性对许多生命形式的流体运输至关重要。例如，它们使营养物质能够在反重力的作用下被输送到树顶。

6、水作为固体的密度比作为液体的密度小。当水结冰时，分子形成结晶结构，使分子之间的距离比液态水更远。这意味着冰的密度比液态水小，这就是为什么它能浮在水面。

这种特性是很重要的，因为它使池塘、湖泊和海洋不至于冻成固体，使生命在冰面下继续茁壮成长。

常见的错误和误区

水能溶解一切物质，因为它是 "万能溶剂"。水有能力溶解许多物质，但 "万能溶剂 "一词有误导性。水能够溶解其他极性分子和离子，如糖类和盐类。然而，像油类这样的非极性分子（nonpolar molecules）缺乏部分正电荷或部分负电荷，所以它们不会被水分子所吸引。这就是为什么像油类这样的非极性物质加入水后仍能保持分离的原因。

水的落差在重力作用下形成动能，从河流或水库等高位水源处向低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割磁力线产生交流电。

—而低处的水通过阳光照射，形成水蒸气，循环到地球各处，从而恢复高位水源的水分布。

水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。也有部分水能用于灌溉。