Les molécules d'eau sont attirées les unes vers les autres, créant ainsi des liaisons hydrogène. Ces liaisons très fortes déterminent à peu près toutes les propriétés physiques de l'eau ainsi que nombre de ses propriétés chimiques.
Ébullition et gel
Au niveau de la mer, l'eau pure bout à 100 °C et gèle à 0 °C. À de plus hautes altitudes (pressions atmosphériques moins élevées), le point d'ébullition de l'eau décroît. C'est la raison pour laquelle il faut plus de temps pour faire cuire un oeuf à la coque en hautes altitudes : la température n'augmente pas suffisamment pour bien cuire l'oeuf. Lorsqu'une substance est dissoute dans l'eau, le point de congélation baisse également. Voilà pourquoi nous répandons du sel dans les rues en hiver pour empêcher la formation d'une couche de glace.
Propriétés thermiques
Les différences de température entre les lacs et cours d'eau et l'air ambiant peuvent avoir divers effets. Par exemple, du brouillard ou de la brume se formera probablement à proximité d'un lac si celui-ci rafraîchit suffisamment l'air ambiant pour causer la saturation, entraînant ainsi la suspension de gouttelettes d'eau dans l'air.
Les différences de température entre les lacs et cours d'eau et l'air ambiant peuvent avoir une foule d'effets divers. Par exemple, du brouillard ou de la brume se formeront probablement à proximité d'un lac si celui-ci rafraîchit suffisamment l'air ambiant pour causer de la saturation, entraînant ainsi la suspension de gouttelettes d'eau dans l'air.
Les grandes masses d'eau comme les océans ou les Grands Lacs exercent une profonde influence sur le climat. Elles constituent les grands réservoirs et échangeurs de chaleur et la source de la majeure partie de l'humidité qui retombe sous forme de pluie ou de neige sur les terres avoisinantes.
Lorsque l'eau est plus froide que l'air, les précipitations et les vents diminuent et des bancs de brouillard se forment.
Tension superficielle
La tension superficielle est une mesure de la force du film de la surface de l'eau. Les molécules d'eau sont liées entre elles, créant un film très fort dont la tension est supérieure à celle de tout autre liquide, sauf le mercure.
La tension superficielle permet à l'eau d'adhérer à d'autres substances plus lourdes et plus denses qu'elle. Une aiguille d'acier pourra flotter si on la pose délicatement sur la surface de l'eau d'un verre. Certains insectes aquatiques comme les patineurs (ou araignées d'eau) dépendent de la tension superficielle pour se déplacer à la surface de l'eau.
La tension superficielle est essentielle au transfert de l'énergie éolienne à l'eau pour former les vagues. Celles-ci sont à leur tour nécessaires, car elles permettent la diffusion rapide de l'oxygène dans l'eau des lacs et des mers.
Molécules en mouvement
Les molécules d'eau adhèrent les unes aux autres et à de nombreuses autres substances, dont le verre, le coton, les plantes et les sols. C'est ce qu'on appelle le phénomène d'adhérence. Dans un mince tube de verre, par exemple, lorsque les molécules près du rebord se rapprochent des molécules de verre et y adhèrent, elles entraînent avec elles d'autres molécules d'eau. En retour, la surface de l'eau attire l'eau à un nouveau niveau jusqu'à ce que le mouvement descendant de la force de la gravité soit trop fort pour y résister. Ce processus a pour nom la diffusion capillaire.
L'eau imbibe facilement de nombreux tissus. C'est grâce à la diffusion capillaire qu'une serviette de papier ou une éponge peut essuyer de l'eau renversée. Sans cette propriété, les éléments nutritifs indispensables aux plantes et aux arbres demeureraient dans le sol.
