水

水

酸素、O   水素、H
名前
推奨されるIUPAC名 水
体系的なIUPAC名 オキシダン（一般的には使用されていない）[3]
その他の名前 酸化水素 水酸化水素（HH または HOH） ヒドロキシ酸 一酸化二水素（DHMO）（パロディ名[1]） 二酸化水素 水素酸 ヒドロオキシ酸 ヒドロキシ酸 ヒドロキソ酸 ハイドロル[2] μ-酸化二水素 κ 1 -ヒドロキシ水素(0) アクア 中性液体 二水素化酸素（誤りと思われる）
識別子
CAS番号	7732-18-5 Y
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
バイルシュタイン参考文献	3587155
チェビ	チェビ:15377 Y
チェムBL	番号: Y
ケムスパイダー	937 Y
ドラッグバンク	DB09145
ECHA 情報カード	100.028.902
EC番号	231-791-2
グメリン参照	117
ケッグ	C00001
パブケム CID	962
RTECS番号	ZC0110000
ユニ	059QF0KO0R Y
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ６０２６２９６
InChI InChI=1S/H2O/h1H2 Y キー: XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N Y
笑顔 お
プロパティ
化学式	H 2お
モル質量	18.01528(33) グラム/モル
外観	ほぼ無色または白色の結晶性固体、わずかに青みがかったほぼ無色の液体、無色の気体[4]
臭い	無臭
密度	液体（1気圧、VSMOW）： 0.999 842 83 (84) g/mLで0℃ [5] 0.999 974 95 (84) g/mLで3.983 035 (670) °C（最大密度の温度、多くの場合4 °C）[5] 0.997 047 02 (83) g/mLで25℃ [5] 0.961 887 91 (96) g/mLで95℃ [6] 固体： 0℃で0.9167 g/mL [7]
融点	0.00 °C (32.00 °F; 273.15 K) [b]
沸点	99.98 °C (211.96 °F; 373.13 K) [17] [b]
溶解度	ハロアルカン、脂肪族および芳香族炭化水素、エーテルには溶けにくい。[ 8] カルボキシレート、アルコール、ケトン、アミン には溶解性が向上する。メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、アセトン、グリセロール、1,4-ジオキサン、テトラヒドロフラン、スルホラン、アセトアルデヒド、ジメチルホルムアミド、ジメトキシエタン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリルとは混和する。 ジエチルエーテル、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、酢酸エチル、臭素とは部分的に混和する。
蒸気圧	3.1690キロパスカルまたは0.031276気圧（25℃）[9]
酸性度（p Ka）	13.995 [10] [11] [a]
塩基度(p K b )	13.995
共役酸	ヒドロニウムH 3 O + (pKa = 0)
共役塩基	水酸化物OH – (pK b = 0)
熱伝導率	0.6065 W/(m·K) [14]
屈折率( n D )	1.3330（20℃）[15]
粘度	0.890 mPa·s (0.890 cP ) [16]
構造
結晶構造	六角
点群	C 2v
分子の形状	曲がった
双極子モーメント	1.8546デー[18]
熱化学
熱容量 ( C )	75.385 ± 0.05 J/(mol・K) [17]
標準モル エントロピー ( S ⦵ 298 )	69.95 ± 0.03 J/(モル·K) [17]
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	−285.83 ± 0.04 kJ/モル[8] [17]
ギブスの自由エネルギー (Δ f G ⦵ )	−237.24 kJ/モル[8]
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険	溺死 雪崩（雪崩） 水中毒
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	0 0 0
引火点	不燃性
安全データシート（SDS）	安全データシート
関連化合物
その他の陰イオン	硫化水素 セレン化水素 テルル化水素 水素ポロニド 過酸化水素
関連溶剤	アセトン エタノール メタノール フッ化水素 アンモニア
補足データページ
水（データページ）
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 Y 確認する （何ですか  ？） YN インフォボックス参照

水は、化学式H ₂ Oの無機化合物です。透明で、無味、無臭、^[c]ほぼ無色の化学物質です。地球の水圏と、すべての既知の生物の体液（溶媒として機能します^[20] ）の主成分です。食料エネルギーや有機微量栄養素を提供しないにもかかわらず、すべての既知の生命体にとって不可欠です。その化学式H ₂ Oは、その分子のそれぞれが共有結合でつながった1つの酸素原子と2つの水素原子を含むことを示しています。水素原子は、104.45°の角度で酸素原子に結合しています。^[21]液体のH ₂ Oは、標準温度と圧力で「水」とも呼ばれます。

地球の環境は水の三重点に比較的近いため、地球上で水は固体、液体、気体として存在します。^[22]水は雨の形で降水し、霧の形でエアロゾルを形成します。雲は浮遊する水滴と固体状態の氷で構成されています。細かく分割されると、結晶氷は雪の形で沈殿することがあります。水の気体状態は水蒸気または水蒸気です。

水は地球の表面の約71％を覆っており、海と海洋が水の量の大部分（約96.5％）を占めています。^[23]少量の水は地下水（1.7％）、南極とグリーンランドの氷河と氷冠（1.7％）、そして水蒸気、雲（空気中に浮遊する氷と液体の水で構成）、降水（0.001％）として存在します。^{[24] [25]水は}蒸発、蒸散（蒸発散量）、凝縮、降水、流出の水循環を通じて絶えず移動し、通常は海に達します。

水は世界経済において重要な役割を果たしている。人間が使用する淡水の約70％は農業に使用されている。^[26]塩水および淡水域での漁業は、これまでも、そしてこれからも、世界の多くの地域で主要な食糧源であり、世界のタンパク質の6.5％を供給している。^[27]商品の長距離貿易（石油、天然ガス、工業製品など）の多くは、海、川、湖、運河を通る船で輸送されている。産業や家庭では、大量の水、氷、蒸気が冷暖房に使用されている。水は、鉱物や有機物を問わず、さまざまな物質の優れた溶媒であるため、工業プロセスや調理、洗濯に広く使用されている。水、氷、雪は、水泳、プレジャーボート、ボートレース、サーフィン、スポーツフィッシング、ダイビング、​​アイススケート、スノーボード、スキーなど、多くのスポーツやその他の娯楽でも中心的な役割を果たしている。

waterという語源は、古期英語 のwæter、ゲルマン祖語の * watar（古期サクソン語の watar、古期フリジア語の wetir、オランダ語の water、古期高ドイツ語の wazzar、ドイツ語の Wasser 、 vatn 、ゴート語の 𐍅𐌰𐍄𐍉（wato）の語源でもある）、印欧祖語の * wod-or（「水」を意味する語根* wed-の接尾辞形）から。^[28]また、印欧語の語源を通じて、ギリシア語のύδωρ（ýdor、古代ギリシア語のὕδωρ（hýdōr）から派生し、英語のhydro-が派生）、ロシア語のвода́（vodá）、アイルランド語のuisce、アルバニア語のujëとも同源である。

水 ( H ₂ O ) は極性無機化合物です。室温では無味無臭の液体で、ほぼ無色でわずかに青みがかっています。最も単純なカルコゲン化水素であり、これまでで最も研究されている化合物であり、他のどの液体よりも多くの物質を溶かす能力があるため、「万能溶媒」と呼ばれることもあります。 ^{[45] [46]}ただし、非極性物質を溶かす能力は低いです。^[47]これにより、水は「生命の溶媒」になります。 ^{[48]実際、自然界で見つかる水には、さまざまな溶解物質がほぼ常に含まれており、化学的に}純粋な水を得るには特別な手順が必要です。水は、通常の地球環境で固体、液体、気体として存在する唯一の一般的な物質です。^[49]

オキシダンとともに、水は化学化合物Hの2つの正式名称の1つである。
₂O ; ^[50] Hの液相でもある
₂O . ^[51]水の他の2つの一般的な物質の状態は、固体相である氷と、気体相である水蒸気または水蒸気です。熱を加えたり取り除いたりすると、凍結（水から氷）、融解（氷から水）、蒸発（水から蒸気）、凝縮（蒸気から水）、昇華（氷から蒸気）、沈着（蒸気から氷）の相転移が起こります。^[52]

水は、凍ると密度が低くなるという点で、ほとんどの液体と異なります。 ^[d] 1気圧では、3.98 °C (39.16 °F) で最大密度 999.972 kg/m ³ (62.4262 lb/cu ft) に達し、ほぼ 4 °C (39 °F) ではほぼ 1,000 kg/m ^{3 (62.43 lb/cu ft) になります。 [54] [55]}氷の密度は 917 kg/m ³ (57.25 lb/cu ft) で、9% 膨張します。^{[56] [57]}この膨張により、莫大な圧力がかかり、パイプが破裂したり、岩が割れたりすることがあります。^[58]

湖や海では、水温が4℃（39℉）になると水が底に沈み、表面に氷が形成されて液体の水の上に浮かぶ。この氷は下の水を断熱し、水が凍るのを防ぐ。この保護がなければ、湖に生息するほとんどの水生生物は冬の間に死滅するだろう。^[59]

水は反磁性体である。^[60]相互作用は弱いが、超伝導磁石を用いると顕著な相互作用を得ることができる。^[60]

1気圧（atm）の圧力では、氷は0℃（32℉）で溶け、水は凍り（凝固し）、水は100℃（212℉）で沸騰、つまり蒸気が凝縮します。しかし、沸点以下でも、水は蒸発によって表面で蒸気に変化します（液体全体の蒸発は沸騰として知られています）。昇華と沈着も表面で起こります。^[52]たとえば、霜は冷たい表面に沈着しますが、雪片はエアロゾル粒子または氷核に沈着して形成されます。^[61]凍結乾燥の過程では、食品を凍結してから低圧で保存し、表面の氷を昇華させます。^[62]

融点と沸点は圧力に依存します。圧力による融点の変化率の良い近似値は、クラウジウス-クラペイロンの関係式で与えられます。

$${\displaystyle {\frac {dT}{dP}}={\frac {T\left(v_{\text{L}}-v_{\text{S}}\right)}{L_{\text{f}}}}}$$

ここで、 とは液体と固体のモル容積、 は融解のモル潜熱です。ほとんどの物質では、融解が起こると体積が増加するため、融解温度は圧力とともに上昇します。しかし、氷は水よりも密度が低いため、融解温度は低下します。^[53]氷河では、十分な厚さの氷の下で圧力融解が起こり、氷河下湖が形成されます。^{[63] [64]}${\displaystyle v_{\text{L}}}$${\displaystyle v_{\text{S}}}$${\displaystyle L_{\text{f}}}$

クラウジウス-クラペイロンの関係は沸点にも当てはまりますが、液体から気体への転移では、気相の密度は液相よりもはるかに低いため、沸点は圧力とともに上昇します。^[65]深海や地中では、水は高温でも液体のままです。たとえば、イエローストーン国立公園の間欠泉であるオールドフェイスフルでは、温度が205℃（401℉）を超えます。^[66]熱水噴出孔では、温度が400℃（752℉）を超えることがあります。^[67]

海面では、水の沸点は100℃（212℉）である。気圧は高度とともに低下するため、沸点は274メートルごとに1℃低下する。高地での調理は海面よりも時間がかかる。例えば、標高1,524メートル（5,000フィート）では、望ましい結果を得るには調理時間を4分の1増やさなければならない。^[68]逆に、圧力鍋を使用すると、沸騰温度を上げて調理時間を短縮できる。^[69]真空中では、水は室温で沸騰する。^[70]

圧力/温度相図（図参照）には、固体と蒸気、蒸気と液体、液体と固体を分ける曲線がある。これらは三重点と呼ばれる一点で交わり、そこでは3つの相がすべて共存できる。三重点は、温度273.16 K（0.01 °C、32.02 °F）、圧力611.657 パスカル（0.00604 atm、0.0887 psi）であり、^[71]液体の水が存在できる最低圧力である。2019年まで、三重点はケルビン温度スケールを定義するために使用されていた。^{[72] [73]}

水/蒸気相曲線は、647.096 K (373.946 °C; 705.103 °F) および 22.064 メガパスカル (3,200.1 psi; 217.75 atm) で終了します。^{[74]これは}臨界点として知られています。高温高圧下では、液体相と蒸気相は超臨界流体と呼ばれる連続相を形成します。超臨界流体は、ガスのような密度と液体のような密度の間で徐々に圧縮または膨張することができ、その特性 (周囲の水とはまったく異なります) は密度に敏感です。たとえば、適切な圧力と温度では、ほとんどの有機化合物を含む非極性化合物と自由に混合できます。これにより、高温電気化学や、有機化合物を含む化学反応における環境に優しい溶媒または触媒など、さまざまな用途で役立ちます。地球のマントルでは、鉱物の形成、溶解、堆積中に溶媒として機能します。^{[75] [76]}

地球表面の氷の通常の形態は氷 I _hで、六方対称の結晶を形成する相である。立方結晶対称性の別の相である氷 I _cは、上層大気中に発生することがある。^[77]圧力が増加すると、氷は他の結晶構造を形成する。2024年現在、20が実験的に確認されており、さらにいくつかが理論的に予測されている。^[78] 18番目の氷の形態である氷 XVIII、面心立方超イオン氷相は、水滴が衝撃波にさらされ、水の圧力が数百万気圧に、温度が数千度に上昇し、水素原子が自由に流れる硬い酸素原子の構造が生じた際に発見された。^{[79] [80]}グラフェンの層に挟まれると、氷は正方格子を形成する。^[81]

液体の水の化学的性質の詳細はよくわかっていないが、その異常な挙動は2つの液体状態の存在によるものだという説もある。^{[55] [82] [83] [84]}

純水は通常無味無臭であると説明されますが、人間は口の中に水が存在することを感じることができる特別なセンサーを持っており、^{[85] [86]}カエルは水の匂いを嗅ぐことができることが知られています。^[87]しかし、通常の水源（ミネラルウォーターを含む）からの水には通常、さまざまな味と匂いを与える可能性のある多くの溶解物質が含まれています。人間や他の動物は、塩分が多すぎたり腐敗した水を避けるために、水の飲用適性を評価できる感覚を発達させてきました。^[88]

純水は、約600～800 nmの領域の光を吸収するため、青く見える。 ^[89]日光の下で、純白の背景に置かれたコップ一杯の水道水では、その色は簡単に観察できる。色の原因となる主な吸収帯は、O-H伸縮振動の倍音である。色の見かけの強度は、ビールの法則に従い、水柱の深さとともに増加する。これは、例えば、プールの白いタイルに反射した太陽光が光源である場合のプールにも当てはまる。

自然界では、浮遊物質や藻類の存在により、色が青から緑に変化することもあります。

産業界では、近赤外分光法は水溶液で使用されています。水の低倍音の強度が高いため、光路長の短いガラスキュベットを使用できるからです。水または水溶液の約3,500 cm ⁻¹ (2.85 μm) ^{[90]付近の基本的な伸縮吸収スペクトルを観察するには、約25 μmの光路長が必要です。また、キュベットは3500 cm −1}付近で透明で、水に溶けない必要があります。フッ化カルシウムは、水溶液のキュベットの窓によく使用される材料の1つです。

ラマン活性基本振動は、例えば 1 cm のサンプルセルで観察できます。

水生植物、藻類、その他の光合成生物は、太陽光が届くため、水深数百メートルまで生息できます。水深1,000メートル（3,300フィート）より深い海域には、実質的に太陽光は届きません。

液体の水の屈折率（20 °C（68 °F）で1.333）は、空気の屈折率（1.0）よりもはるかに高く、アルカンやエタノールの屈折率と同程度ですが、グリセロール（1.473）、ベンゼン（1.501）、二硫化炭素（1.627）、一般的なガラス（1.4～1.6）の屈折率よりも低くなっています。氷の屈折率（1.31）は、液体の水の屈折率よりも低くなっています。

水分子では、水素原子は酸素原子と 104.5° の角度を形成します。水素原子は、酸素を中心とする四面体の 2 つの頂点の近くにあります。他の 2 つの頂点には、結合に関与しない孤立電子対が^{あります。完全な四面体では、原子は 109.5° の角度を形成しますが、孤立電子対間の反発は水素原子間の反発よりも大きくなります。 [91] [92]} O–H 結合長は約 0.096 nm です。^[93]

他の物質は四面体分子構造を持ち、例えばメタン（CH
₄）と硫化水素（H
₂S）。しかし、酸素は他のほとんどの元素よりも電気陰性度が高いため、酸素原子は負の部分電荷を持ち、水素原子は部分的に正に帯電しています。曲がった構造と相まって、分子に電気双極子モーメントを与え、極性分子として分類されます。^[94]

水は優れた極性溶媒であり、多くの塩や糖類、エタノールなどの単純なアルコールなどの親水性有機分子を溶解します。また、酸素や二酸化炭素など多くのガスも溶解します。二酸化炭素は炭酸飲料、スパークリングワイン、ビールの発泡性物質です。さらに、タンパク質、DNA、多糖類など、生体内の多くの物質が水に溶解します。水とこれらの生体高分子のサブユニット間の相互作用により、タンパク質の折り畳み、DNAの塩基対形成、および生命にとって重要なその他の現象が形成されます（疎水効果）。

多くの有機物質（油脂やアルカンなど）は疎水性、つまり水に溶けません。多くの無機物質も不溶性であり、これにはほとんどの金属酸化物、硫化物、ケイ酸塩が含まれます。

極性があるため、液体または固体の水分子は隣接する分子と最大 4 つの水素結合を形成できます。水素結合は、ほとんどの液体で分子同士を引き付けるファンデルワールス力の約 10 倍の強さです。これが、水の融点と沸点が硫化水素などの他の類似化合物よりもはるかに高い理由です。また、水の比熱容量(約 4.2 J /(g·K))、融解熱(約 333 J/g)、気化熱( 2257 J/g )、熱伝導率(0.561 ～ 0.679 W/(m·K)) が並外れて高いことも説明できます。これらの特性により、水は熱を蓄え、海洋と大気の間で熱を輸送することで、地球の気候をより効果的に緩和できます。水の水素結合は約 23 kJ/mol です (共有結合の OH 結合は 492 kJ/mol)。このうち90％は静電気によるものと推定され、残りの10％は部分的に共有結合によるものである。^[95]

これらの結合は、水の高い表面張力^[96]と毛細管力の原因です。毛細管現象とは、水が重力に逆らって狭い管を上って行く傾向を指します。この特性は、樹木などのすべての維管束植物に利用されています。 ^[要出典]

水は水酸化水素の弱い溶液であり、平衡状態2Hが存在する。
₂O ⇌ H
₃お⁺
+ああ⁻
得られたヒドロニウムイオンと水酸化物イオン の溶媒和と組み合わせる。

純水の電気伝導率は低いですが、食塩などのイオン性物質を少量溶解すると電気伝導率は増加します。

液体の水は、電流を流すことで水素と酸素の元素に分解することができます。このプロセスは電気分解と呼ばれます。分解には、逆のプロセスで放出される熱よりも多くのエネルギー入力が必要です（285.8 kJ/ mol、または15.9 MJ/kg）。^[98]

液体の水は、ほとんどの用途において非圧縮性であると想定できます。その圧縮率は4.4から通常の状態では5.1 × 10 ⁻¹⁰  Pa ^{−1です。 [99]}圧力が400気圧の深さ4kmの海でも、水の体積はわずか1.8%しか減少しません。^[100]

水の粘度は20℃（68℉）で約10−3Pa・sまたは0.01ポアズであり^、液体の水中での音速は温度に応じて毎秒1,400〜1,540メートル（毎秒4,600〜5,100フィート）の範囲です。音は水中ではほとんど減衰することなく長距離を伝わります。特に低周波（1kHzで約0.03dB/km）では減衰が小さく、この特性はクジラ目や人間によるコミュニケーションや環境センシング（ソナー）に利用されています。^[101]

水素よりも電気陽性の金属元素、特にリチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、セシウムなどのアルカリ金属とアルカリ土類金属は、水から水素を置換し、水酸化物を形成して水素を放出します。高温では、炭素は水蒸気と反応して一酸化炭素と水素を形成します。^[要出典]

水文学は、地球全体の水の動き、分布、および水質を研究する学問です。水の分布を研究するのが水文学です。地下水の分布と動きを研究するのが水文地質学、氷河を研究するのが氷河学、内水面を研究するのが陸水学、海洋の分布を研究するのが海洋学です。水文学を伴う生態学的プロセスは、生態水文学の焦点です。

惑星の表面上、表面下、表面上にある水の総量は水圏と呼ばれます。地球の水量（世界の水の総供給量）はおよそ13億8600万立方キロメートル（3億3300万立方マイル）です。^[24]

液体の水は、海洋、湖、川、小川、運河、池、水たまりなどの水域に存在します。地球上の水の大部分は海水です。水は、固体、液体、蒸気の状態で大気中にも存在します。また、帯水層に地下水として存在します。

水は多くの地質学的プロセスにおいて重要です。地下水はほとんどの岩石に存在し、この地下水の圧力は断層のパターンに影響を及ぼします。マントル内の水は、沈み込み帯で火山を形成する溶融物の原因です。地球の表面では、水は化学的風化プロセスと物理的風化プロセスの両方で重要です。水、およびそれほどではないが依然として重要な程度に氷は、地球の表面で発生する大量の堆積物の輸送にも関与しています。輸送された堆積物の堆積は、地球の歴史の地質学的記録を構成する多くの種類の堆積岩を形成します。

水循環（科学的には水循環として知られています）は、水圏内の大気、土壌水、表層水、地下水、植物 の間での継続的な水の交換です。

水は、以下の移動プロセスで構成される 水循環の中で、これらの各領域を絶えず移動します。

• 海やその他の水域から空気中への蒸発と、陸上の植物や動物から空気中への蒸散です。
• 降水は、空気中の水蒸気が凝縮して地面または海に落ちることによって起こります。
• 陸地からの流出水は通常海に到達します。

大部分が海中にある水蒸気は海に戻りますが、風は海への流出と同じ割合で水蒸気を陸地に運び、年間約 47  Ttになります。また、陸地で起こる蒸発と蒸散も年間 72 Tt 寄与しています。陸上での年間 119 Tt の割合で降水量は、雨、雪、雹が最も一般的で、霧と露も多少寄与しています。^[102]露は、高密度の水蒸気が冷たい地表に出会ったときに凝結する小さな水滴です。露は通常、気温が最も低い朝、日の出直前、および地表温度が上昇し始めるときに形成されます。^[103]空気中の凝結水は太陽光を屈折させて 虹を作り出すこともあります。

水の流出は、多くの場合、河川に流れ込む流域に集まります。浸食によって、流出水は環境を形成し、川の谷やデルタを形成し、人口密集地の設立に適した肥沃な土壌と平地を提供します。洪水は、河川が堤防を越えたり、高潮が発生したりして、通常、低地の土地が水で覆われると発生します。一方、干ばつは、ある地域で水供給が不足する期間が数か月から数年にわたって続くことです。これは、地形または緯度による位置のいずれかが原因で、ある地域の降水量が一貫して平均を下回る場合に発生します。

水資源とは、飲料水や灌漑用水などの水源として、人間にとって潜在的に有用な天然の水資源のことである^[104]。水は「ストック」と「フロー」の両方の形で存在する。水は湖、水蒸気、地下水または帯水層、氷や雪として蓄えられる。世界の淡水の総量のうち、推定69％は氷河と万年雪に蓄えられ、30％は地下水に、残りの1％は湖、川、大気、生物に蓄えられている。^[105]水が貯蔵されている期間は非常に多様である。一部の帯水層は数千年にわたって蓄えられた水で構成されているが、湖の容積は季節によって変動し、乾期には減少し、雨期には増加する。一部の地域では、水供給のかなりの部分がストックに蓄えられた水から抽出された水で構成されており、取水量が補充量を超えるとストックが減少する。ある推計によれば、灌漑に使用される水の総量の30％は持続不可能な地下水の汲み上げによるもので、地下水の枯渇を引き起こしている。^[106]

海水には平均約 3.5% の塩化ナトリウムが含まれており、さらに少量の他の物質も含まれています。海水の物理的特性は、いくつかの重要な点で淡水とは異なります。海水は、より低い温度 (約 -1.9 °C (28.6 °F)) で凍結し、密度は氷点以上の温度で最大密度に達するのではなく、氷点に向かって温度が下がるにつれて増加します。主要な海の水の塩分濃度は、バルト海の約 0.7% から紅海の 4.0% まで変化します。( 30% から 40% の非常に高い塩分濃度で知られる死海は、実際には塩湖です。)

潮汐は、月と太陽の潮汐力が海洋に作用することで生じる、局所的な海面の周期的な上昇と下降です。潮汐は海洋と河口の水域の深さに変化をもたらし、潮流と呼ばれる振動流を生み出します。特定の場所で生じる潮汐の変化は、地球に対する月と太陽の位置の変化、地球の自転の影響、および局所的な水深の地形によって生じます。満潮時に水没し、干潮時に露出する海岸の帯、つまり潮間帯は、海洋の潮汐が生み出す重要な生態学的産物です。

生物学的観点から見ると、水は生命の増殖に不可欠な多くの独特な特性を持っています。水は、有機化合物が最終的に複製を可能にするような反応を起こすことでこの役割を果たします。既知のすべての生命体は水に依存しています。水は、体内の多くの溶質を溶かす溶媒として、また体内の多くの代謝プロセスの不可欠な部分として不可欠です。代謝は同化作用と異化作用の総体です。同化作用では、水は分子から除去され（酵素化学反応を必要とするエネルギーを介して）、より大きな分子（燃料や情報の貯蔵のためのデンプン、トリグリセリド、タンパク質など）に成長します。異化作用では、水は結合を切断してより小さな分子（エネルギー使用やその他の目的の燃料として使用されるグルコース、脂肪酸、アミノ酸など）を生成するために使用されます。水がなければ、これらの特定の代謝プロセスは存在できません。

水は光合成と呼吸の両方に欠かせないものである。光合成細胞は太陽のエネルギーを利用して水の水素を酸素から分離する。^[107]太陽光の存在下では、水素はCO
₂（空気や水から吸収された）グルコースを形成し、酸素を放出する。^[108]すべての生物細胞はそのような燃料を使用し、水素と炭素を酸化して太陽エネルギーを捕捉し、水とCOを再形成する。
₂その過程（細胞呼吸）で。

水は酸塩基中性や酵素機能にも重要な役割を果たします。酸、水素イオン（H⁺
、すなわちプロトン供与体であるイオンは、塩基、水酸化物イオン（OH⁻
）が水を形成します。水は理想的な状態では中性であると考えられており、pH（水素イオン濃度の負の対数）は 7 です。酸のpH 値は 7 未満で、塩基のpH値は 7 を超えます。

地球の表層水は生命で満ちている。最も古い生命体は水中に出現した。ほぼすべての魚は水中でのみ生息し、イルカやクジラなど多くの種類の海洋哺乳類が存在する。両生類など一部の動物は、一生の一部を水中で過ごし、残りの部分を陸上で過ごす。ケルプや藻類などの植物は水中で成長し、一部の水中生態系の基礎となっている。プランクトンは一般に海洋食物連鎖の基礎となっている。

水生脊椎動物は生きるために酸素を得る必要があり、様々な方法でそれを行っています。魚類は肺の代わりに鰓を持っていますが、肺魚など一部の魚種は両方を持っています。イルカ、クジラ、カワウソ、アザラシなどの海洋哺乳類は、定期的に水面に浮上して空気呼吸する必要があります。両生類の中には、皮膚から酸素を吸収できるものもあります。無脊椎動物は、酸素の少ない水で生き残るために、呼吸管（昆虫と軟体動物の呼吸管を参照）や鰓（Carcinus）など、さまざまな変化を見せます。しかし、無脊椎動物は水生生息地で進化したため、そのほとんどは水中での呼吸にほとんど、または全く特化していません。

歴史的に、文明は河川や主要水路の周囲で栄えてきた。文明発祥の地の一つであるメソポタミアは、チグリス川とユーフラテス川という大河の間に位置し、古代エジプト社会はナイル川に全面的に依存していた。初期のインダス文明（紀元前 3300年頃 ～紀元前 1300年頃）は、ヒマラヤ山脈から流れ出るインダス川と支流に沿って発展した。ローマもイタリアのテヴェレ川のほとりに築かれた。ロッテルダム、ロンドン、モントリオール、パリ、ニューヨーク、ブエノスアイレス、上海、東京、シカゴ、香港などの大都市が成功したのは、水路によるアクセスのしやすさと、それに伴う貿易の拡大によるところが大きい。シンガポールのように安全な港がある島々も、同じ理由で繁栄してきた。水がさらに不足している北アフリカや中東などの地域では、清潔な飲料水へのアクセスは、過去も現在も人類の発展における主要な要因です。

人間の消費に適した水は飲料水または飲用水と呼ばれます。飲用できない水は、ろ過や蒸留、またはその他のさまざまな方法によって飲用可能になります。6億6000万人以上の人々が安全な飲料水を利用できません。^{[109] [110]}

飲用には適さないが、水泳や入浴に使用しても人体に害のない水は、飲用水以外のさまざまな名前で呼ばれ、安全水、または「入浴に安全」と呼ばれることもあります。塩素は皮膚と粘膜を刺激する物質で、入浴や飲用に安全な水にするために使用されます。塩素の使用は高度な技術を要し、通常は政府の規制によって監視されています (通常、飲料水の場合は 1 ppm、入浴用水の場合は不純物と反応していない塩素 1～2 ppm)。入浴用の水は、塩素やオゾンなどの化学消毒剤を使用するか、紫外線を使用することで、微生物学的に良好な状態に維持できます。

水の再生は、廃水（一般的には下水、都市廃水とも呼ばれる）を他の目的で再利用できる水に変換するプロセスです。水不足の国に住む人は23億人おり、これは一人当たり年間1,700立方メートル（60,000立方フィート）未満の水しか得られないことを意味します。毎年、世界中で3800億立方メートル（13 × 10 ¹² 立方フィート）の都市廃水が生成されています。^{[111] [112] [113]}^

淡水は再生可能な資源であり、自然の水循環によって循環しているが、その利用をめぐる圧力は、空間的および時間的に自然に不均等な分布、農業および産業による経済的需要の増大、人口増加によって生じている。現在、世界中で約10億人が安全で手頃な価格の水にアクセスできない。2000年に国連は、安全な水と衛生設備を利用できない世界中の人々の割合を2015年までに半減するというミレニアム開発目標を設定した。この目標に向けた進捗は不均一であり、2015年に国連は、2030年までに安全で手頃な価格の水と衛生設備への普遍的なアクセスを達成するという持続可能な開発目標を約束した。水質の悪さと衛生状態の悪さは致命的であり、水に関連する病気で年間約500万人が死亡している。世界保健機関は、安全な水があれば、毎年140万人の子供の下痢による死亡を防ぐことができると推定している。 ^[114]

発展途上国では、すべての自治体排水の90％が未処理のまま地元の川や小川に流れ込んでいます。^[115]世界の人口の約3分の1を占める約50か国が中程度または高度の水不足に悩まされており、そのうち17か国では、自然の水循環によって補充される量よりも多くの水を毎年汲み上げています。^[116]この負担は、川や湖などの表層の淡水域に影響を及ぼすだけでなく、地下水資源の劣化も引き起こします。

人間による水の最も大きな用途は農業であり、灌漑農業もその1つで、人間の総水消費量の80～90％を占めている。^[118]米国では、使用のために汲み上げられる淡水の42％が灌漑用であるが、「消費される」（使用され、環境に戻されない）水の大部分は農業に使われている。^[119]

淡水へのアクセスは、特に集水、浄化、配水、廃水除去のための高度な水道システムを構築した先進国では、しばしば当然のことと考えられています。しかし、経済、人口、気候の圧力の高まりにより、水問題に対する懸念が高まり、固定水資源をめぐる競争が激化し、ピークウォーターの概念が生まれました。^[120]人口と経済が成長し続け、水を大量に消費する肉の消費が拡大し、バイオ燃料や水を大量に消費する新しい産業に対する需要が高まるにつれて、新しい水問題が発生する可能性があります。^[121]

2007年、スリランカの国際水管理研究所が農業における水管理の評価を実施し、増加する人口に食糧を供給するのに十分な水が世界にはあるかを確認した。 ^{[122]この評価では、世界規模で農業用水の現在の利用可能性を評価し、}水不足に悩む場所を地図上に示しました。その結果、世界の人口の5分の1にあたる12億人以上が、すべての需要を満たすのに十分な水がない物理的な水不足地域に住んでいることがわかりました。さらに16億人が、水への投資不足や人的能力不足により、当局が水の需要を満たすことができない経済的な水不足地域に住んでいます。この報告書では、将来必要な食糧を生産することは可能だが、今日の食糧生産と環境の傾向が続くと、世界の多くの地域で危機につながると結論付けられました。世界的な水危機を回避するには、農家は生産性を高めて食糧需要の増加に対応し、産業と都市は水をより効率的に使用する方法を見つけなければなりません。^[123]

水不足は、水を大量に消費する製品の生産によっても引き起こされる。例えば、綿花の場合、1kgの綿花（ジーンズ1本分）を生産するには10.9立方メートル（380立方フィート）の水が必要である。綿花は世界の水使用量の2.4％を占めるが、その水は既に水不足の危機にある地域で消費されている。重大な環境被害も引き起こされている。例えば、旧ソ連が綿花生産のためにアムダリア川とシルダリア川から水を転用したことが、アラル海の消失の大きな原因となった。^[124]

• 
  食品1トンあたりの水必要量
• 地下点滴灌漑における水配分
• 
  畑作物の灌漑

1795年4月7日、フランスでグラムは「100分の1メートルの立方体に等しい体積の純水の絶対重量で、氷が溶ける温度」と定義されました。^[125]しかし、実用上は、1000倍の質量を持つ金属の標準質量、キログラムが必要でした。そこで、1リットルの水の質量を正確に測定する作業が委託されました。 定められたグラムの定義では、再現性の高い温度である0℃（32℉）の水が指定されていたにもかかわらず、科学者たちは標準質量を再定義し、当時測定されていた最高水密度の温度である4℃（39℉）で測定を行うことを選択しました。 ^[126]

SIシステムのケルビン温度スケールは、正確に 273.16 K (0.01 °C、32.02 °F) と定義された水の三重点に基づいていましたが、2019 年 5 月現在、代わりにボルツマン定数に基づいています。このスケールは、元々水の沸点(100 °C (212 °F) に設定) と融点(0 °C (32 °F) に設定) に従って定義された摂氏温度スケールと同じ増分を持つ絶対温度スケールです。

天然水は主に水素 1 と酸素 16 の同位体で構成されていますが、少量のより重い同位体である酸素 18、酸素 17、水素 2 (重水素) も含まれています。より重い同位体の割合は非常に小さいですが、それでも水の特性に影響を与えます。川や湖の水には、海水よりも重い同位体が少ない傾向があります。そのため、標準水はウィーン標準平均海洋水の仕様で定義されています。

人間の体は、体の大きさに応じて、55%から78%の水分を含んでいます。^{[127] [ユーザー生成ソース? ]体が正常に機能するためには、}脱水症状を避けるために、1日あたり1〜7リットル（0.22〜1.54インペリアルガロン、0.26〜1.85米ガロン）^[要出典]の水が必要です。正確な量は、活動レベル、温度、湿度、その他の要因によって異なります。そのほとんどは、水を直接飲む以外の食品や飲料から摂取されます。健康な人がどれだけの水分摂取量を必要とするかは明らかではありませんが、英国栄養士協会は、適切な水分補給を維持するために、1日あたり合計2.5リットルの水分を摂取することが最低限必要であり、これには飲料から直接摂取する1.8リットル（6〜7杯）が含まれるとアドバイスしています。^[128]医学文献では、運動や暖かい天候による水分損失による余分な必要量を除いた、平均的な男性の場合の通常1リットルの水の消費量が支持されています。^[129]

健康な腎臓は1時間あたり0.8～1リットルの水を排泄できるが、運動などのストレスによりこの量が減少する。運動中は必要以上に多くの水を飲むことがあり、水中毒（水分過剰）のリスクがあり、致命的となることもある。^{[130] [131]}「人は1日に8杯の水を飲むべき」というよく知られた主張には、科学的根拠がないようだ。^[132]研究では、特に食事時に500ミリリットル（18インペリアルオンス、17米液量オンス）までの余分な水分摂取が減量につながることがわかっている。^{[133] [134] [135] [136] [137] [138]}十分な水分摂取は便秘の予防に役立つ。^[139]

1945年に米国国立研究評議会の食品栄養委員会が行った水分摂取に関する最初の勧告では、「様々な人々に対する通常の基準は、食品1カロリーにつき1ミリリットルである。この量のほとんどは調理済み食品に含まれている」と述べられている。^[140]米国国立研究評議会による最新の食事摂取基準報告書では、米国の調査データ（食品源を含む）から得た水分摂取量の中央値に基づき、男性は3.7リットル（0.81英ガロン、0.98米ガロン）、女性は2.7リットル（0.59英ガロン、0.71米ガロン）の水分摂取を推奨しており、調査では食品に含まれる水分が水分摂取量の約19％を占めていたと指摘している。^[141]

特に、妊娠中および授乳中の女性は、水分補給のために追加の水分が必要です。米国医学研究所は、平均して男性は3リットル（0.66 imp gal; 0.79 US gal）、女性は2.2リットル（0.48 imp gal; 0.58 US gal）の水分を摂取することを推奨しています。授乳中は特に大量の水分が失われるため、妊娠中の女性は2.4リットル（0.53 imp gal; 0.63 US gal）に、授乳中の女性は3リットル（12カップ）の水分を摂取する必要があります。^[142]また、通常、水分摂取量の約20％は食物から、残りは飲料水と飲料（カフェイン入りを含む）から摂取されることも注目に値します。水分は、尿や便、発汗、呼吸中の水蒸気の呼気など、さまざまな形で体外に排出されます。身体活動や熱への曝露により水分損失が増加し、毎日の水分必要量も増加する可能性があります。

人間は不純物の少ない水を必要とします。一般的な不純物には、銅、鉄、カルシウム、鉛などの金属塩や酸化物、^{[143] [全文引用が必要] 、}ビブリオなどの有害な細菌などがあります。味覚を良くしたり、必要な電解質を供給したりするために、いくつかの溶質は許容され、望ましいものでもあります。^[144]

飲料水として適した最大の淡水資源（水量ベース）はシベリアのバイカル湖である。^[145]

水は化学反応において溶媒や反応物として広く使われていますが、溶質や触媒として使われることはあまりありません。無機反応では、水は一般的な溶媒であり、多くのイオン性化合物のほか、アンモニアや水に近縁の化合物などの極性化合物も溶解します。有機反応では、水は反応物をよく溶解せず、両性（酸性と塩基性）かつ求核性であるため、反応溶媒として通常は使用されません。ただし、これらの特性が望ましい場合もあります。また、水によるディールス・アルダー反応の加速も観察されています。超臨界水は最近研究対象となっています。酸素飽和の超臨界水は有機汚染物質を効率的に燃焼させます。

水と蒸気は、入手しやすく熱容量が大きいため、冷房と暖房の両方で熱交換によく使われる流体です。湖や海から冷たい水が自然に手に入ることもあります。水の蒸発と凝縮による熱輸送は、蒸発潜熱が大きいため特に効果的です。欠点は、鉄鋼や銅などの産業でよく見られる金属が、未処理の水や蒸気によって酸化されやすいことです。ほとんどすべての火力発電所では、水が作動流体（ボイラー、蒸気タービン、凝縮器間の閉ループで使用）および冷却剤（廃熱を水域に交換するか、冷却塔で蒸発させて熱を持ち去るために使用）として使用されています。米国では、発電所の冷却が水の最大の用途です。^[152]

原子力産業では、水は中性子減速材としても使用されます。ほとんどの原子炉では、水は冷却材と減速材の両方として機能します。原子炉から水を除去すると核反応も遅くなるため、これは一種の受動的な安全対策となります。ただし、反応を止めるには他の方法が好まれ、十分な冷却を確保するために原子炉の炉心を水で覆ったままにしておくことが好まれます。

水は気化熱が高く、比較的不活性であるため、消火液として適しています。水の蒸発により、火から熱が奪われます。油や有機溶剤による火災では、多くの有機物が水に浮くため、水は燃えている液体を広げる傾向があるため、水を使用することは危険です。

消火活動で水を使用する場合は、密閉された空間で非常に高温の火災に水を使用した場合に発生する可能性のある水蒸気爆発の危険性と、水と反応する物質（特定の金属や石炭、木炭、コークス黒鉛などの高温炭素など）が水を分解して水性ガスを生成するときに発生する水素爆発の危険性も考慮する必要があります。

このような爆発の威力はチェルノブイリ原発事故でも確認されているが、この事故で使用された水は消火活動からではなく、原子炉自体の水冷却システムからのものだった。炉心の極度の過熱により水が蒸気に変化し、水蒸気爆発が発生した。水素爆発は、蒸気と高温のジルコニウムの反応により発生した可能性がある。

一部の金属酸化物、特にアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物は、水と反応して非常に高い熱を発生するため、火災の危険が生じる可能性があります。アルカリ土類酸化物である生石灰は、酸化カルシウムとも呼ばれ、大量生産される物質で、紙袋に入れて輸送されることがよくあります。紙袋が水に浸かると、内容物が水と反応して発火する可能性があります。^[153]

人間は、運動やスポーツだけでなく、多くのレクリエーション目的で水を使用しています。これらの中には、水泳、水上スキー、ボート、サーフィン、ダイビングなどがあります。さらに、アイスホッケーやアイススケートなどのスポーツは氷上で行われます。湖畔、ビーチ、ウォーターパークは、リラックスしたりレクリエーションを楽しんだりするのに人気の場所です。多くの人は、流れる水の音や見た目に心を落ち着かせ、噴水やその他の流水構造物は人気の装飾です。観賞用、娯楽用、仲間として、水槽や池で魚やその他の動植物を飼っている人もいます。人間はまた、スキー、ソリ滑り、スノーモービル、スノーボードなどの雪上スポーツにも水を使用します。これらのスポーツでは、水が氷または結晶化した雪として低温である必要があります。

水道業界は、家庭や産業に飲料水と廃水処理（下水処理を含む）を提供しています。給水施設には、井戸、雨水貯留用の貯水槽、給水網、浄水施設、貯水タンク、給水塔、古い導水管を含む水道管などがあります。大気水生成装置が開発中です。

飲料水は、多くの場合、泉で集められたり、地中に掘った人工のボーリング（井戸）から汲み上げられたり、湖や川から汲み上げられたりします。したがって、帯水層が十分な水量を供給できると仮定すると、適切な場所にさらに多くの井戸を建設することは、より多くの水を生産する方法の 1 つです。その他の水源には、雨水の収集があります。人が消費するためには、水を浄化する必要がある場合があります。これには、不溶解物質、溶解物質、および有害な微生物の除去が含まれる場合があります。一般的な方法は、不溶解物質のみを除去する砂ろ過であり、塩素処理と煮沸は有害な微生物を殺します。蒸留は3 つの機能をすべて実行します。逆浸透などのより高度な技術もあります。豊富な海水の淡水化は、沿岸の乾燥気候で使用されるより高価な解決策です。

飲料水の配給は、自治体の水道システム、給水車による配達、またはボトル入りの水として行われます。多くの国の政府は、困っている人々に無料で水を配給するプログラムを実施しています。

飲料水を人間の消費のみに使用して使用量を減らすことも別の選択肢です。香港などの一部の都市では、淡水資源を節約するために、市全体のトイレの水洗に海水が広く使用されています。

水を汚染することは、水の最大の誤用であるかもしれない。汚染物質が水の他の用途を制限する限り、汚染者への利益に関係なく、それは資源の無駄遣いとなる。他の種類の汚染と同様に、これは市場コストの標準的な計算には入らず、市場では説明できない外部性として考えられている。したがって、他の人々が水質汚染の代償を払う一方で、民間企業の利益はこの汚染の被害者である地元住民に再分配されない。人間が消費した医薬品はしばしば水路に流れ込み、生体蓄積したり生分解されなかったりすると、水生生物に有害な影響を及ぼす可能性がある。

都市および産業の廃水は、通常、廃水処理場で処理されます。汚染された表面流出の緩和は、さまざまな予防および処理技術を通じて対処されます。

多くの工業プロセスは、水に溶解した化学物質を使用した反応、水スラリー中の固体の懸濁、または水を使用して物質を溶解および抽出したり、製品やプロセス機器を洗浄したりすることに依存しています。鉱業、化学パルプ製造、パルプ漂白、製紙、繊維製造、染色、印刷、発電所の冷却などのプロセスでは大量の水が使用され、専用の水源が必要となり、しばしば重大な水質汚染を引き起こします。

水は発電に使用されます。水力発電は、水力から得られる電気です。水力発電は、発電機に接続された水車を水で動かすことで発生します。水力発電は、低コストで汚染のない再生可能なエネルギー源です。エネルギーは水の動きによって供給されます。通常、川にダムが建設され、その背後に人工湖が作られます。湖から流れ出る水はタービンを通り、発電機を回転させます。

加圧水は、ウォーターブラストやウォータージェットカッターに使用されます。高圧ウォーターガンは精密切断に使用されます。非常によく機能し、比較的安全で、環境に害を与えません。また、機械の冷却に使用され、過熱を防止したり、鋸刃の過熱を防止したりします。

水は化学溶剤として使用されるほか、蒸気タービンや熱交換器など、多くの工業プロセスや機械にも使用されています。工業用途から未処理の水を排出すると汚染となります。汚染には、排出された溶質（化学汚染）と排出された冷却水（熱汚染）が含まれます。産業界では多くの用途に純水が必要であり、給水と排水の両方でさまざまな浄化技術が使用されています。

煮る、蒸す、煮込むなどの調理法は、食品を水や蒸気に浸すことが多い人気の調理法です。^[154]水は食器洗いにも使われます。水は食品科学の分野でも重要な役割を果たしています。

水に含まれる塩や糖などの溶質は、水の物理的性質に影響を与えます。水の沸点と凝固点は溶質だけでなく気圧にも影響され、気圧は高度の影響を受けます。標高が高いほど気圧が低くなるため、水はより低い温度で沸騰します。水1kgあたり1モルのショ糖（砂糖）は水の沸点を0.51℃（0.918℉）上昇させ、1モルの塩は水の沸点を1.02℃（1.836℉）上昇させます。同様に、溶解粒子の数が増えると水の凝固点は下がります。^[155]

水中の溶質は水分活性にも影響を与え、多くの化学反応や食品中の微生物の増殖に影響を及ぼします。^[156]水分活性は、溶液中の水の蒸気圧と純水の蒸気圧の比として説明できます。^[155]水中の溶質は水分活性を低下させます。ほとんどの細菌の増殖は水分活性が低いレベルで停止するため、これは知っておくことが重要です。^[156]微生物の増殖は食品の安全性だけでなく、食品の保存や賞味期限にも影響します。

水の硬度も食品加工において重要な要素であり、化学イオン交換システムを使用して変更または処理することができます。これは、衛生面でも役割を果たすだけでなく、製品の品質に劇的な影響を与える可能性があります。水の硬度は、水に含まれる炭酸カルシウムの濃度に基づいて分類されます。100 mg/L未満（英国）^[157]または60 mg/L未満（米国）の水は軟水に分類されます。^[158]

ウォーターフットプリント組織が2010年に発表した報告書によると、牛肉1キログラムを生産するには1万5千リットル（3.3 ^{×103英ガロン、4.0×103}米ガロン^） の水が必要である 。しかし、著者らは、これは世界平均であり、牛肉生産に使用される水の量は状況要因によって決まることも明らかにしている。^[159]^^

注射用水は世界保健機関の必須医薬品リストに載っている。^[160]

宇宙の水の多くは星形成の副産物として生成されます。星の形成には、ガスと塵の強い外向きの風が伴います。この物質の流出が最終的に周囲のガスに衝突すると、発生した衝撃波がガスを圧縮して加熱します。観測された水は、この暖かく密度の高いガスの中で急速に生成されます。^[162]

2011年7月22日、地球から120億光年離れたクエーサーの周囲に「地球上のすべての海を合わせた量の140兆倍もの水」を含む巨大な水蒸気の雲が発見されたという報告書が発表された。研究者らによると、「この発見は、宇宙のほぼ全期間にわたって水が存在していたことを示している」という。^{[163] [164]}

水は天の川銀河内の星間雲で検出されている。^[165]水はおそらく他の銀河にも豊富に存在するだろう。その成分である水素と酸素は宇宙で最も豊富な元素の一つだからである。太陽系や他の恒星系の形成と進化のモデルに基づくと、他のほとんどの惑星系も同様の成分を持っている可能性が高い。

水は次のような蒸気として存在します:

• 太陽の大気：検出可能な微量^[166]
• 水星の大気：3.4％、水星の 外気圏には大量の水が存在する^[167]
• 金星の大気：0.002% ^[168]
• 地球の大気：全大気中では約0.40%、地表では通常1～4%。月にも微量に含まれる^[169]
• 火星の大気: 0.03% ^[170]
• ケレスの大気^[171]
• 木星の大気: 0.0004% ^[172] –氷のみ; 木星の衛星エウロパの大気^[173]
• 土星の大気–氷のみ;エンケラドゥス: 91% ^[174]およびディオネ（外気圏）^[要出典]
• 天王星の大気– 50バール未満の微量
• 海王星の大気– 深層に存在^[175]
• 太陽系外惑星の大気：HD 189733 b ^[176]とHD 209458 b ^[177] 、うしかい座タウ星b ^[178] 、[HAT-P-11b]、^{[179] [180]} XO-1b、WASP-12b、WASP-17b、WASP-19b ^{[181] の}大気を含む。
• 恒星の大気：低温の恒星に限らず、ベテルギウス、ケフェウス座ミュー星、アンタレス、アークトゥルスなどの巨大で高温の恒星でも検出される。^{[180] [182]}
• 恒星周円盤: AA Tauri ^[180]などのT Tauri 恒星の半分以上の円盤、うみへび座TW星^{[183]​​ [184]} IRC +10216 ^[185]とAPM 08279 +5255 ^{[163] [164]}おおいぬ座VY星とペルセウス座S星^[182]が含まれます。

地球には液体の水が存在し、その表面の 71% を覆っています。^[23]火星にも少量の液体の水が時折存在します。^[186]科学者たちは、土星の衛星エンケラドゥスには、南極表面の約 30～40 km 下に 10 km の厚さの海として液体の水が存在すると考えています。 ^{[187] [188]}また、タイタンには、おそらくアンモニアが混ざった地下層として液体の水が存在すると考えています。^[189]木星の衛星エウロパの表面特性は、地下に液体の水の海があることを示唆しています。^{[190]木星の衛星}ガニメデにも、高圧の氷と岩石の間に挟まれた層として液体の水が存在する可能性があります。^[191]

水は氷として次の場所に存在します:

• 火星：レゴリスの下と極地。^{[192] [193]}
• 地球-月系：主に地球上の氷床と月のクレーターや火山岩として存在する^[194] NASAは、2009年9月にインド宇宙研究機関のチャンドラヤーン1号宇宙船に搭載されたNASAの月鉱物マッピング装置によって水分子が検出されたと報告した。^[195]
• セレス^{[196] [197] [198]}
• 木星の衛星：エウロパの表面とガニメデ^[199]およびカリスト^{[200] [201]の表面}
• 土星：惑星の環系^[202]とタイタン^[203]およびエンケラドゥス^[204]の表面とマントル
• 冥王星-カロン系^[202]
• 彗星^{[205] [206]}および関連するカイパーベルトとオールトの雲の天体^[207]

また、次の場所にも存在する可能性があります:

• 水星の極^[208]
• テティス^[209]

天王星と海王星の内部構造の多くは水やその他の揮発性物質で構成されており、深層の水は分子が水素と酸素イオンのスープに分解されるイオン水の形をしており、さらに深層では酸素が結晶化する超イオン水となっているが、水素イオンは酸素格子内で自由に浮遊している可能性がある。^[210]

地球上の液体の水、そしてそれほどではないが気体や固体の水の存在は、私たちが知る地球上の生命の存在にとって不可欠である。地球は太陽系の居住可能領域に位置している。もし地球が太陽に少しでも近づいたり遠ざかったりすれば（約5%、つまり約800万キロメートル）、3つの形態が同時に存在できる条件は、はるかに存在しにくくなるだろう。^{[211] [212]}

地球は重力によって大気を保持することができます。大気中の水蒸気と二酸化炭素は温度緩衝材（温室効果）となり、比較的安定した地表温度を維持するのに役立ちます。地球がもっと小さければ、大気が薄くなり、極端な温度変化が起こり、極地の氷冠（火星など）を除いて水が蓄積しなくなります。^[要出典]

地球の表面温度は、入射する太陽放射（日射量）のレベルが変化するにもかかわらず、地質時代を通じて比較的一定しており、温室効果ガスと地表または大気のアルベドの組み合わせを介して動的なプロセスが地球の温度を支配していることを示しています。この提案はガイア仮説として知られています。^[要出典]

惑星上の水の状態は、惑星の重力によって決まる周囲の圧力に依存する。惑星が十分に重い場合、重力による高圧のため、その惑星上の水は高温でも固体である可能性があり、これは太陽系外惑星グリーゼ436 b ^[213]やGJ 1214 b ^[214]で観測された。

水政治とは、水と水資源に影響を受ける政治です。水、特に淡水は、世界中で戦略的な資源であり、多くの政治的紛争の重要な要素です。水は、健康への影響や生物多様性へのダメージを引き起こします。

安全な飲料水へのアクセスは、過去数十年にわたって世界のほぼすべての地域で改善されてきたが、約10億人が依然として安全な水にアクセスできず、25億人以上が適切な衛生設備を利用できない。^{[215]しかし、一部の観測者は、2025年までに}世界人口の半分以上が水関連の脆弱性に直面すると推定している。^[216] 2009年11月に発行された報告書は、2030年までに世界の一部の発展途上地域で水需要が供給を50％上回ると示唆している。^[217]

1990年以降、16億人が安全な水源にアクセスできるようになりました。^[218]開発途上国で安全な水にアクセスできる人の割合は、1970年の30%から^[219] 1990年には71%、2000年には79%、2004年には84%に改善したと計算されています。 ^[215]

2006年の国連報告書では、「すべての人に十分な水がある」とされているが、管理不行き届きや汚職により水へのアクセスが妨げられている。^[220]さらに、援助効果に関するパリ宣言など、援助提供の効率性を改善するための世界的な取り組みは、教育や保健分野ほど効果的に水分野の援助国に取り入れられておらず、複数の援助国が重複したプロジェクトに取り組み、受益国政府が行動する権限を持たないままになっている可能性がある。^[221]

2007 年の農業における水管理の包括的評価の著者らは、水不足の原因の 1 つとして、不十分なガバナンスを挙げている。水管理とは、水管理に関する決定を下すための公式および非公式の一連のプロセスである。優れた水管理とは、特定の物理的および社会経済的状況でどのプロセスが最も効果的かを知ることが主な目的である。先進国で機能する「青写真」を途上国の場所や状況に適用しようとして、間違いが犯されることが時々ある。メコン川はその一例である。国際水管理研究所がメコン川の水に依存している 6 か国の政策を調査したところ、徹底的かつ透明性のある費用便益分析や環境影響評価はほとんど行われていないことが判明した。また、カンボジアの水法案は必要以上に複雑であることも判明した。^[222]

2004年、英国の慈善団体ウォーターエイドは、簡単に予防できる水関連の病気で15秒ごとに1人の子供が亡くなっており、これらの病気は適切な衛生設備の欠如に起因していると報告した。^{[223] [224]}

2003年以来、ユネスコ世界水アセスメント計画によって作成された国連世界水開発報告書は、持続可能な水政策を策定するためのツールを政策決定者に提供してきました。^{[225] 2023年の報告書では、20億人（人口の26％）が}飲料水を入手できず、36億人（46％）が安全に管理された衛生設備を利用できないと述べています。^[226]都市部の人々（24億人）は2050年までに水不足に直面するでしょう。 ^[225]水不足は、過剰消費と汚染による風土病と言われています。^[227]報告書によると、世界人口の10％が水ストレスが高い、または深刻な水ストレスのある国に住んでいます。しかし、過去40年間で水の消費量は年間約1％増加しており、2050年まで同じ割合で増加すると予想されています。2000年以降、熱帯地方の洪水は4倍に増加し、北部中緯度地方の洪水は2.5倍に増加しました。 [228] 2000年から2019年までのこれらの洪水による被害額は、10万人が死亡し、6億5000万ドルに上りました。^{[ 225]}

水資源保護に携わる組織には、国際水協会（IWA）、ウォーターエイド、ウォーター1st、アメリカ水資源協会などがある。国際水管理研究所は、効果的な水管理によって貧困を削減することを目的としたプロジェクトに取り組んでいる。水関連の条約には、国連砂漠化対処条約（UNCCD）、船舶による汚染の防止に関する国際条約、国連海洋法条約、ラムサール条約などがある。世界水の日は3月22日^[229]、世界海洋デーは6月8日^{[230]である。}

ほとんどの宗教において、水は清めるものとみなされている。儀式的な洗浄（沐浴）を取り入れている信仰には、キリスト教、^{[231] 、} ヒンズー教、イスラム教、ユダヤ教、ラスタファリ運動、神道、道教、ウィッカなどがある。人を水に浸す（あるいは散布や灌水する）ことは、キリスト教（キリスト教では洗礼と呼ばれる）の中心的な秘跡である。また、イスラム教（グスル）、ユダヤ教（ミクヴァ）、シク教（アムリット・サンスカール）など、他の宗教でも行われている。さらに、イスラム教やユダヤ教を含む多くの宗教では、死者のために清水での儀式的な沐浴が行われている。イスラム教では、水が手に入らない場合を除き（タヤンムムを参照）、ほとんどの場合、体の特定の部分をきれいな水で洗った後（ウドゥ）、 1日5回の祈りを行うことができる（タヤンムム）。神道では、人や場所を清めるためのほとんどすべての儀式（禊ぎの儀式など）で水が使用されます。

キリスト教において聖水とは、洗礼、人、場所、物の祝福、あるいは悪を払う手段として司祭によって聖別された水である。 ^{[232] [233]}

ゾロアスター教では、水（アーブ）は生命の源として尊重されています。^[234]

古代ギリシャの哲学者エンペドクレスは、水を（火、土、空気とともに）古典的な4元素のうちの1つとみなし、水を宇宙の基本物質、つまりイレムとみなした。アリストテレスが天文学者であり技術者として描いたタレスは、水よりも密度の高い地球は水から生まれたと理論づけた。一元論者のタレスはさらに、万物は水からできていると信じた。プラトンは、水の形は二十面体であり、立方体の地球に比べて流れやすいと信じた。^[235]

四体液説では、水は冷たく湿ったものとして粘液と関連づけられています。水という古典的な要素は、伝統的な中国哲学の五大要素の 1 つでもありました(土、火、木、金とともに)。

伝統的で人気のあるアジアの哲学体系の中には、水を模範としているものがある。ジェームス・レッグの1891年の『道徳経』の翻訳では、「最高の美点は水のようなものである。水の美点は、すべてのものに利益をもたらし、すべての人が嫌う低い地位を、（反対に努力することなく）占めることに現れる。したがって、（その道は）道に近い」と述べ、「この世に水より柔らかく弱いものはないが、堅固で強いものを攻撃することに関しては、水に勝るものはない。なぜなら、水を変えることができるものがないからだ」と述べている。^[236] 管子は『水地』の水地章で水の象徴性をさらに詳しく説明し、「人は水である」と宣言し、中国のさまざまな地域の人々の自然な性質を地元の水資源の特性に帰している。^[237]

「生きた水」は、死者を生き返らせる手段としてゲルマン民族やスラヴ民族の民話に登場します。グリム童話（「命の水」）とロシアの生水 [ru]と死水 [ru]の二分法に注目してください。若返りの泉は、老化を防ぐとされる 魔法の水という関連概念を表しています。

アイルランドの作家ジェイムズ・ジョイスによる重要なモダニズム小説『ユリシーズ』（1922年）の「イサカ」の章は、 309の質問と答えからなる教理問答の形をとっており、そのうちの1つは「水の賛歌」として知られている。^{[238] : 91}リチャード・E・マテスによれば、この賛歌は単なる「単調な事実の羅列」ではなく、むしろそのフレーズは、その主題と同様に、「満ち引き、隆起、集散し、そして最後には『疫病の沼地、枯れた花の水、欠けゆく月に淀んだ池』という静かな静寂の中に沈んでいく」のである。^{[238] : 79}この賛歌は『イサカ』で最も注目すべき一節の一つと考えられており、文芸評論家のヒュー・ケナーによれば、「教科書に蓄積されたつまらない情報の山をすべて詩に昇華させるというあり得ない偉業」を成し遂げている。 [ ^{238] : 91}水という文学的モチーフは、小説のテーマである「永遠に変わり続ける生命」を表しており、この賛美歌は小説の中でそのモチーフが頂点に達したことを表している。 ^{[238] : 91}以下は賛美歌の全文引用である。^[239]

水愛好家であり、水を汲み、牧場に戻ってくる水運び人であるブルームは、水の何に感心したのでしょうか?
その普遍性、その民主的な平等性と、自らのレベルを求めるその性質への不変性、メルカトル図法の海域におけるその広大さ、8,000 尋を超える太平洋のサンダム海溝におけるその測り知れない深遠さ、その海岸のあらゆる地点を次々に訪れるその波と表面粒子の落ち着きのなさ、その単位の独立性、海の状態の可変性、静穏時の静水力学的静穏、小潮と大潮におけるその流体運動学的膨潤、荒廃後の沈降、北極と南極の周極氷床におけるその不毛性、その気候的および商業的重要性、地球の乾燥地帯に対する 3 対 1 の優位性、南回帰線以下の赤道直下の全地域に正方形リーグで広がるその議論の余地のない覇権、その太古の盆地の多世紀にわたる安定性、その黄体黄床、その数百万トンもの最も貴重な金属を含むあらゆる可溶性物質を溶解し、溶液中に保持する能力。半島や下向きの岬のゆっくりとした浸食。沖積堆積物。重量、体積、密度。ラグーンや高地の湖沼における不動性。熱帯、温帯、寒帯における色のグラデーション。大陸の湖沼を含む小川や合流する海流、支流や海洋横断流における車両の影響。メキシコ湾流、北赤道および南赤道のコース。海震、水上竜巻、自噴井、噴火、急流、渦、増水、急流、うねり、分水嶺、水域分割、間欠泉、瀑布、渦潮、大渦、洪水、洪水、集中豪雨における激しさ。広大な地球を周回する非水平曲線: 桿体や湿度計で明らかにされ、アッシュタウン門の壁の穴のそばの井戸で例証される、泉や潜在的湿気におけるその秘密、空気の飽和、露の蒸留: 水素 2 成分と酸素 1 成分というその組成の単純さ: 治癒効果: 死海の水におけるその浮力: 溝、峡谷、不十分なダム、船上の漏水におけるその持続的な浸透性: 浄化、渇きや火の癒し、植物の栄養としての特性: 模範および模範としてのその絶対確実性: 蒸気、霧、雲、雨、みぞれ、雪、雹としてのその変容: 堅固な消火栓におけるその強さ: 入江、湾、入り江、峡谷、ラグーンにおけるその多様な形状環礁、群島、入り江、フィヨルド、湾、潮汐の影響を受ける河口、海の入り江。氷河、氷山、流氷におけるその堅牢性。水車、タービン、発電機、発電所、漂白工場、皮なめし工場、製粉工場におけるその従順さ。運河、河川（航行可能な場合）、浮き桟橋、沈降桟橋におけるその有用性。利用された潮流または水路が水位から水位へと下降することによって得られるその潜在性。海底の動植物（無音響性、光嫌性）の数。文字通りではないにしても、地球上の住民は皆、水に汚染されている。水は人体の 90% を占めるほど遍在している。湖沼、疫病の蔓延る湿地、枯れた花の水、欠けていく月の淀んだ水たまりなど、水が排出する悪臭も有毒である。

画家で活動家のフレデリカ・フォスターは、ニューヨーク市のセント・ジョン・ザ・ディヴァイン大聖堂で「水の価値」展を企画し、 ^[240]水への依存に関する大聖堂による1年間の取り組みの基盤を築きました。^{[241] [242]}大聖堂で行われた最大の展覧会となり、 ^[243]ジェニー・ホルツァー、ロバート・ロンゴ、マーク・ロスコ、ウィリアム・ケントリッジ、エイプリル・ゴーニック、キキ・スミス、パット・ステア、アリス・ダルトン・ブラウン、テレシータ・フェルナンデス、ビル・ヴィオラを含む⁴⁰名以上のアーティストが参加しました。^{[244] [245]フォスターは、水を主題または媒体として使用するアーティスト}のエコロジカルな集団であるThink About Waterを創設しました。 ^{[246 ]}メンバーには、バシア・アイルランド、^{[247] [全文引用が必要] 、}アヴィヴァ・ラハマニ、ベッツィ・デイモン、ダイアン・バーコ、レイラ・ドー、ステイシー・レヴィ、シャーロット・コテ、^{[248] 、}メリデル・ルーベンシュタイン、アンナ・マクロードが含まれます。

国連が水と衛生へのアクセスを人権として宣言してから10周年を記念して、慈善団体ウォーターエイドは10人のビジュアルアーティストに、きれいな水が人々の生活に与える影響を示すよう依頼した。^{[249] [250]}

「一酸化二水素」は、技術的には正しいものの、めったに使用されない水の化学名である。この名前は、科学的無知をあざける一連のいたずらや悪ふざけに使用されてきた。これは、1983年にミシガン州デュランドの新聞にエイプリルフールの記事が掲載されたときに始まった。その虚偽の記事は、その物質の安全性に関する懸念を述べたものだった。^[251]

「ウォーター」という言葉は、フロリダを拠点とする多くのラッパーによって、一種のキャッチフレーズやアドリブとして使われてきた。これを行ったラッパーには、BLPコーシャーやスキー・マスク・ザ・スランプ・ゴッドがいる。^[252]さらに進んで、2023年のダニー・タワーズの曲「フロリダ・ウォーター」のように、フロリダの水に捧げた曲を丸々作ったラッパーもいる。^[253] XXXテンタシオンやスキー・マスク・ザ・スランプ・ゴッドのヒット曲「H2O」のように、水全体に捧げた曲を丸々作ったラッパーもいる。

• The World's Water Data Page
• FAO Comprehensive Water Database, AQUASTAT
• The Water Conflict Chronology: Water Conflict Database Archived 16 January 2013 at the Wayback Machine
• Water science school (USGS)
• Portal to The World Bank's strategy, work and associated publications on water resources
• America Water Resources Association Archived 24 March 2018 at the Wayback Machine
• Water on the web
• Water structure and science Archived 28 December 2014 at the Wayback Machine
• "Why water is one of the weirdest things in the universe", Ideas, BBC, Video, 3:16 minutes, 2019
• The chemistry of water Archived 19 June 2020 at the Wayback Machine (NSF special report)
• The International Association for the Properties of Water and Steam
• H2O: The Molecule That Made Us, a 2020 PBS documentary