При обычных условиях вода - жидкое прозрачное вещество без цвета, вкуса и запаха. Плотность жидкой воды имеет максимальное значение 1 г/см 3 пр

Физические свойства воды

При обычных условиях вода — жид­кое прозрачное вещество без цвета, вкуса и запаха. Плотность жидкой воды имеет максимальное значение 1 г/см3 при 4 °C. При 0 °C вода пере­ходит из жидкого состояния в твёрдое — лёд. При 100 °C кипит и пере­ходит в газообразное состояние — водяной пар. Аналоги воды по стро­ению и химическому составу — H2S, H2Se, H2Te — при комнатной тем­пературе находятся в газообразном состоянии. Если бы свойства воды подчинялись общей закономерности, то она закипала бы при темпера­туре -70 °C, а лёд образовывался бы при -90 °C, что вряд ли способство­вало жизни на планете в её настоящем виде. Наличие водородной свя­зи у низкомолекулярного вещества воды и объясняет аномально высо­кие значения её температур плавления и кипения.

Чистое вещество вода обладает и другими особенностями, которые делают это соединение поистине уникальным.

Вода способна расширяться при замерзании и иметь при +4 °C мак­симальную плотность. Поэтому при температуре меньше +4 °C лёд за­нимает верхнюю часть водоёма, укрывая, как шубой, его нижние слои и защищая водоём от промерзания. Это спасает нашу планету от обле­денения. Не обладай вода таким загадочным свойством, все водоёмы и даже Мировой океан за определённый геологический период промёрз­ли бы до дна. Жизнь на Земле не только не получила бы своего эволю­ционного развития, она просто бы не возникла.

Вода обладает высокими значениями удельной теплоты плавления и удельной теплоты парообразования, которым академик В. И. Вер­надский придавал планетарное значение, так как они определяют многие физико-химические и биологические процессы на Земле (рис. 157).

Высокая удельная теплота плавления льда, равная 332 • 103 Дж/кг, оберегает нашу планету от всемирных потопов. Таяние льда (рис. 158) и снега связано с огромными энергетическими затратами, поэтому процесс происходит постепенно, в большинстве случаев не причиняя вреда природе.

Рис. 157. Облака — это миллиарды мельчайших капелек воды
Рис. 158. Таяние льда

На испарение 1 кг воды при нормальном атмосферном давлении и температуре кипения расходуется 2257 • 103 Дж теплоты, т. е. прибли­зительно в 7 раз больше, чем на плавление 1 кг льда. В этом причина сохранения воды в жидком состоянии на нашей планете. Даже в са­мые жаркие дни вода испаряется крайне медленно. Поэтому и сезоны года меняются не резко, а плавно: лето — осень — зима — весна.

Вода имеет высокую удельную теплоёмкость. Эта величина показы­вает, какое количество теплоты надо затратить для нагревания 1 кг воды на 1 K (рис. 159). Оказывается, оно равно 4,1868 • 103 Дж.

Из-за высокой удельной теплоёмкости воды на континентах не бы­вает резкого перепада температур зимой и летом, ночью и днём, по­скольку они окружены гигантским регулятором, своеобразным термо­статом — водами Мирового океана.

При нагревании всех веществ удельная теплоёмкость их, как пра­вило, возрастает, но вода — исключение. Изменение удельной тепло­ёмкости воды с повышением температуры аномально: от 0 до 30 °C она понижается и только от 50 до 100 °C повышается. Значит, удельная те­плоёмкость воды достигает минимального значения при 36—37 °C, т. е. вблизи нормальной температуры тела человека и млекопитающих, благо­приятной для биохимических реакций в их организме.

Ещё одна особенность воды — высокое поверхностное натяжение.

На каждую молекулу внутри жидко­сти действуют силы притяжения сосед­них молекул, окружающих её со всех сто­рон. На молекулы поверхностного слоя действуют как молекулы жидкости, так и молекулы газов воздуха. Взаимное при­тяжение молекул жидкости больше, чем молекул жидкости и газа, поэтому равно­действующая сил притяжения направле­на внутрь жидкости и молекулы поверхностного слоя стремятся в неё втянуться. Под действием этой силы число молекул на по­верхности уменьшается, её площадь сокраща­ется. Но все молекулы, разумеется, не могут уйти внутрь. На поверхности остаётся такое их число, при котором она оказывается мини­мальной. Для перенесения молекул из глуби­ны объёма жидкости в её поверхностный слой необходимо совершить работу по преодоле­нию равнодействующей сил притяжения, дей­ствующих на молекулу в поверхностном слое. Материал с сайта http://doklad-referat.ru

Рис. 159. Температурные шкалы Кельвина и Цельсия
Рис. 160. Капли росы стремятся принять форму шара
Рис. 161. Водомерка

Поверхностным натяжением называется величина, равная рабо­те, затраченной на увеличение поверхности жидкости на одну еди­ницу.

Поверхностное натяжение собирает воду в капли (рис. 160) и позво­ляет водомерке (рис. 161) скользить по воде.

Ещё одна характеристика воды — вязкость. Обычно с повышением давления вязкость вещества увеличивается, а с ростом температуры уменьшается. Вода и здесь выделяется. Её вязкость с ростом давления при температуре ниже -30 °C значительно уменьшается. Поэ­тому активность организмов, живущих в низ­котемпературных средах, не сильно зависит от этих температур: кровь, не потерявшая те­кучести, продолжает выполнять свои функ­ции столь же интенсивно, как и при более вы­соких температурах.

На этой странице материал по темам:
  • Опыты для реферата с водой

  • При обычных условиях вода это жидкое прозрачное вещество

  • Аномальные свойства воды реферат по биологии кратко

  • Перечислите известные аномалии физических свойств

  • Физ свойства воды аномалии-реферат

Вопросы по этому материалу:
  • Какими физическими свойствами обладает вода?

  • Что такое поверхностное натяжение?

  • Как водородная связь определяет фи­зические свойства воды?

  • Перечислите известные вам аномалии физических свойств воды.

  • Какую роль аномалии физических свойств воды играют в природе?

Материал с сайта http://Doklad-Referat.ru
Предыдущее Ещё по теме: Следующее
Химические свойства воды. Вода как растворитель Вода Строение молекулы воды