Какие основные свойства воды
Продолжаем раздел “Вода” и подраздел “Теоретические основы” статьёй Основные свойства воды. Где рассмотрим основополагающие, можно сказать, краеугольные, качества воды. Кстати, в конце статьи есть ссылочка, по которой можно скачать презентацию для школы по данной теме.
Основные свойства воды – это интересная тема, которая изучается ещё в школе, на уроках природоведения. Однако, чаще всего она изучается в школе весьма запутанным способом, с нарушением всех правил обучения. И в результате детям приходится лишь недоумённо спрашивать у взрослых перед, скажем, контрольной работой, на эту тему: “О, мама (папа, дядя…) – какие основные свойства воды? А то у нас был урок, а завтра контрольная… А запомнилось только что-то про температуру, про солёность и про то, что в воде есть золото. Этих основных свойств то ли 3, то ли 5… Помогите!”
Что бывает чаще всего? Чаще всего эти вопросы остаются без ответа, потому что взрослые – это те же дети, которые в своё время точно так же почти ничего не запомнили после урока про основные свойства воды. И не могут назвать основные свойства воды.
Естественно, просто перечислить свойства воды, конечно, может любой, даже тот же школьник, не слушавший урок. Но вот выделить среди них основные… Вот задачка так задачка. И мы постараемся справиться с ней в данной статье. А для начала разберёмся со слововм “основные”. Потому что, не зная, что такое “основные”, выбрать основные свойства воды сложно.
Итак, согласно толковому словарю, основной – это “наиболее важный, главный, самый существенный”.
Естественно, сразу возникает вопрос: “Основной, важный, главный, существенный – это для кого? Ведь для, скажем, Ираклия, важно одно, а для Петропавла существенно другое!” И это совершенно правильный вопрос. Потому что для того же Ираклия основным свойством воды будет “Она есть”, а для, например, Петропавла – “Она есть в водке”.
Ну, вообще-то, важность свойства определяется по тому, насколько это свойство может помочь решить какую-либо проблему. Но мы не будем углубляться в дебри, а останемся на поверхности, на уровне обычного пятого-шестого класса. И попробуем определиться с тем, что же считается основными свойствами воды в целом, для всех.
И когда мы так ставим вопрос, то тема немножко проясняется.
Получается, что когда нужно перечислить основные свойства воды, имеются в виду те свойства, которые важны для всех живых существ.
Можно сказать, для жизни в целом. Вот из этого мы и будем исходить в дальнейшем. Итак, возвращаемся к свойствам воды. Обычно среди свойств воды называются такие, как
- прозрачная,
- бесцветная,
- текучая,
- без запаха,
- принимает любую форму, в которую её налить,
- растворяет вещества,
- может замерзать,
- может испаряться,
- вода расширяется и сжимается.
Возможно, кто-то вспомнит институтский курс и назовёт ещё парочку свойств, типа “молекула воды биполярна” или “вода состоит из 20 % водорода и 80 % кислорода, что-то около того”, или “угол между двумя атомами водорода в молекуле воды равен 120 градусов” или ещё какие-нибудь похожие подробности.
Но обратите внимание, что эти подробности касаются строения воды. Тогда как вопрос детей (и наша с вами тема статьи) касается СВОЙСТВ воды. Естественно, свойства воды зависят от её структуры. Но когда спрашивают про свойства, нужно отвечать про свойства – иначе это не будет ответом на вопрос. Между прочим, отсутствие ответа на свой вопрос дети презирают ????
Итак, мы вспомнили, что у воды много свойств. И мы знаем, какие свойства воды нужно выбирать в категорию “основные свойства воды”. Давайте разберёмся, какие из перечисленных и неперечисленных свойств воды действительно являются основными.
Начнём с того, что в воде хорошо растворяются разнообразные вещества – и поэтому в воде бывает много солей, в том числе, золото, серебро, платина (говорят, одна тонна морской воды содержит примерно грамм золота). Соответственно, чем больше солей, тем больше солёность воды. Чем меньше солей, тем меньше солёность воды.
Далее, нужно учитывать, что чем больше солей в воде, тем более вода тяжёлая. Чем вода тяжелее, тем быстрее она опускается на дно. Это позволяет организмам в океане жить именно в таких условиях, каких они живут. Если бы такого свойства воды не было, эволюция пошла бы по-другому. И мы с вами имели бы совершенно другой облик.
Далее, то, что в воде могут растворяться разнообразные вещества, очень большой плюс – иначе мы бы с вами не обладали кровеносной системой на основе воды. И, опять же, выглядели бы совершенно иначе. Если бы вообще возникли ????
Естественно, другая сторона медали – это то, что другие вещества в воде СОВЕРШЕННО не растворяются. И, возможно, это даже более основополагающее свойство, так как только благодаря нерастворению в воде жиров могут существовать клеточные мембраны – и жизнь.
Итак, то, что в воде хорошо / плохо растворяются разнообразные вещества, это очень основное свойство воды, потому что от него зависит жизнь в нынешней форме.
И если вода внезапно потеряет эти свойства, то будет очень и очень печально ????
Далее, мы все знаем, что когда вода замерзает, то она превращается в лёд. Но это не основополагающее свойство воды. По сути, что угодно жидкое при замерзании превращается в лёд. Намного важнее другое свойство воды: лёд оказывается ЛЕГЧЕ воды.
Благодаря этому основному свойству воды мы все живы – потому что иначе, если бы лёд был тяжелее воды, то он во время зимы опускался на дно рек и озёр, образовывался новый лёд, снова опускался на дно – и так далее, пока водоёмы не промёрзли бы до самого дна. Естественно, рыба и прочие живые существа в в таких условиях жить бы не смогли. Подробнее этот пункт освещается в уже опубликованной статье “Почему мы все живы?..”
Тогда как, вполне вероятно, вы помните, что у всех остальных веществ их твёрдая фаза тяжелее жидкой фазы.
Соответственно, хорошо, что лёд легче воды – и это также основное свойство воды, благодаря которому возможна жизнь в её нынешней форме.
Ну а если бы этого свойства воды не было, пришлось бы нам развиваться на основе, например, аммиака. То ещё удовольствие ????
Теперь остановим своё внимание на том, что вода может испаряться при кипении. Но это не основное свойство воды – так как практически любые вещества при кипении испаряются, и в этом нет ничего зазорного. Важно то, что вода испаряется и просто в жидком состоянии, и даже с поверхности льда. Почему это свойство более важно, чем испарение при кипении? А вот почему.
То, что вода может испаряться не только при кипении – это основное свойство воды, поскольку из-за этого возможен круговорот воды в природе. Что однозначно хорошо, так как вода не накапливается в одном месте, а более менее равномерно расходится по всей планете. То есть, грубо говоря, в пустыне Сахара не так жарко и сухо, как могло бы быть, потому, что в Антарктиде вода испаряется с поверхности ледников. Ну и океаны в этом играют немаловажную роль.
Соответственно, без круговорота воды в природе жизнь бы сидела возле пары оазисов, а остальные места были бы засушливой пустыней, где нет ни капли влаги.
И поэтому свойство воды испаряться – это основное свойство воды.
Естественно, не только вода может испаряться не при кипении. Большинство ароматических соединений (спирты, эфиры, хлороформ и т.д.) испаряются не при кипении. Но у воды есть один немаловажный плюс, ещё одно основное свойство – вода не токсична для живых организмов. Тогда как спирты и эфиры токсичны. Кстати, подробнее про токсичность (и как с ней справиться) этилового спирта, то есть, водки, в статье “Положительные свойства структурированной водки“.
Конечно, в современных условиях и вода может стать токсичной. Но с этим справляются фильтры для воды, и это не настолько большая проблема, чтобы с ней нельзя было справиться.
Итак, ещё одно основное свойство воды – это то, что она не токсична.
Иначе мы бы, опять же, были иными ????
И, наконец, основное свойство воды, которое важно не только для жизни, но и для промышленности: вода достаточно медленно нагревается и медленно остывает (то есть, может поглотить много тепла). Это свойство защищает людей и остальных животных, да и Землю, от перегрева. И переохлаждения. Именно поэтому живые организмы могут выживать при -50 градусах по Цельсию и при + 50 градусах. Если бы мы были устроены на основе другого вещества, такой диапазон температур нам был бы не по плечу.
Кроме того, нужно учитывать, что тёплая и холодная вода имеют разный вес – тёплая вода легче, холодная вода тяжелее. Соответственно, в океане происходит расслоение воды – как по солёности, так и по температуре. И в океане возможна именно такая жизнь, как она сейчас организована. Ну а поскольку мы все вышли из океана, то если бы не это свойство воды, то мы бы также были совершенно другими.
Ну и, наконец, свойство воды поглощать тепло и находиться на поверхности в нагретом состоянии позволяет существовать таким штукам, как тёплые течения – и в частности, Гольфстриму. Который обогревает всю Европу, и без которого на месте Европы была бы тундра с тайгой, а не виноградники.
Возможно, вы назовёте какие-то другие основные свойства воды, но перечисленные выше, на мой взгляд, по-настоящему основополагающие, так как от них зависит существование жизни на планете именно в той форме, в которой существует жизнь. Надеюсь, эта информация вам пригодится, когда нужно будет отвечать на вопросы любопытных детей ????
А вот и обещанная презентация на тему “Основные свойства воды” для скачивания: https://festival.1september.ru/articles/513123/
Итак, основные свойства воды – это свойства, благодаря которым мы все живы!
И имеем тот вид и форму, которые имеем ????
По материалам https://festival.1september.ru/articles/513123/
другие вещества в воде СОВЕРШЕННО не растворяютсяp
Источник
Вода — это необыкновенная субстанция, которая не перестает
нас удивлять. Она основной компонент планеты, вода необходима для жизни всего
живого. Люди могут выдержать без воды только несколько дней. Если не
восстановить вовремя ее потери в организме, это верная смерть. Поэтому важно
научиться разумно, тратить ее и знать, что же такое вода.
Химические названия
Почему же воду назвали водой? Слово «вода» происходит от
древнегерманского «мокрый, текучий». В химии могут встречаться разные названия
этого соединения. Самые распространенные – гидроксид водорода и окись водорода.
Также в химической литературе ее называют:
- монооксид дигидрофосфата;
- гидроксильная кислота;
- дигидромонооксид
- оксидан
Образование воды
Многих интересует, какая вода находится в реках, морях, под
землей. Образовавшаяся миллиарды лет назад вода сконцентрировалась в океанах.
Из океанов она испаряется и поднимается, где образуются облака. После долгого
путешествия она возвращается на землю в виде осадков. Вода собирается и
возвращается через реки обратно в море. Часть просачивается в почву и попадает
в грунтовые воды. Там формируются новые источники, которые текут в море.
В более холодном климате вода остается на ледниках, которые
очень медленно, стекают к более низким высотам, где и тают. В полярных регионах
этот механизм скольжения настолько медленный, что в ледниках можно найти воду,
попавшую на поверхность Земли десятки тысяч лет назад. Вот откуда берется в
природе вода.
Свойства
Влияние воды на жизнь на земле огромное. Это среда обитания
для многих организмов. Она является хорошим растворителем не только для солей,
но и для многих других веществ. Например, питательные соли присутствуют в почве
в виде ионов, то есть в растворенном виде. Только в таком виде растения могут
поглощать их через корни. Поэтому не случайно вода— это источник жизни на
земле.
Вода является важным источником химических и биохимических
реакций, например, для фотосинтеза. Это заметно, когда растение увядает из-за
потери воды, а листья и цветы опадают. Не зря говорят, что вода—это главный
источник жизни.
Физические свойства
Что мы все знаем о воде? То, что она состоит из одного атома
кислорода и двух атомов водорода, знают все, а вот о том что они притягиваются,
друг к другу водородной мостиковой связью знают не все. Эта связь объясняет ее
основные свойства.
- Н2О имеет высокое поверхностное натяжение, то есть
тенденцию принимать сферический объем. - Другим свойством является капиллярность. Молекула H2O
способна перемещаться в очень узких пространствах. - Удельная теплоемкость у нее примерно в 4 раза больше,
чем у воздуха. Это определяет устойчивость к изменениям температуры. - Плотность воды увеличивается с понижением температуры,
примерно до 4 С. Ниже этого порога плотность уменьшается. - Она обладает минимальной вязкостью при высоких
давлениях. Поэтому, чем больше давление, тем легче ей проникать.
Агрегатные состояния
В нормальных условиях вода, является жидкостью. Это
единственное известное вещество, которое существует в природе во всех трех
классических состояниях материи: жидком, твердом, газообразном.
Кстати, термин вода используется для жидкого агрегатного
состояния. В твердом, то есть в замороженном состоянии, она называется льдом, в
газообразном состоянии— водяным паром или просто паром. Существует порог, где
при определенных температурах и равновесного давления три состояния могут
сосуществовать одновременно.
Оптические свойства
Когда свет пересекает границу раздела вода-воздух, полное
отражение происходит под углом 49 град. Это означает, что световые лучи,
попадающие на граничную поверхность, не излучаются из воды, а отражаются.
Преломление света приводит к оптическим иллюзиям. Поэтому
под водой объекты видятся не в том месте, где они находятся на самом деле. То
же самое происходит если смотреть через воду на воздух. Светопропускная
ценность воды обеспечивает присутствие в ней водорослей и растений, которым
необходим свет для жизни. Длинноволновый (красный) свет поглощается сильнее,
чем коротковолновый (синий) свет.
Изотопные модификации
Молекулы воды состоят из разных изотопов кислорода и
водорода, каждый из которых встречается в разных концентрациях. В определенных
процессах, таких как образование осадков и фазовые переходы, происходит
фракционирование изотопов, то есть Н2О меняет свой изотопный состав. В
зависимости от условий окружающей среды и исходного состава это приводит к
определенным изотопным сигналам, которые могут выступать в качестве своего рода
отпечатка пальца для различных процессов и областей происхождения. Эта
методология используется в гидрогеологии и палеоклиматологии.
Химические свойства
Вода амфотерна, в зависимости от окружающей среды, может
действовать как кислота и основание. В водных растворах сильные кислоты и
сильные основания полностью диссоциируют на ионы H 3 O + и O H. Это называется
выравнивающим эффектом воды. Чтобы иметь возможность различать очень сильные
кислоты по кислотности, константы равновесия определяют в неводных растворах, и
переносят в растворитель воду.
Многих интересует, вода является органическим веществом или
неорганическим. С точки зрения химии, она относится к неорганическим веществам.
Поскольку, в органики должен присутствовать углерод, а в воде его нет.
Волновая функция основного состояния воды
Под водой скорость звука в 4,4 раза выше, чем у поверхности,
и составляет 1483 м /с при температуре 20 С. Поэтому пространственное
восприятие звука под водой сильно затруднено, мозг просто не успевает
обработать информацию. Важно знать, что звук под водой не только проходит
быстрее, но также в большей степени чем в воздухе зависит от частоты. Поэтому
глубокие частоты, такие как звуки больших морских двигателей, часто могут быть
услышаны драйверами на расстоянии нескольких километров.
В природе
Вода в природе везде. Реки и океаны, облака на небе, к этому
добавляются грунтовые воды и те, которые постоянно хранятся в почве и
обеспечивает основу для ее плодородия. Вода в природе — это жизнь, без воды все
ничто. Она— основа плодородия, без нее не было бы ни растений, ни пищи.
Атмосферные осадки
Вода в природе находится в круговороте. Испаряясь, она
поднимается как водяной пар в атмосферу. За тем крошечные капельки собираются и
образуют облака. Когда облака попадают в холодный воздух, маленькие капли воды
конденсируются и образуют дождь, снег или град.
Вода за пределами земли
Вода за пределами Земли на одних небесных телах находится в
твердом состоянии (лед), а на других как водяной пар. В виде льда, она была
обнаружена в кометах («грязные снежки»), на Марсе и на некоторых других внешних
планетах. Только кольца Сатурна содержат примерно в 20-30 раз больше воды, чем
Земля. Доказательства присутствия льда в метеоритных кратерах вблизи полюсов
можно найти даже на Меркурии, планете, ближайшей к Солнцу.
Биологическая роль
Вода является источником здоровой жизни и очень важна для
организма. Как часть крови, она снабжает нас кислородом и питательными
веществами. В то же время токсины транспортируются через кровоток в почки,
удаляются из организма. Вода регулирует температуру тела. Если температура
воздуха высокая, человек потеет, и тело охлаждается. Однако, если пот не
выделяется, то поднимается температура и самочувствие ухудшается.
Многие витамины, молекулы сахара могут использоваться
организмом только через воду. Органические вещества расщепляются в воде и
транспортируются к нужным органам. Кроме того, она является важным компонентом
клеток и тканей. Например, мозг на 90 % состоит из жидкости.
Применение
Вода используется во всех сферах жизни. Люди пьют ее,
готовят пищу, поливают растения. На гидроэлектростанциях вода используется, как
источник энергии. Она также необходима на фабриках, например, для производства
и переработки бумаги. Кстати, для производства одного листа бумаги требуется 10
литров воды! При тушении пожаров без нее не обойтись. Сельское хозяйство было
бы невозможно без Н2О.
Многие используют ее в качестве лекарства от разных
болезней. Особенно много целебных свойств, приписывают органической воде.
Исследования
Вода существует миллиарды лет, и, казалось бы, что о ней
знают все, но она все равно остается тайной. Создаются целые институты, которые
пытаются узнать, как сделать аналог воды, откуда она появилась на Земле и в
космосе. Они изучают ее влияние на жизнь, ландшафт, природу.
Происхождение воды на планете
Многих интересует, откуда все-таки взялась вода. Она
родилась четыре с половиной миллиарда лет назад в глубинах вселенной. Земля,
еще не полностью сформированная, состояла в основном из вулканов. Газы, богатые
водяным паром, выделялись в атмосферу, там образовывались облака. За
тысячелетия земля остыла, и пары, сгущаясь, падали обратно на земную кору в
виде дождя. Также формированию этого очень важного источника жизни,
способствовали падающие кометы, состоящие в основном изо льда и фрагментов
породы. Это явление способствовало образованию рек, озер и океанов, где
миллионы лет спустя появились бы первые формы жизни.
Гидрология
Понять, как вода взаимодействует с атмосферой, как влияет на
жизнедеятельность, помогает наука гидрология. Она изучает, какая вода находится
в водной оболочке Земли. Гидрология помогает понять, как рационально управлять
водными объектами. Она составляет прогнозы состояния водных ресурсов, и дает им
оценку.
Гидрогеология
Наука, которая изучает подземные воды, гидрогеохимию
называется гидрогеология. Гидрогеологи занимаются поиском новых подземных
водных источников, изучают, как сделать воду из подземных источников полезной
для мелиорации, водоснабжения, природного ландшафта. Данные полученные учеными
помогают снизить негативные влияния деятельности людей, на подземные водные
источники.
Теперь вы знаете всю правду о воде, и понимаете, насколько
важно бережно к ней относится. Ведь если пропадет вода, то не станет и нас.
Источник