Поиск

Важнейшие свойства и происхождение природных вод
16.06.2015

Вода — одно из немногих веществ, способных в земных условиях находиться в трех физических состояниях: твердом, жидком и газообразном — и быстро переходить из одного состояния в другое. Изменение состояния воды сопровождается поглощением (испарение, таяние) или выделением (конденсация, замерзание) тепла. Скрытая теплота парообразования при 0° равна 597 кал/г. Химически чистая вода — окись водорода H2O в условиях нормального давления кипит при 100°, замерзает при 0° и имеет наибольшую плотность при 4°. При охлаждении ниже 4° ее плотность уменьшается, а при замерзании объем ее увеличивается на 10% первоначального. Это удивительное свойство воды объясняется тем, что одиночные молекулы H2O — гидроли — обладают спосбностью объединяться по нескольку, образуя сложные молекулы (H2O)2 (дигидроли) и (H2O)8 (тригидроли). Объединение одиночных молекул приводит к возникновению молекул более крупных и относительно более легких. В природе пар, жидкая вода и лед состоят из смеси одиночных и сложных молекул. Ho при этом водяной пар — это главным образом H2O, жидкая вода — (H2O)2, лед — (H2O)3. С понижением температуры происходит, во-первых, нормальное уменьшение объема воды, вызванное охлаждением, и, во-вторых, его увеличение, связанное с объединением одиночных молекул в сложные, крупные, но более легкие. При температуре выше 4° преобладает первый процесс, при 4° оба процесса уравновешиваются и вода имеет наибольшую плотность. Дальнейшее понижение температуры сопровождается увеличением количества крупных, легких молекул и ростом объема воды. При температуре 0° происходит быстрое превращение всех молекул в дигидрольные и тригидрольные, что сопровождается скачкообразным увеличением объема воды.
Свойство воды увеличиваться в объеме при замерзании играет большую роль в выветривании горных пород. Этим свойством объясняют способность льда плавать на воде.
Благодаря тому что кислород и водород имеют несколько изотопов (Н1, H2, О16, О17, О18), возникают различные их сочетания, образующие девять видов воды. В природе вода представляет собой смесь всех девяти видов, причем на долю обыкновенной воды (H2O16) приходится 99,73% . Все виды воды, кроме обыкновенной (H2O16), называются тяжелой водой. Существеннее всего от обыкновенной воды отличается H2в2O16, или Д2О (H2в2 называют дейтерием — Д). Тяжелая вода Д2О кипит при 101,42°, замерзает при 0,80° и имеет максимальную плотность при 11,6°. В тяжелой воде рыбы не живут, семена растений, смоченные такой водой, не прорастают.
В природе вода не бывает химически чистой, так как она обладает очень сильной растворяющей способностью в отношении множества неорганических соединений.
Из 98 известных на Земле химических элементов в воде обнаружено 45 (большинство в очень малых количествах). Концентрация растворенных в воде веществ характеризуется соленостью и измеряется в промилле (‰), в процентах (%) и в граммах на литр воды.
С изменением солености температура замерзания и температура наибольшей плотности воды изменяются (табл. 17).

Важнейшие свойства и происхождение природных вод

Из таблицы видно, что температура наибольшей плотности падает при увеличении солености быстрее, чем температура замерзания, и при солености около 24,7 ‰ они совпадают. При дальнейшем повышении солености температура наибольшей плотности воды всегда ниже температуры замерзания. Это значит, что такая вода, охлаждаясь, становится более плотной и опускается, а на поверхность поднимается вода менее холодная. Поэтому очень соленые глубокие юзера (могут не покрываться льдом даже при очень низкой температуре, а мелкие — промерзают до дна. Когда соленая вода в Океане охлаждается и погружается, она несет с собой в глубину кислород.
Вода — наиболее теплоемкое из всех известных в природе тел. Теплоемкость воды с повышением температуры сначала падает, достигая минимума при 30°, а затем возрастает. Теплоемкость льда в два раза меньше теплоемкости жидкой воды.
Теплопроводность чистой воды незначительная, поэтому нагревание воды в водоемах осуществляется главным образом путем ее перемешивания. При отсутствии причин, вызывающих перемешивание, в водоемах возникает температурная слоистость — стратификация. Лед обладает меньшей теплопроводностью, чем жидкая вода, поэтому, возникнув на поверхности водоема, он хорошо предохраняет воду от дальнейшего охлаждения.
Из всех жидкостей у воды самое большое поверхностное натяжение. Образующаяся на поверхности воды пленка играет роль в образовании волн. Поверхностным натяжением обусловлено свойство капиллярности — способность воды подниматься в порах породы.
Все свойства воды взаимосвязаны, и изменение одних свойств влечет за собой изменение других.
Происхождение природных вод связано с происхождением Земли. Планета получила воду от частиц, вошедших в ее состав. Это подтверждается нахождением в метеоритах физически связанной воды. В процессе развития планеты вода постепенно выделялась, образуя увеличивающуюся в объеме гидросферу. Пополнение вод гидросферы за счет выделения молекул воды, поднимающихся к земной поверхности, возможно, происходит и в настоящее время.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *