Вода свойства вещества: Особенности физических свойств воды

Содержание

Уникальные свойства воды

Вода – уникальное и неповторимое вещество. Несмотря на непрерывное развитие науки и огромное количество открытий, учеными до сих пор не изучены все ее свойства и особенности. В 1766 году благодаря открытию ученого Г. Кавендиша удалось установить принадлежность воды к соединениям. До этого считалась, что это простой химический элемент. Вода играет исключительно важную роль в кругообороте веществ и энергии, поддерживая жизнь на земле, и помогает формировать погоду и климат.

Вода – химическое соединение водорода и кислорода в соотношении 11% на 89%. В стандартном состоянии без примесей оно представляет собой бесцветную жидкость, которая также не имеет вкуса и запаха. Однако помимо состава и перечисленных свойств, воду выделяют и другие уникальные особенности, о которых пойдет дальше речь в этой статье.

Без воды нельзя представить жизнь человека и живых существ. Она не только сопровождает его на протяжении всей жизни, используясь для приготовления пищи, выполнения гигиенических процедур и других целей, но и занимает важнейшее место в организме. С ее помощью обеспечивается работа всех ключевых систем жизнеобеспечения, в том числе перенос по кровеносной системе тысяч веществ, которые необходимы для функционирования органов. Также вода содержится в лимфе, выводящей из кишечника питательные вещества и распределяющей их по тканям.

Подробнее о свойствах воды

Говоря об уникальных свойствах воды, в первую очередь необходимо упомянуть тот факт, что она является единственным веществом, которое может существовать в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Жидкое – это нормальное состояние воды, которое наблюдается при отсутствии влияния внешних факторов. Твердую форму она приобретает при достижении отрицательных температур, превращаясь в лед. Газообразное состояние – это процесс превращения воды в пар, вызванный нагревом до 100 °C.

Также важно отметить способность воды растворять практически любые твердые вещества, при условии наличия достаточного времени. По этой причине на данный момент ни одному исследовательское центру или лаборатории не удалось получить воду в 100% чистом виде. В любом образце содержится определенное количество растворенного материала сосуда.

К другим свойствам воды можно отнести следующие:

Это единственная жидкость на планете с минимальной зависимостью удельной теплоемкости от температуры. Этот показатель проявляется при температуре +35 °С. При этом нормальная температура человеческого тела, которое как известно на две трети состоит из воды, находится в районе 36-37 °C.

С учетом аномально высокой теплоемкости, для нагрева определенного количества на один градус, потребуется больше энергии, чем при нагреве любой другой жидкости. Это напрямую влияет на способность воды удерживать тепло, что является огромной редкостью для веществ. Именно поэтому температура человеческого тела поддерживается на определенном уровне как в жаркие дни, так и в прохладные ночи.

У воды самый высокий коэффициент натяжения среди всех жидкостей. Значение, вычисляемое в σ, H/м, при 20 °C будет равняться 0,073. У глицерина этот показатель будет равен 0,065, у бензола – 0,029, у спирта – 0,0225.

Интересные факты

Затрагивая тему характеристик воды, нельзя не отметить ряд малоизвестных фактов, которые лишний раз доказывают уникальность этого вещества.

Человеческая кровь состоит из воды на 83%.

Регулярное потребление воды в достаточном количестве предупреждает раннее старение кожи.

Механические воздействия, а также музыкальные звуки в определенной тональности способны менять структуру вещества.

Пригодной для питья можно назвать только 1,1% воды на Земле. Большая ее часть – 97%, принадлежит Мировому океану и является непригодной не только для употребления, но и использования в сельском хозяйстве. Это связано со значительным содержанием солей.

Горячая вода всегда будет замерзать быстрее, чем холодная.

Замерзание морской воды происходит при температуре ниже -1,91 °C.

Вода отражает не больше 5% солнечных лучей, из-за чего под толщу льда океана проникает только 2% света.

Подводя итог, уникальность воды выражается во множестве факторов, которые так или иначе выделяют ее среди большинства других веществ. Это объясняет ее широкую область применения. Помимо ключевой роли в жизнедеятельности человека, вода используется в качестве теплоносителя, замедлителя нейтронов – во многих случаях она незаменимый элемент ядерных реакторов – в пожаротушении, а также в различных спортивных дисциплинах. Исследования воды продолжаются до сих пор, и многие ее свойства еще только предстоит открыть.

!Подробная информация, уточнение цен и приём заказов по телефону:

+7 (4872) 708 000

Уникальные свойства воды — Cyber Aqua на vc.ru

1. Вода полярная. Молекулы воды полярны, с частичным положительным зарядом на атомах водорода, частичным отрицательным зарядом на кислороде и изогнутой общей структурой. Это связано с тем, что кислород более электроотрицателен, а это означает, что он лучше, чем водород, притягивает электроны.
2. Вода отличный растворитель. Вода обладает уникальной способностью растворять многие полярные и ионные вещества. Это важно для всех живых существ, потому что, когда вода проходит через круговорот воды, она забирает с собой много ценных питательных веществ!
3. Вода обладает высокой теплоемкостью. Чтобы повысить температуру определенного количества воды на градус, требуется много энергии, поэтому вода помогает регулировать температуру в окружающей среде. Например, это свойство позволяет температуре воды в пруду оставаться относительно постоянной днем и ночью, независимо от изменения температуры воздуха.
4. Вода имеет высокую теплоту испарения. Люди (и другие животные, которые потеют) используют высокую теплоту испарения воды для охлаждения. Вода превращается из жидкой формы в пар при достижении теплоты испарения. Поскольку пот состоит в основном из воды, испаряющаяся вода поглощает избыточное тепло тела, которое выделяется в атмосферу. Это называется испарительным охлаждением
5. Вода обладает когезионными и адгезионными свойствами. Молекулы воды обладают сильными силами сцепления из-за их способности образовывать водородные связи друг с другом. Силы сцепления ответственны за поверхностное натяжение тенденцию поверхности жидкости сопротивляться разрыву, когда она находится под напряжением или напряжением. Вода также обладает адгезионными свойствами, которые позволяют ей прилипать к другим веществам, кроме нее самой.
Эти когезионные и адгезионные свойства необходимы для переноса жидкости во многих формах жизни. Например, они позволяют транспортировать питательные вещества к верхушке дерева против силы тяжести.
6. Вода менее плотная в твердом виде, чем в жидкой. Когда вода замерзает, молекулы образуют кристаллическую структуру, которая разделяет молекулы дальше, чем в жидкой воде. Это означает, что лед менее плотный, чем жидкая вода, поэтому он плавает.
Это свойство важно, поскольку оно защищает пруды, озера и океаны от замерзания и позволяет жизни продолжать процветать под ледяной поверхностью.
Распространенные ошибки и заблуждения
• Вода растворяет все, потому что это «универсальный растворитель». Вода обладает способностью растворять многие вещества, но термин «универсальный растворитель» вводит в заблуждение. Вода способна растворять другие полярные молекулы и ионы, такие как сахара и соли. Однако неполярные молекулы, такие как масла, не имеют частичных положительных или частичных отрицательных зарядов, поэтому они не притягиваются к молекулам воды. Вот почему неполярные вещества, такие как масло, остаются отдельными при добавлении в воду.

Источник:

https://cyberaqua.ru/

17 192
просмотров

Физические и химические свойства воды

Важнейшим ресурсом, также необходимым для основного устойчивого развития человека, является вода. Прежде чем мы обсудим воду, давайте познакомимся с некоторыми ключевыми статистическими данными о воде. Вот некоторые из них:

В среднем человек использует 101 галлон воды в день, т. е. 380 литров воды в день.
68% запасов пресной воды Земли находится в ледниках
85% человеческого мозга состоит из воды

Что такое вода?

Вода, также известная как \[H_{2}O\], представляет собой вещество, состоящее из химических элементов водорода (\[H_{2}\]) и кислорода (\[O_{2} \]). Как полярное неорганическое соединение вода представляет собой бесцветную жидкость без вкуса и запаха. Вода, как наиболее изученное химическое соединение, известна как универсальный растворитель. Это единственное вещество, которое существует во всех трех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Считалось, что жизнь на Земле зародилась в водоемах мира, таких как океаны, реки, озера.

Как образуется молекула воды?

Молекула воды образуется при химической связи водорода и кислорода. Вода — лучший пример полярной ковалентной связи. Это означает химическую связь, при которой электроны неравномерно делят атомы. Каждая молекула воды ковалентно связана с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода, реакция может быть записана следующим образом:

\[H_{2} + O_{2} \rightarrow H_{2}O \]

Какие состояния воды?

Как уже говорилось, вода является единственным веществом, которое существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Первое состояние воды в твердом состоянии — это лед. Как твердое вещество, вода доступна в виде твердого амальгамированного кристалла, называемого льдом, и рыхлого амальгамированного кристалла, называемого снегом. Наиболее часто видимым состоянием воды, которое является вторым состоянием, в атмосфере Земли является жидкость, известная как «вода». Третье состояние воды в газообразном состоянии называется водяным паром или паром. Это состояние воды, когда образуются облака — из мельчайших капелек воды, взвешенных в воздухе.

Какая связь между гидрологическим циклом и состоянием воды?

Гидрологический цикл – это общий круговорот природы, при котором водный поток регулируется в различных состояниях воды, что делает его переносимым для всех форм жизни на Земле. Это усиливается за счет наличия воды во всех штатах. Кроме того, процесс испарения, осаждения и конденсации облегчает транспортировку воды по разным формам рельефа.

Жидкое состояние воды водоемов – океанов, рек, озер и т.п. переходит в газообразное состояние, называемое водяным паром, в результате процесса испарения. Далее вода конденсируется вместе, образуя крошечные капельки водяного пара, называемые облаками. Кроме того, облака осаждаются в виде воды в жидком состоянии, известной как дождь. Эта вода в жидком состоянии используется формами жизни для различных целей, а оставшаяся вода собирается обратно в водоемы.

Каковы свойства воды?

Свойства соединения – воду можно разделить на:

Давайте продолжим и сосредоточимся на физических и химических свойствах воды:

Физические свойства воды

Внешний вид: Как вы уже знаете, вода бесцветная жидкость без запаха и вкуса в естественном состоянии. Кристаллическая структура воды шестиугольная.
Температура кипения воды: Температура кипения определяется как температура, при которой давление паров жидкости равно давлению, окружающему жидкость, и, таким образом, жидкость превращается в пар. Нам известно, что температура кипения воды равна 100°С.
Точка замерзания воды: Точка замерзания – это температура, при которой вещество переходит из жидкого состояния в твердое. Итак, для воды точка, в которой вода из жидкого состояния превращается в лед в твердом состоянии, является точкой замерзания воды, которая составляет 0°C или 32°F.
Удельная теплоемкость: Вода имеет высокую удельную теплоемкость 4,2 Дж на грамм при 25°C. Это связано с обширными водородными связями между молекулами воды.
Плотность воды: Плотность воды составляет около 1 г/см3 и изменяется в зависимости от температуры необычным образом. Плотность воды в разных состояниях – твердом и жидком. В твердом состоянии плотность составляет 0,9 г/см3.
Вязкость воды: Вязкость определяется сопротивлением деформации при заданной скорости. Другими словами, густота жидкости — например, сиропа и воды. Вязкость воды составляет 0,89 сП (сантипуаз).
Поверхностное натяжение воды: Поверхностное натяжение – это тенденция жидкости сжиматься на минимальной площади поверхности. Вода имеет высокое поверхностное натяжение 72 мН/м при 25°C. Из-за высокого поверхностного натяжения воды насекомые могут ходить по поверхности воды без какого-либо дискомфорта.
Показатель преломления воды: Проще говоря, показатель преломления — это число, которое описывает, как быстро свет достигает материала. Показатель преломления воды составляет 1,333 при 20°С.
Сжимаемость воды: Сжимаемость определяется как функция температуры и давления и их влияние на вещество. Для воды сжимаемость при 0°C составляет \[5,1 \times 10 — 10 Pa — 1\], а до 45°C она снижается до \[ 4,4 \times 10 — 10 Pa — 1\]. По мере увеличения давления сжимаемость еще больше снижается.
Диэлектрическая проницаемость воды: Диэлектрическая проницаемость является мерой того, насколько легко материал поляризуется электрическим полем. Диэлектрическая проницаемость воды очень высока и составляет 78,6. Эта константа играет очень важную роль в воде, являющейся универсальным растворителем.

Химические свойства воды

Химическая формула: Химическая формула воды \[H_{2}O\]. Как было описано ранее, молекула воды образована ковалентной связью атомов водорода и кислорода.

Амфотерность воды: Амфотерность — одно из важнейших свойств воды. Амфотерность означает способность вещества действовать как кислота или основание. Вода в естественном состоянии не является ни кислой, ни щелочной. Основная причина заключается в его способности отдавать и принимать протоны. Однако дождевая вода слабокислая, с pH от 5,2 до 5,8.

Растворимость воды: Вода считается универсальным растворителем. Это связано с химическим составом и физическими свойствами, а также с его высокой диэлектрической проницаемостью, что делает его наиболее растворимым веществом. Наличие положительных и отрицательных зарядов у водорода и кислорода соответственно позволяет ему притягиваться к другим молекулам соединений, нарушая их молекулярные силы и позволяя им распадаться и растворяться.

Химическое соединение, состоящее из двух атомов водорода и одного атома кислорода, известно как вода. Воду обычно называют жидким состоянием этого соединения, твердую фазу называют льдом, а газ называют паром. Сверхкритический флюид также образуется водой при особых условиях. В химии формула воды — \[H_{2}O\].

Формула воды

\[H_{2}O\] — это химическая формула воды, состоящая из двух элементов: водорода и кислорода. Чтобы образовалась вода, две молекулы водорода соединяются с одной молекулой кислорода. Вода также известна как универсальный растворитель, что указывает на то, что она обладает свойством растворять многие вещества.

Физические свойства воды

Некоторые физические свойства воды:

Молекулы воды имеют водородные связи между собой.
Температура кипения и плавления воды составляет 100° и 0°C соответственно.
Три состояния воды: твердое, жидкое и газообразное.
Вода имеет полярную природу, из-за которой она может растворять почти все вещества, поэтому ее называют универсальным растворителем.
В твердом состоянии вода имеет кристаллическую структуру, которая представляет собой клетку в виде трехмерной структуры. Кристаллическая структура воды имеет много пустот, из-за которых плотность льда меньше, чем у воды, и, следовательно, он может плавать на воде.
Известно, что плотность воды составляет 0,0,99 г/мл при 4 °C.

Физические свойства воды{-}\]

Гидролиз. Диэлектрическая проницаемость воды очень высока, что означает сильную тенденцию к гидратации. При наличии вокруг себя гидратных оболочек вода вступает в сильные реакции с ионами солей.

\[SiCl_{4} + 2H{2}O \rightarrow SiO_{2} 4HCl \]

Окислительно-восстановительные реакции — Диводород можно получить из воды, так как он является отличным источником и может быть восстановлен при реагирует с высоко электроположительным металлом, таким как натрий.

\[H_{2}O + Na \rightarrow 2NaOH + H_{2}\]

Свойства воды

ПРЕДСТОЯЩИЕ СОБЫТИЯ

Ваш браузер должен поддерживать JavaScript для просмотра этого контента.
Включите JavaScript в настройках браузера и повторите попытку.
Календарь событий от TrumbaПросмотреть полный календарь

УЗНАТЬ О СВОЙСТВАХ ВОДЫ

Структура молекулы воды создает слабое притяжение между концами кислорода
одной молекулы и водородными концами других молекул воды. Хотя эти
«полярные» связи относительно слабы и постоянно рвутся и восстанавливаются, их
существование приводит к многим особым свойствам воды по сравнению с другими веществами
на земле. Эти свойства воды в значительной степени ответственны за жизнь на Земле.

Ниже приведены естественные свойства воды, на которые человек может оказать существенное влияние.
виды деятельности: химические, физические и биологические.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Природные воды всегда содержат растворенные соли, микроэлементы, некоторые металлы и газы.
На самом деле в воде растворяется так много веществ, что ее иногда (ошибочно) называют
как «Универсальный растворитель». Хотя большинство этих веществ важны для здоровья
водные экосистемы, по мере увеличения концентрации они могут оказывать негативное воздействие и
мы думаем о них как о загрязнителях.

Растворенного кислорода

Питательные вещества

Алочная и твердость

Метальс

Metals

.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Температура

Мутность

Движение воды

Свет

БИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Растения

Водные растения представляют собой фотосинтезирующие организмы, приспособленные к жизни в воде. Наземные растения
в основном «сосудистые» растения, имеющие корни, которые поглощают и транспортируют воду и питательные вещества.
к листьям, где происходит фотосинтез. Многие водные растения имеют более простое строение.
Этим «макрофитам» не нужно транспортировать воду, так как они живут в воде, и
как правило, они могут получать питательные вещества непосредственно из воды. Тип и форма, которые
водные растения принимают в зависимости от глубины воды и от того, течет ли вода
(реки и ручьи) или неподвижные (озера, пруды или водно-болотные угодья).

Suspended and attached algae

Emergent, floating and submersed plants

Animals

Zooplankton

Macroinvertebrates

Fish

Other vertebrates

Бактерии

С точки зрения качества воды нас больше всего беспокоит роль бактерий в развитии болезней.