Свойства воды какие есть: Свойства воды (3 класс, окружающий мир) в жидком состоянии

Физические свойства воды / «Леда Плюс» г. Казань

Физическими свойствами воды считаются те свойства, которые человек может ощутить с помощью своих органов чувств. Если вода мутная, имеет неприятный цвет или запах, она будет недостаточно полезна для человека, хоть и не принесет особого вреда. Свои полезные свойства вода теряет в этом случае из-за рефлексов человеческого организма. Рассмотрим поочередно все вышеперечисленные свойства воды и их влияние на человеческий организм.

Прозрачность воды

 Прозрачность воды – один из главных показателей ее качества и чистоты, под ним понимается способность увидеть сквозь воду предметы, расположенные на глубине, а также способность пропускать солнечный свет. Степень прозрачности воды зависит от наличия в ней различных химических соединений и механических примесей. Нормой прозрачности питьевой воды является прозрачность не менее чем 30 сантиметров.

Цвет воды

Качественная вода, предназначенная для питья не должна иметь никакого цвета, то есть быть бесцветной.

Любая окраска воды неприятна для питья уже в психологическом плане. Но, к сожалению, вода без какого либо оттенка встречается крайне редко. Обычно такую высококачественную воду можно встретить лишь в глубоких подземных источников. Вода в водоемах же обычно обладает каким-либо оттенком. Чаще всего этот оттенок желтоватый, это связано с присутствием в воде различных солей, железа или же гуминовых соединений. Для воды в болотах характерен зеленоватый оттенок, который ей придают водоросли. Такая вода непригодна для питья.

Запах воды

Никакой запах не должен присутствовать в чистой питьевой воде. Если же запах все-таки есть, стоит насторожиться, выяснить причину запаха и только потом спокойно употреблять воду, если причина безобидна, а вода безопасна для питья. Например, для определенных видов минеральных вод также характерен неприятный запах. Это связано с наличием в воде сернистого железа, что безопасно для питья. В других же случаях, неприятный запах говорит о том, что вода содержит продукты распада животных или растительных организмов, а также небезопасных для человека химических соединений.

Вода может быть загрязнена промышленными предприятиями, сточными водами, большим количеством хлора, который обычно используют для обеззараживания воды, но иногда нормы могут быть превышены, что также небезопасно для человека.

---

Физические свойства воды (ч.2)

Полезные свойства воды для человека

Полезные свойства воды для организма

С тем, что вода — источник жизни на Земле, вряд ли кто–то станет спорить. Для человека это и вовсе бесценный ресурс, ведь наше тело почти на 80% состоит из воды. В чем заключаются полезные свойства воды для организма? И какая вода полезнее всего?  

Истина в воде

Главный парадокс заключается в том, что полезные свойства воды для человека можно перечислять бесконечно, хотя в ней полностью отсутствуют витамины и минералы. Прежде всего, она является главным средством транспортировки, доставляющим питательные вещества во все клетки нашего организма. Вода нормализует обменные процессы, стимулирует работу мозга и нервной системы, налаживает пищеварение, подпитывает иммунитет, выводит шлаки и токсины, повышает эластичность связок, улучшает состояние кожи и волос.

К тому же вода — это температурный регулятор, который не позволяет нашему телу перегреваться и охлаждаться сверх нормы. Ощутить пользу чистой воды для организма, а заодно сбросить пару лишних килограммов, просто. Достаточно выпивать каждый день в среднем по 2 л воды.

Кипятить или не кипятить?

В зависимости от химического состава и состояния, вода проявляет свои свойства по-разному. Самые непримиримые споры вызывает польза кипяченой воды для организма. С одной стороны, кипячение уничтожает вредные бактерии, хлор и прочие химические примеси. В результате, вода становится мягкой и более приятной на вкус. С другой стороны, ее структура и ценные качества безвозвратно утрачиваются, и такая вода становится «мертвой», то есть абсолютно бесполезной для организма. Некоторые специалисты считают, что  в процессе кипячения выделяются соли, которые, попадая в организм, вызывают отеки, воспаления суставов и даже образование камней в почках. Чтобы обезопасить себя, они рекомендуют кипятить воду не дольше 10–15 минут.

Благо из недр земли

Родниковая вода считается одной из самых чистых и целебных, поскольку не подвергается химической обработке. Полезные свойства родниковой воды формируются за счет того, что она проходит естественную очистку грунтовыми почвами, сохраняя таким образом природные качества и структуру. Она обладает сбалансированным составом и высокой концентрацией кислорода. Именно такая вода считается «живой», а потому не требует кипячения или фильтрации. Минусы, увы, тоже имеются. Высокий уровень загрязнения окружающей среды влияет на качество родниковой воды, поэтому выбирать ее нужно только из проверенных источников. К тому же вкусовые и полезные свойства такой воды разрушаются достаточно быстро. Так что хранить ее дольше 7–10 дней не рекомендуется.

Скрытая энергия льдов

Талая вода, получаемая из природных льдов, не уступает родниковой по полезным качествам. А поскольку льды меньше подвержены загрязнению, вода из них отличается особенной чистотой. Польза талой воды для организма бесценна. Она стимулирует обменные процессы и восстанавливает клетки организма. Регулярное употребление талой воды нормализует пищеварение, выводит токсины, благотворно влияет на сердце и химический состав крови. Кроме того, она повышает работоспособность, улучшает память и способствует крепкому сну. Талая вода способна причинить вред организму, только если была нарушена технология приготовления. К тому же вводить ее в рацион следует постепенно: начинать со 100 мл в день, при этом разбавляя ее обычной водой. 

Минеральный коктейль

Мощным лечебным действием обладает минеральная вода, обогащенная биологически активными веществами, различными солями и микроэлементами. Полезные свойства минеральной воды определяются ее химическим составом. К примеру, вода, насыщенная сульфатами, стимулирует работу печени и желчного пузыря. Хлоридная вода улучшает деятельность органов пищеварения и налаживает обмен веществ. Широко известна польза щелочной воды для организма. С ее помощью лечат гастрит, язву, панкреатит, подагру и колит. Показана такая вода и при избыточном весе. Однако в каждом конкретном случае подбирать минеральную воду должен врач, с учетом противопоказаний и возможных побочных эффектов.

Сила морской пучины

В этой череде нельзя не упомянуть полезные свойства морской воды, хотя для питья она абсолютно непригодна. А вот для оздоровительных водных процедур подходит как нельзя лучше. Ключевой элемент, хлорид натрия, поддерживает кислотно-щелочной баланс в организме. Йод омолаживает клетки и стабилизирует уровень недостающих гормонов. Цинк повышает иммунную защиту и стимулирует работу половых желез. Кальций укрепляет соединительные и мышечные ткани, а также быстро заживляет небольшие ранки. Магний оказывает расслабляющее действие, участвует в обмене веществ и нейтрализует аллергические реакции. А еще после оздоровительных процедур морской водой кожа становится более упругой и подтянутой.

Польза воды для организма человека очевидна, в каком бы из представленных видов вы ее ни употребляли. Ведь вода является незаменимым элементом здорового питания, который поддерживает нас в тонусе и защищает от многих болезней.

Как обычную водопроводную воду превратить в целебную — Российская газета

Весной, в период таяния снега, вода из водопроводного крана часто отдает хлоркой.

Причина понятна: весенние ручьи смывают в водоемы грязь.

Чтобы обеззаразить воду, поступающую в квартиры, ее особенно тщательно хлорируют. В итоге получается жидкость, в общем-то, безопасная, но невкусная и со странной структурой молекул, несвойственной живой природе. Но и ее можно превратить в «эликсир жизни», не потратив на это ни копейки. Плюсы у воды появляются «при минусе», то есть после ее замораживания.

Жидкие снежинки

В естественной среде молекулы воды объединяются в кольцо, образуя правильную звездочку-снежинку с шестью лучами. Структурированная таким образом вода хорошо снабжает клетки нашего тела кислородом, питательными и минеральными веществами. Ни водопроводная, ни дистиллированная, ни бутилированная вода правильной шестиконечной фигуры не образуют.

На Земле известно более десятка районов, чаще всего горных, где люди живут значительно дольше обычного, причем на здоровье не жалуются и выглядят много моложе своих лет. По данным Всемирной организации здравоохранения, эти «оазисы» долголетия, при всем разнообразии условий проживания в них объединяет одно общее — вода, которую пьют жители этих мест.

Чистая, с «упорядоченными» молекулами вода ледниковых рек и озер или редких теперь уже подземных ключей. Такую воду испокон веку люди называли «живой». Не случайно среди горцев больше всего здоровых и бодрых долгожителей. Ученые связывают это с удивительными свойствами воды высокогорных источников, образованных таянием ледяных вершин. Талая вода характеризуется чрезвычайно высокой биологической активностью, омолаживающим, оздоравливающим и повышающим иммунитет действием.

Эликсир молодости

Многочисленные исследования биологической активности талой воды, проводимые у нас и за рубежом, показали:

— ее применение вдвое повышает яйценоскость кур и удои молока у коров;

— на 60% возрастает урожайность злаковых культур, а огурцов и редиса — аж в 2,5 раза.

Наблюдения велись и за больными людьми, которые на протяжении нескольких месяцев использовали талую воду для питья и приготовления пищи. Оказалось, что общее состояние больных заметно улучшалось, снижалось количество холестерина в крови, нормализовались давление и обменные процессы.

Талая вода издавна успешно использовалась в косметологии. Современные врачи тоже советуют протирать кожу кубиками льда, умываться, ополаскивать волосы и делать маски на ее основе.

Пристрастием к талой воде некоторые специалисты объясняют даже птичьи перелеты из благодатных южных широт в наши суровые условия. Якобы пернатые возвращаются на родину именно в период таяния снегов, потому что им нужна талая вода. Они пьют ее, купаются в ней, и это способствует появлению на свет здорового потомства.

Как приготовить талую воду?

Способов получения талой воды в домашних условиях несколько. Самый простой — налить воду в кастрюлю и поставить в морозилку на лист картона. Как замерзнет, вынуть и дать растаять при комнатной температуре.

Второй способ заключается в том, чтобы прогнать воду по полному кругу свойственных ей превращений. Сначала ее нагревают до 94-96 градусов — стадии «белого ключа», снимают с огня, быстро охлаждают под краном или в ванне с холодной водой, а потом замораживают в морозильной камере. При необходимости — оттаивают и используют по назначению.

Но самую чистую и полезную воду получают способом так называемого двойного очищения: от тяжелой воды и химических примесей. Для этого родниковую или отстоянную и прокипяченную водопроводную воду держат в морозильнике до образования тонкой корочки льда. Первой схватывается так называемая тяжелая вода, поэтому образовавшийся ледок выбрасывают, а оставшуюся воду снова выставляют на мороз, пока половина или 2/3 ее объема не превратятся в лед. Незамерзший остаток — концентрат солей и вредных примесей — сливают, а лед оттаивают при комнатной температуре и пьют. Это и есть целебная живая вода. Ее нужно пить сразу, как лед растает. На ней можно готовить пищу. Правда, при нагревании она теряет свои лечебные свойства, но остается гораздо чище воды, пропущенной через фильтр.

Важно

Независимо от того, каким способом вы будете получать талую воду, помните:

•  для ее приготовления нельзя брать снег и лед с улицы, а также растапливать «шубу» на морозильнике;
•  водопроводную воду перед замораживанием надо отстаивать;
•  нельзя пользоваться металлической посудой;
•  замораживать воду лучше в пластмассовой таре, предназначенной для хранения питьевой воды, а еще лучше — в эмалированной;
•  воду, предназначенную для лечения, после оттаивания хранить не более 5-7 часов;
•  не нагревать ее выше 37 градусов;
•  к свежей талой воде лучше ничего не добавлять.

Кстати

— В 1933 году сотрудники Калифорнийского университета Г. Льюс и Р. Макдональд выделили из природной воды так называемую тяжелую воду. Узнав об этом открытии, академик Н. Зелинский написал: «Кто бы мог подумать, что в природе существует еще другая вода, о которой мы до прошлого года ничего не знали, вода, которую в весьма небольшом количестве мы ежедневно вводим в свой организм вместе с питьевой водой. Однако небольшие количества этой новой воды, потребляемой человеком в течение жизни, составляют уже порядок величины, с которым нельзя не считаться».

— Британские ученые заявили, что секрет долголетия британских монархов кроется в особом составе воды, бьющей из подземного ключа на территории их загородной резиденции Балморал. Исследования показали, что вода Балморала обладает свойствами, задерживающими процесс старения. Один из руководителей научных работ профессор Хью Мэтесон так и заявил: «Эту воду можно использовать для омоложения организма».

Действительно, королевская семья всегда использовала ее очень широко. Балморал был излюбленным местом проживания королевы матери, скончавшейся в возрасте 101 года. И ее дочь, нынешняя королева Елизавета II, проводит в шотландском замке каждое лето и скоро отпразднует свое 83-летие.

Вода. Свойства и значение воды для живых организмов

Свойства воды Вода как растворитель Вода как среда обитания Уникальные свойства воды, очень важные для живых организмов, проявляются в своеобразном, почти исключительном поведении воды вблизи точки замерзания. 1. Максимальная плотность при to = + 4oC. Общеизвестно, что с понижением температуры плотность большинства веществ возрастает, а объем, занимаемый единицей массы, соответственно уменьшается. Та же закономерность присуща и воде, если ее постепенно охлаждать… но до температуры  (точнее, + 3,98oC). Дальнейшее охлаждение в интервале + 4o … 0оC  вызывает ее расширение. Таким уникальным свойством обладают очень немногие вещества. Это (и другие свойства воды) позволило герою Андрея Битова сказать: «Вода! — вот что изобличает в творении творца, в творце — художника. Как там она расширяется и сжимается, кипит и замерзает единственным и противоречивейшим способом из всех жидкостей? … Из воды и вышла жизнь, что всем известно. Так вот не жизнь изумительна, а — вода! Она есть подвиг творца, преступившего гармонию во имя жизни. Не нам себе представлять, чего это ему стоило. Вот что он воистину создал! Воду… От ее капли до нас с тобой меньшее расстояние, чем от неживой материи до воды. Эволюция — это всего лишь роман с неизбежной развязкой; возможно, мы и закроем всю книгу. .. «         А. Битов. Человек в пейзаже // «Новый мир» № 3, 1987 В результате в водоемах зимой более охлажденная вода, как менее плотная, поднимается вверх, а в придонном слое сохраняется температура + 4oC. Это обеспечивает возможность нормального перенесения холодного сезона для водных организмов, в первую очередь — пойкилотермных животных. Впрочем, это же затрудняет перемешивание слоев воды и поступление минерального питания в поверхностные слои (из-за чего продуктивность океана существенно ниже продуктивности суши). 2. Лед имеет меньшую плотность, чем вода. Большинство веществ в твердом состоянии имеют большую плотность, чем в жидком, а следовательно, тонут, как, например, твердый бензол в жидком. Вода же, замерзая, расширяется (как висмут и серебро, еще два исключения). (Рассмотрите это на графике выше.) Причина такой аномалии в том, что в кристаллической структуре льда молекулы как бы «держат» друг друга на расстоянии вытянутой руки. В жидком же состоянии молекулы воды скорее напоминают пассажиров городского транспорта в «час пик».   Вопрос 1. Сравните структуру льда (справа) и воды (слева). Обратите внимание на различие в плотности (количестве молекул в единице объема) и шестилучевую симметрию, присущую кристаллу льда. Есть ли какая-то упорядоченность, закономерность в расположении молекул воды в жидком состоянии? Об особом «Льде-9» из романа К.Воннегута «Колыбелька для кошки» см. тут. Значение для водных организмов меньшей плотности льда очевидно: если бы лед был тяжелее воды, он опускался бы на дно, и водоем промерзал бы полностью. Т.к. лед плавает на поверхности (а охлажденная вода с to = + 4o … 0оC также не опускается вниз из-за меньшей плотности), в воде сохраняются благоприятные (или хотя бы терпимые, в пределах толерантности) условия для живых организмов.   Вопрос 2. Подумайте, в каких случаях свойство льда иметь объем больший, чем у такого же количества воды, вредно для живых организмов? Чем вредно? Как живые организмы выходят из положения? (Подсказка: ключевой термин для ответа на третью часть вопроса — криопротекторы). UPD. Статья Джирла Уолкера «Необычные фигуры, появляющиеся в замерзающей воде и плавящемся льду» («В мире науки», рубрика «Наука вокруг нас», 1986, № 9, с. 84: справа — рис. из статьи — фигуры Тиндаля во льду). Ледяные цветы (необычное арктическое явление образования кристаллов высотой в несколько сантиметров на тонком льду, слева, статья на английском). Сосульки Слева — фото из статьи A.SH. Chen и S.W. Morris (Университет Торонто, Канада), показавших, что складчатость у сосулек обусловлена присутствием и концентрацией солей (текст, абстракт, видео). Интересно, что сосульки довольно часто образуют гауссиану — кривую нормального распределения (справа — фотография  соседского балкона и отсюда). 3. Снежинки Внимательное знакомство с молекулярной структурой кристалла льда позволяет ответить и на интересовавший с детства вопрос: почему снежинки шестилучевые? Истории изучения снежинок посвящена статья в англоязычной Википедии. Первыми присмотрелись к снежинкам китайцы в 150 году до н.э. Впервые обстоятельно гексагональную структуру снежинки описал Иоганн Кеплер в труде Strenaseu De Nive Sexangula в 1611 году. Первым фотографировать снежинки научился Уилсон Бентли (Wilson Bentley) в 1885 году, он сфотографировал около 5000 снежинок (рисунок слева на синем фоне — с его фотографий, статья о нем, книга Snowflakes: a Chapter from the Book of Nature, 1863). Самая большая снежинка зафиксирована в 1887 году и была 38 см в диаметре (статья). По записи в блоге  progenes «Про снежинки». Анимация справа отсюда, сайт SnowCrystals.com, автор Kenneth G. Libbrecht. Компьютерному моделированию снежинок посвящен сайт Gravner-Griffeath Snowfakes (например,  слайд-шоу). О фрактальных структурах, примером которых могут служить и снежинки, а также морозные узоры на стеклах, см. тут. Диаграмма зависимости форм снежинок от температуры и насыщенности водяных паров (в г/м3) — справа, по NewScientist. См. также разработку для школьников Snowstorms на сайте NASA, в т. ч. диаграмму:   Вопрос 3 (проектное задание). 3-1. Дождитесь снегопада и подсчитайте количество снежинок разных типов, зафиксировав при этом погодные условия, в которых проводилось исследование (можно перевести инструкцию по проведению наблюдений и таблицу для подсчета типов снежинок). 3-2. Создайте дерево типов снежинок по материалам сайта A Guide to Snowflakes. Ср. дерево определения растений, филогенетические деревья и кладистика).

Свойства воды — пара

Вода является самым распространенным минералом в окружающей среде. Основная масса воды сосредоточена в океанах и морях (около 94%), более 4% воды заключено в земной коре, в ледниках Арктики и Антарктики, горных регионах в виде льда содержатся остальные 1,69% воды. Доля пресной воды составляет всего 2% от ее общих запасов в мире. Чистая вода не имеет цвета и запаха, прозрачная. Вода характеризуется уникальными свойствами, которых лишены другие природные тела. Данный минерал находится в природе в трех состояниях – твердом, жидком, газообразном, причем непрерывно осуществляется его переход из одного состояния в другое. Скорость этого процесса определяется температурой атмосферного воздуха.Когда вода переходит из газообразного состояния в жидкое, происходит выброс тепловой энергии в окружающее пространство, а при испарении воды в жидком состоянии тепло, наоборот, поглощается. В теплое время года, в том числе летом, в водоемах масса воды нагревается до значительной глубины, то есть происходит конденсация тепла. Если солнечного освещения нет или оно уменьшено, тепло медленно выделяется. Этим объясняется, почему в ночное время вода более теплая, чем атмосферный воздух. Рис. 1. Свойства воды После замерзания характерной чертой воды является увеличение объема. С этим связано то, что единица объема льда меньше весит, чем вода в таком же объеме, и не тонет, а плавает. Плотность и масса воды Плотность и, соответственно, масса воды наиболее высоки при температуре +4 °C. Вода при такой температуре под силой собственного веса в зимнее время опускается ко дну водоемов, где сохраняется стабильный температурный режим. Благодаря этому, живые организмы могут переживать зиму в замерзших морях, реках, озерах. Вода по праву считается универсальным растворителем. Это обусловлено тем, что она способна растворять практически все соединения, с которыми контактирует, за исключением ряда минералов и жиров. Поэтому в природе чистую воду найти невозможно. Она всегда находится в форме растворов с различной концентрацией солей и других веществ. Рис. 2. Вода, лёд, пар Обладая подвижностью (текучестью), вода может просачиваться в различные среды, передвигаясь в любых направлениях и являясь транспортировщиком растворенных соединений. Таким образом, осуществляется обмен веществ в географической оболочке, в частности между средой и организмами. Вода характеризуется способностью «прилипать» к поверхности предметов и подниматься снизу вверх по тонким сосудам-капиллярам. Эта ее особенность объясняет циркуляцию воды в горных породах, почвах, передвижение растворов органических и минеральных веществ вверх по стеблям растений, участие в кровообращении животных. Свойства водяного пара В природе вода присутствует повсюду. Водой наполнены водоемы разного уровня, как большие, так и мелкие. Вода имеется в недрах планеты, в атмосфере в форме водяных паров, выступает одним из основных компонентов тканей абсолютно всех живых существ. К примеру, организм человека состоит из воды почти на 70%, а некоторых обитателей морских глубин – на 80-90%. Значение воды заключается не только в воздействии на все живое и хозяйственную деятельность человека. Ее огромное влияние на всю планету невозможно переоценить. По мнению академика В. И. Вернадского, ни одно природное тело так интенсивно, как вода, не воздействует на ход основных, жизненных геологических процессов. Похожие материалы:

Все о воде — Водовоз.RU

 Комментировать

Почему необходимо пить?

«Нельзя сказать, что вода необходима для жизни: она и есть жизнь»,- так сказал Сент-Экзюпери об этой жидкости, которую мы употребляем, не особенно задумываясь. Знаете ли Вы, что вода представляет собой наиболее ценный для человека продукт, и что наш организм на 60-70% состоит из воды (для эмбриона на пятом месяце — на 94%)? Питьевая вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли и др.) и уносит отходы жизнедеятельности. Необходимо пить как минимум 1,5 литра воды в день, чтобы обеспечить организму достаточную термическую стабильность и не терять более 15% содержащейся в нем воды: иначе организму грозит обезвоживание.

Вода как химический и физический объект

Вода – это оксид водорода. Поверхность Земли, занятая водой, в 2,5 раза больше поверхности суши. Чистой воды в природе нет — она всегда содержит примеси. Получают чистую воду методом перегонки. Перегнанная вода называется дистиллированной. Состав воды (по массе): 11,19 % водорода и 88,81 % кислорода.

От чего зависит вкус воды:
Вкус воды зависит:
— от минерального состава;
— от наличия в ней органических веществ и интенсивности их разложения;
— от температуры воды и наличия газов атмосферного воздуха.

Повышенное содержание сульфатов придает воде горьковатый привкус, хлоридов — соленый вкус, солей железа и марганца — чернильный, железистый привкус. Наибольший освежающий эффект вода имеет при температуре 7-11°C. При температуре воды выше 15°C снижаются ее вкусовые свойства, и она плохо утоляет жажду.

Откуда берется вода?

4,5 миллиарда лет тому назад Земля представляла собой огненный газовый шар. Понемногу она остыла и окуталась огромными слоями облаков: это было начало «потопа». Сегодня 99,7% воды на Земле находится в форме льда или соленой воды. Пресная вода составляет всего 0,3% этих резервов. Сюда входит речная, озерная и подземная вода.

Что такое вода?

Вода представляет собой стабильное соединение кислорода и водорода: h3O. Благодаря постоянному испарению с поверхности океанов, морей, озер и рек образуются облака. Затем они «разряжаются» в форме дождя, снега или града, питая собой подземные воды и родники. Родниковая вода по рекам попадает в море, таким образом, начиная новый цикл своего круговорота.

Необходимое качество воды.

Парадоксальный факт: вода необходима для жизни, но она же является и одной из главных причин заболеваемости в мире. Опасность может быть микробиологической: вода в природе содержит множество микроорганизмов, вызывающих у человека заболевания (холера, тиф, гепатит, гастроэнтерит и др.). Загрязнение может быть и химическим, с немедленными или отсроченными последствиями. Вода должна быть не только очищена от этого загрязнения, но и быть приятной на вкус.

Что такое питьевая вода?

Питьевой считается вода, пригодная к употреблению внутрь, доставляемая для нужд населения и отвечающая регламентированным критериям качества.

Что такое родниковая вода?

Это вода подземного происхождения, питьевая или же способная стать питьевой после соответствующей обработки.

Что такое минеральная вода?

Минеральная вода — это вода, имеющая лечебные свойства благодаря содержанию в ней тех или иных микроэлементов и минеральных солей.

Что такое жесткая вода?

Одно из основных свойств воды — это ее способность, проходя в своем круговороте через известковые породы, растворять минеральные вещества, и, в частности, кальций, магний и карбонаты. Жесткая вода имеет повышенное содержание солей кальция и магния. Жесткую воду приятно пить, но она оставляет после себя накипь, удлиняет срок варки продуктов и вызывает мочекаменную болезнь почек.

Что такое загрязнение воды?

Загрязнение воды — это попадание в нее элементов, делающих ее непригодной для употребления человеком. Это может произойти на всех этапах круговорота воды (даже в атмосфере, где вода содержится в виде облаков). Происхождение загрязнения может быть коммунальное (канализация), промышленное, сельскохозяйственное и, даже, природное.

Что такое нитраты?

Нитраты — это удобрения, необходимые для развития растений. Без учета искусственных удобрений, их содержание в воде обычно составляет менее 10 мг на литр. Загрязнение окружающей среды приводит к повышению концентрации (более 50 мг/л). В таких количествах нитраты становятся опасными для здоровья человека и, в первую очередь, для здоровья маленьких детей.

Что такое пестициды?

Это химические вещества, зачастую токсичные, применяемые для защиты растений от вредителей, а также для уничтожения сорняков. Пестициды попадают в воду вместе с дождем.

Что такое свинец?

Свинец — токсичный металл. При растворении в воде увеличивает свое вредное воздействие в десятки раз. Основным источником загрязнения становятся старые водопроводные трубы. Этот вид загрязнения наиболее сложен, потому что по трубам вода идет уже после муниципальной очистки.

Что такое хлор?

Это дезинфицирующее вещество, используемое для удаления микроорганизмов при муниципальной очистке воды. Чтобы дезинфекция продолжалась и в водопроводной сети, хлор растворяют в воде в больших количествах, что придает ей неприятный привкус и увеличивает вредность, ведь хлор применялся во время 1-ой Мировой Войны как боевое отравляющее вещество!

Свинец в воде опасен для здоровья!

Одним из наиболее опасных элементов, содержащихся в воде, является свинец. Свинец — высокотоксичный элемент. В промышленности его применяют для изготовления аккумуляторов, а также в виде припаев и сплавав, (именно по этому при паяльных работах необходимо всегда включать вытяжку). Свинец имеет свойство накапливаться в костях скелета. От этого особенно страдают дети до 6 лет и беременные женщины. Свинец влияет на центральную и периферическую нервную систему. Существует мнение, что свинец способствует образованию опухолей на почках. До запрещения свинец использовали в качестве антидетонаторов в бензине, что привело к сильному загрязнению окружающей среды, особенно в крупных городах. Поэтому вблизи автотрасс нельзя собирать ягоды, грибы и лекарственные травы и выращивать овощи — это опасно для жизни!

Зачем нужно очищать воду?

По некоторым данным, все больше и больше регионов (и Москва в их числе) начинают страдать от загрязнения воды нитратами, пестицидами и другими примесями. При очистке эти примеси удаляются, и вода вновь приобретает свои качества и вкус.

Существует шесть классов качества воды

Шестиклассная система оценки качества вод принята в зарубежных странах и положена в основу ГОСТ 17.12.04.77 и ГОСТ 17.13.07.82.
Воды 1 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья, рекреации, рыбоводства и орошения.
Воды 2 класса экологически полноценные, имеют питьевое значение, могут использоваться для рекреации, рыбоводства и орошения.
Воды 3 класса экологически полноценные, могут использоваться для питья с предварительной очисткой, а также рыбоводства и орошения.
Воды 4 класса экологически неблагополучны, имеют ограниченное применение в рыбоводстве и орошении, пригодны для технических целей.
Воды 5 класса экологически неблагополучны, имеют техническое значение.
Воды 6 класса экологически неблагополучные, применяются для технических целей с предварительной очисткой.

Как появились устройства для воды

Ещё около 5000 лет до нашей эры появились искусственные каналы для воды. Предназначались они для обеспечения стабильного орошения земельных участков. Люди, все время, придумывали и придумывают устройства и сооружения, предназначенные облегчить жизнь. Вода — источник жизни, а поэтому организация водообеспечения была одним из самых важных жизненных вопросов. В 1972 году шведский астроном и физик Андерс Цельсий предложил температурную шкалу, деления которой определялись именно свойствами воды, где ноль — температура таяния льда, а 100 градусов — температура кипения воды. В России один из первых полнофункциональных водопроводов был построен в Кронштадте в 1804 году. К сожалению, развитие технического прогресса имеет и отрицательные стороны. Проблема экологии стала одной из самых больших проблем человечества. Потребность в чистой воде привела к необходимости создания устройств очистки. Но вместе с тем, ежедневное потребление воды стало более удобным. Появились устройства для нагрева, охлаждения и газирования воды. Прообраз современного кулера — «питьевой фонтан» был изобретён в США Хэлси Тэйлором, отец которого умер от тифа, выпив грязной воды. Серийный выпуск этих устройств начался в 1909 году. Начиная с 1950-х годов, к установкам питьевой воды добавилась система охлаждения и их начали называть «кулерами» (от английского cooler — охладитель).

Именно поэтому компания «Водовоз.RU» и занимается доставкой воды уже не первый год, принося людям жизненные силы. Сделать свой заказ Вы можете или на сайте, или по нашему телефону 921-34-34

---

Советуем также почитать

Какие продукты лучше есть с утра?

Каждому из нас важно начинать своё утро правильно, ведь от этого зависит то, как пройдёт день грядущий. Не стоит недооценивать силу завтрака и уделять ему мало внимания.

Подробнее

Какие продукты всегда должны быть в холодильнике?

Решение есть! Можно составить список продуктов, которые обязательно должны быть у Вас под рукой, чтобы всегда было чем угостить гостей или порадовать себя!

Подробнее

Какие продукты необходимо употреблять каждый день здоровому человеку, чтобы максимально восполнять запас всех нужных витаминов, макро и микроэлементов и т.д.?

Давайте узнаем, что это за волшебные продукты, которые должны быть в ежедневном рационе питания каждого человека.

Подробнее

Комментарии:

---

Гость 24.09.2015 18:56:40
Проверить качество воды всегда можно в специализированной лаборатории, к примеру в этой: http://экоизыскания.рф//laboratornye-issledovaniya/analiz-vody

Написать комментарий:

Физические свойства воды — Вода, как носитель информации

Молекулы воды имеют между собой прочную связь, не зависимо от того в твердом или жидком состоянии она находится. Благодаря этому вода и обладает довольно большим количеством физических свойств. Давайте рассмотрим какими удивительными физическими свойствами обладает вода.

В условиях комнатной температуры вода находится в жидком состоянии без запаха и прозрачного цвета. Вода не имеет цвета в тонком слое, но если толщина водяного слоя составляет несколько метров, она приобретает голубой оттенок. Чистая вода обладает плохой проводимостью тока. Поэтому по проходимости тока можно определять чистоту воды – чем нижу будет уровень электропроводности, тем чище будет вода. Большинство веществ, которые находятся в твердом состоянии наблюдается более высокая плотность, чем в жидком состоянии. Но в отличии от всех этих веществ, вода, которая находится в твердом состоянии (лед) обладает более низкой плотностью, чем в жидком состоянии.

Вода медленно нагревается благодаря высокой теплоемкости, но тем не менее процесс остывания происходит намного медленнее. Это дает возможность в летнее время года накапливать тепло океанам и морям, а высвобождение тепла происходит в зимний период, именно поэтому нет резкого перепада температуры воздуха на территории нашей планеты на протяжении. 

Как хорошо известно, вода принята за образец меры – эталон для всех  других веществ. Казалось бы, за эталон для физических констант следовало бы выбрать такое вещество, которое ведет себя самым нормальным, обычным образом. А получилось как раз наоборот.

Аномалия агрегатного состояния

И первое, самое поразительное, свойство воды заключается в том, что вода принадлежит к единственному веществу на нашей планете, которое в обычных условиях температуры и давления может находиться в трех фазах, или трех агрегатных состояниях: в твердом (лед), жидком и газообразном (невидимый глазу пар).

Аномалия плотности

Всем известна аномалия плотности. Она двоякая. Во-первых, после таяния льда плотность увеличивается, проходит через максимум при 4оС и только затем уменьшается с ростом температуры. В обычных жидкостях плотность всегда уменьшается с температурой. И это понятно. Чем больше температура, тем больше тепловая скорость молекул, тем сильнее они расталкивают друг друга, приводя к большей рыхлости вещества. Разумеется, и в воде повышение температуры увеличивает тепловую скорость молекул, но почему-то это приводит в ней к понижению плотности только при высоких температурах.

Вторая аномалия плотности состоит в том, что плотность воды больше плотности льда (благодаря этому лед плавает на поверхности воды, вода в реках зимой не вымерзает до дна и т.д.). Обычно же при плавлении плотность жидкости оказывается меньше, чем у кристалла. Это тоже имеет простое физическое объяснение. В кристаллах молекулы расположены регулярно, обладают пространственной периодичностью — это свойство кристаллов всех веществ. Но у обычных веществ молекулы в кристаллах, кроме того, плотно упакованы. После плавления кристалла регулярность в расположении молекул исчезает, и это возможно только при более рыхлой упаковке молекул, то есть плавление обычно сопровождается уменьшением плотности вещества. Такого рода уменьшение плотности очень мало: например, при плавлении металлов она уменьшается на 2 — 4%. А плотность воды превышает плотность льда сразу на 10%! То есть скачок плотности при плавлении льда аномален не только по знаку, но и по величине. 

Аномалия сжимаемости

Вот еще пример аномалии воды: необычное температурное поведение ее сжимаемости, то есть степени уменьшения объема при увеличении давления .  Обычно сжимаемость жидкости растет с температурой: при высоких температурах жидкости более рыхлы (имеют меньшую плотность) и их легче сжать. Вода обнаруживает такое нормальное поведение только при высоких температурах. При низких же сжимаемость ведет себя противоположным образом, в результате чего в ее температурном поведении появляется минимум при 45 оС.

Переохлажденная вода

В последнее время много внимания уделяется изучению свойств переохлажденной воды, то есть остающейся в жидком состоянии ниже точки замерзания 0 оС. (Переохладить воду можно либо в тонких капиллярах, либо — еще лучше — в виде эмульсии: маленьких капелек в неполярной среде — «масле»). Что же происходит с аномалией плотности при переохлаждении воды? Она ведет себя странно. С одной стороны, плотность воды сильно уменьшается по мере переохлаждения (то есть первая аномалия усиливается), но, с другой стороны, она приближается к плотности льда при понижении температуры (то есть вторая аномалия ослабевает).

Объектов воды | USGS.gov

Свойства воды

Глядя на воду, можно подумать, что это самое простое из имеющихся. Чистая вода практически не имеет цвета, запаха и вкуса. Но это совсем не просто и жизненно важно для всего живого на Земле. Где вода, там и жизнь, а там, где воды мало, жизни приходится бороться или просто «бросить полотенце». Продолжайте изучать десятки свойств воды.

Темы о свойствах воды

Просмотрите список всех наших научных тем о свойствах воды.

Узнать больше

Свойства воды и круговорот воды

Свойства воды важны для естественного круговорота воды.

Изучите

Изучите науку о свойствах воды, связанную с:

Дата публикации: 22 октября 2019 г.

Статус: Завершен

Информация о свойствах воды по темам

Глядя на воду, можно подумать, что это самое простое из имеющихся. Чистая вода практически не имеет цвета, запаха и вкуса.Но это совсем не просто и жизненно важно для всего живого на Земле. Где вода, там и жизнь, а там, где воды мало, жизни приходится бороться или просто «бросить полотенце». Продолжайте изучать десятки свойств воды.

Дата публикации: 22 октября 2019 г.

Статус: Завершен

pH и вода

pH — это показатель кислотности / щелочности воды.Диапазон составляет от 0 до 14, где 7 нейтрально. pH менее 7 указывает на кислотность, тогда как pH более 7 указывает на основание. PH воды — очень важный показатель качества воды.

Дата публикации: 22 октября 2019 г.

Статус: Завершен

Информация о свойствах воды по темам

Глядя на воду, можно подумать, что это самое простое из имеющихся.Чистая вода практически не имеет цвета, запаха и вкуса. Но это совсем не просто и жизненно важно для всего живого на Земле. Где вода, там и жизнь, а там, где воды мало, жизни приходится бороться или просто «бросить полотенце». Продолжайте изучать десятки свойств воды.

Дата публикации: 1 августа 2019 г.

Статус: Завершен

Вопросы и ответы о свойствах воды

Вода повсюду, от огромных океанов до невидимых молекул воды, составляющих водяной пар в воздухе.Конечно, вы можете увидеть и почувствовать физические свойства воды, но есть также много химических, электрических и атомных свойств воды, которые влияют на все живое и вещества на Земле.

Дата публикации: 7 июля 2019 г.

Статус: Завершен

Сколько весит облако?

Я не знаю никого, кто боится пройти под кучевым облаком, потому что боится, что оно может упасть на них.Мы не думаем, что облака имеют вес даже потому, что они плывут. Но облака состоят из физического вещества, воды, а вода довольно тяжелая, поэтому облака должны иметь вес. Мы объясним вам этот «парадокс», если вы будете читать дальше.

Дата публикации: 28 июня 2019 г.

Статус: Завершен

Водный мениск

Мениск — это кривая на поверхности молекулярного вещества (конечно же, воды), когда оно касается другого материала.Что касается воды, это можно представить как прилипание воды к внутренней части стакана.

Дата публикации: 6 июня 2019 г.

Статус: Завершен

Поверхностное натяжение и вода

Поверхностное натяжение в воде может быть хорошим средством для выполнения трюков, например, для того, чтобы держать скрепку на своей поверхности, но поверхностное натяжение выполняет гораздо больше функций, которые жизненно важны для окружающей среды и людей.Узнайте все о поверхностном натяжении и воде здесь.

Дата публикации: 23 мая 2019 г.

Статус: Завершен

Вода в космосе: как ведет себя вода в космосе?

В открытом космосе вода все еще кажется влажной? Он плавает или падает? С небольшой помощью наших друзей из НАСА мы поможем вам понять, как именно вода ведет себя в космическом пространстве. Продолжайте читать, чтобы узнать больше.

Каковы свойства воды? — Уникальные свойства, поддерживающие жизнь на Земле — стенограмма видео и урока

Вода имеет высокую удельную теплоемкость

Почему прибрежные районы имеют тенденцию иметь более постоянную температуру в течение всего года, в то время как в более удаленных от суши районах больше экстремальных максимумов и минимумов? Это связано с высокой удельной теплоемкостью воды .Удельная теплоемкость — это сопротивление изменению температуры. Чтобы изменить температуру воды, требуется много энергии, потому что для разрыва водородных связей требуется много энергии. Вода поглощает и накапливает большое количество тепла от солнца и, охлаждая, выделяет это тепло в воздух, который попадает на сушу. Зимой, когда воздух холоднее воды, воздух буквально улавливает тепло воды, проходя через нее на сушу, и нагревает ее. Точно так же летом, когда воздух горячее воды, воздух охлаждается, когда он проходит мимо океана, чтобы приземлиться, и охлаждает берег.Это то, что помогает поддерживать умеренные температуры в прибрежных регионах в течение всего года.

Высокая удельная теплоемкость воды также поддерживает довольно умеренную температуру океана, что важно для морской флоры и фауны, поскольку они могут выжить только в определенном диапазоне температур. Это также помогает снизить температуру вашего тела, потому что вы в основном состоите из воды. Когда вам становится слишком жарко, ваше тело охлаждается, выделяя воду через поры в коже. Это тепло вашего пота, которое в основном состоит из воды, удаляется воздухом так же, как тепло океана вдоль побережья.По мере отвода тепла вы становитесь холоднее, и этот процесс называется испарительным охлаждением .

Плотность воды делает жизнь возможной

Мы можем найти воду на Земле в трех различных формах: твердый , жидкий и газовый . Большинство вещей становятся более плотными, когда они остывают, потому что их молекулы конденсируются вместе, и становятся менее плотными, когда они нагреваются, потому что их молекулы удаляются друг от друга. Как вы думаете, вода так себя ведет? Это точно не так! Когда вода становится холоднее и замерзает, она фактически расширяется, потому что каждая молекула воды соединяется с соседними молекулами воды водородными связями.Это создает кристаллическую структуру между молекулами, которая расширяет их и увеличивает объем. А поскольку это делает лед менее плотным, это означает, что он плавает на поверхности воды.

Итак, в чем дело? Что ж, тот факт, что замороженная вода менее плотная, чем жидкая вода, позволяет жизни существовать на Земле. Если бы лед был более плотным, чем жидкая вода, он бы утонул, и все водоемы, включая океаны, в конечном итоге замерзли бы и превратились в твердый лед. Если бы это произошло, все живое в океанах, озерах и реках на Земле погибло бы.Но поскольку лед плавает, он, по сути, создает одеяло над водой под ним, которое изолирует его и предотвращает замерзание воды. Это означает, что все живое в воде переживает зиму.

Вода — полярный растворитель

Вода — отличный растворитель, а это значит, что она способна очень хорошо растворять. Это потому, что вода — это полярная молекула . Полярная молекула подобна магниту: один конец молекулы заряжен отрицательно, а один конец — положительно.Помните, я сказал, что ваше тело состоит в основном из воды? Это действительно важно, потому что это означает, что он может растворить невероятное количество вещей. Вы получаете питательные вещества во всех формах и формах, а ваши клетки используют воду для растворения этих ионов и белков. Вода также является растворителем в вашей крови и в соке растений. Как видите, использование воды в качестве растворителя весьма разнообразно.

Вода поддерживает жизнь

Уникальные свойства воды поддерживают жизнь на Земле, какой мы ее знаем. А поскольку жизнь не может существовать без воды, это помогает нам узнать, может ли жизнь существовать на других планетах.Вода — это именно то, что ищут ученые, когда они пытаются найти доказательства жизни в другом месте в космосе. Фактически, ученые НАСА нашли доказательства того, что в прошлом на Марсе было довольно много воды. Когда был проанализирован состав горных пород на Марсе, было обнаружено, что присутствует минерал, который существует только тогда, когда также присутствует вода. На фотографиях также показаны особенности поверхности Марса, подтверждающие существование воды в прошлом. Мы еще не знаем, существовала ли когда-либо жизнь на Марсе или других планетах, но мы знаем, что, хотя это очень уникальное вещество, вода не уникальна для Земли.

Краткое содержание урока

Вода, также известная под химической формулой h3O , состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Водородные связи делают воду более когезионной, чем большинство других жидкостей, а также придают воде высокий уровень поверхностного натяжения. Вода также имеет высокую удельную теплоемкость или устойчивость к изменению температуры, и это полярный растворитель , что означает, что она хорошо растворяет. Кроме того, вода уникальна тем, что в твердой форме она менее плотная, чем в жидкой.Это качество обеспечивает существование жизни на Земле, поскольку предотвращает замерзание водоемов, в том числе океанов.

Результаты обучения

После урока вы должны уметь:

• Узнавать свойства воды, такие как химическая формула, ее удельная теплоемкость
• Определить когезию и поверхностное натяжение
• Понять, почему плотность воды делает возможной жизнь
• Знайте, что такое полярный растворитель

Какие шесть свойств воды? — MVOrganizing

Каковы шесть свойств воды?

Термины в наборе (14)

• Перечислите шесть свойств воды.когезия, адгезия, высокая удельная теплоемкость, испарительное охлаждение, более низкая плотность в твердом состоянии, универсальный растворитель.
• Мнемоника. (CAHELU)
• сплоченность (значение)
• сплоченность (выгода)
• адгезия (значение)
• адгезия (преимущество)
• высокая удельная теплоемкость (значение)
• высокая удельная теплоемкость (выгода)

Чем обусловлены уникальные свойства воды?

Резюме. Молекулы воды полярны, поэтому образуют водородные связи.Это придает воде уникальные свойства, такие как относительно высокая температура кипения, высокая удельная теплоемкость, когезия, адгезия и плотность….

Почему важны свойства воды?

Обширная способность воды растворять множество молекул принесла ей название «универсальный растворитель», и именно эта способность делает воду такой неоценимой силой поддержания жизни. На биологическом уровне вода как растворитель помогает клеткам переносить и использовать такие вещества, как кислород или питательные вещества …

Каковы жизнеобеспечивающие свойства воды?

Обсуждение свойств воды, которые делают ее необходимой для жизни, какой мы ее знаем: полярность, «универсальный» растворитель, высокая теплоемкость, высокая теплота испарения, когезия, адгезия и более низкая плотность при замораживании.

Каковы структура и свойства воды?

Молекула воды может образовывать максимум четыре водородные связи, принимая два атома водорода и отдавая два атома водорода. Одно из таких свойств — относительно высокие температуры плавления и кипения; больше энергии требуется для разрыва водородных связей между молекулами, чтобы перейти в фазу с более высокой энергией.

Почему для жизни важна полярность?

Полярность воды позволяет ей очень легко растворять другие полярные вещества. Куда бы вода ни попала, она несет растворенные химические вещества, минералы и питательные вещества, которые используются для поддержания жизни живых существ. Из-за своей полярности молекулы воды сильно притягиваются друг к другу, что придает воде высокое поверхностное натяжение.

Вам нужна вода для жизни?

Вода. Жидкая вода — необходимое условие для жизни на Земле, потому что она действует как растворитель.Он способен растворять вещества и запускать ключевые химические реакции в клетках животных, растений и микробов. Его химические и физические свойства позволяют ему растворять больше веществ, чем большинство других жидкостей.

Каковы последствия нехватки воды?

Когда вода иссякает, люди не могут насытиться водой, мыться или кормить урожай, и может произойти экономический спад. Кроме того, неадекватная санитария — проблема для 2,4 миллиарда человек — может привести к смертельным диарейным заболеваниям, включая холеру и брюшной тиф, и другим заболеваниям, передающимся через воду.

Что нужно для жизни?

Все формы жизни требуют определенных основных химических элементов, необходимых для биохимического функционирования. К ним относятся углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера — элементарные макроэлементы для всех организмов — часто обозначаемые аббревиатурой CHNOPS.

Как долго вы проживете без воды?

Как правило, человек может прожить без воды около 3 дней. Однако на это могут влиять некоторые факторы, например, сколько воды нужно отдельному организму и как оно использует воду.Факторы, которые могут изменить количество воды, необходимое человеку, включают: возраст….

Как долго вы можете прожить без кислорода?

Время очень важно, когда человек без сознания не дышит. Необратимое повреждение мозга начинается всего через 4 минуты без кислорода, а смерть может наступить через 4-6 минут….

Удивительные свойства воды

Вода необходима всем живым существам, от мельчайших бактерий до человека. Это идеальная среда для всех биохимических процессов в нашем организме.Вы, наверное, знаете, что молекула воды состоит из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Но знаете ли вы, что это единственное вещество, которое присутствует во всех трех состояниях: твердом, жидком и газообразном? И почему его называют универсальным растворителем? Давайте исследуем удивительные свойства воды

Земля, огонь, воздух и вода долгое время считались первоэлементами и сущностью всего живого. Теперь мы знаем, что эти «природные силы» на самом деле не элементы, а нечто совершенно иное. Пожар , например, представляет собой химическую реакцию между кислородом воздуха и топливом, таким как древесина или уголь. Земля и воздух на самом деле представляют собой комбинации множества различных элементов.

Вода представляет собой молекулу, состоящую из 2 атомов водорода и одного атома кислорода. Но древние философы правильно поняли: вода необходима для жизни . Недаром все древние цивилизации были основаны рядом с реками. Как мы знаем, жизнь зависит от воды.

Вода в организме человека

Наше тело состоит из 65% воды .Это восхитительно! Но что более интересно, некоторые органы, такие как мозг и очаг (73%), а также легкие (83%), еще больше зависят от потребления воды.

Все люди и живые существа состоят из большого количества воды

Вода — наша основная потребность, нам нужно пить в среднем 2 литра в день просто, чтобы выжить. А в случае обезвоживания наш мозг переходит в режим экономии воды. Как следствие, когнитивные функции быстро снижаются, чтобы предотвратить ненужное «истощение».В нашем теле вода выполняет различных ролей . Возможно, наиболее очевидным является то, что регулирует нашу температуру потоотделением. Но что еще более важно, он обеспечивает топлива на каждую клетку нашего тела. Он также используется для метаболизма и транспортировки пищевых продуктов , а также для смыва отходов . Он образует слюну, необходимую для пищеварения, и смазывает суставы. Вода действительно необходима для нашего повседневного функционирования.

Химический состав воды

Структурно молекула воды выглядит как буква V.Формула воды (h3O), наверное, всем хорошо известна. Два атома водорода связаны с одним атомом кислорода посредством так называемой ковалентной связи . Это означает, что электроны распределяются между атомами кислорода и водорода, а не переносятся.

Вода состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода.

Кислород является более электроотрицательным из двух, более «жадным» для электронов, поэтому часть молекулы имеет слегка отрицательный заряд. Другая часть (водородная часть) имеет слегка положительный заряд.Этот тип молекулы с разно заряженными концами называется полярной молекулой . Эта полярность заставляет молекулы воды сильно притягиваться друг к другу. Положительно заряженный конец одной молекулы притягивается к отрицательно заряженному концу другой молекулы воды. Мы говорим, что несколько молекул воды связаны водородными связями . Это позволяет получить некоторые интересные свойства, которые мы обсудим далее.

Адгезия и когезия

Когезия и адгезия определяют «липкость» вещества . Cohesion — это притяжение между похожими вещами, а adhesion — это притяжение между разными вещами. Вода обладает высокой когезией, на самом деле она самая высокая из всех неметаллических жидкостей. Это означает, что молекулы воды любят держаться близко друг к другу (помните водородные связи?). Вы можете увидеть это свойство в действии, если заметите каплю воды на вощеной бумаге. Капля воды состоит из множества молекул воды, связанных водородной связью, и сохраняет свою форму.

Адгезия и сплоченность в действии.Посмотрите, как вода ведет себя по-другому

Но бывают случаи, когда притяжение к другим типам молекул превышает сплоченность.

Вы когда-нибудь видели воду на стекле? Он превращается в мокрый беспорядок, в отличие от элегантных капель, которые мы видели раньше. Почему? Что ж, молекулы стекла даже более полярны, чем вода, поэтому они становятся более привлекательными. Это адгезия. Сплоченность и сплоченность работают вместе, чтобы достичь действительно удивительных вещей. Один из них — капиллярное действие, движение воды вверх против силы тяжести.Это принцип, по которому растения транспортируют воду вокруг, и он также помогает кровообращению в нашем теле.

Универсальный растворитель

Растворитель — это вещество, способное растворять другие вещества. А вода растворяет больше, чем любая другая жидкость. Вот почему часто называют «универсальным растворителем» . То, что мы помещаем в жидкости, называется растворенными веществами .

Поскольку вода полярна, она может растворять другие полярные молекулы и ионные соединения.Примеры включают поваренную соль, пищевые красители и сахар. Поскольку они растворяются в воде, мы называем их гидрофильными молекулами . Те, которые не смешиваются с водой, такие как масла, мы называем гидрофобными , водобоязненными молекулами. Они не растворяются в воде, так как неполярны. Неполярные молекулы мешают водородным связям молекул воды. Мы изучили эту тему больше в нашем эксперименте с лавовой лампой, так что попробуйте, если вам интересно.

Как сделать лавовую лампу

Плотность и теплоемкость

Знаете ли вы, что вода — это единственное вещество на Земле , присутствующее во всех 3 формах : твердое, жидкое и газообразное? И еще одна особенность: плотность воды в жидком виде выше, чем в твердом (лед).Это еще одно уникальное свойство воды. Но как это происходит? Около 0 градусов Цельсия водородные связи начинают формировать кристаллических структур . В кристаллических структурах атомов более разнесены на , поэтому плотность ниже. Вот почему лед плавает по воде!

Плотность воды в жидком виде выше, чем в твердом.

Вода имеет очень высокую теплоемкость . На самом деле у него самая высокая теплоемкость из всех жидкостей! Это означает, что он может поглотить много тепла до того, как его температура повысится.Верно и обратное: вода остывает медленно . Если вы когда-нибудь были на море, то знаете, что климат здесь намного приятнее. Вода служит буфером, предотвращающим огромные перепады температур.

Поскольку человеческое тело состоит из большого количества воды, это свойство также помогает нам в регулировании температуры тела . Подумайте о различных температурных условиях, в которых мы находимся, от морозной зимы до жаркого лета. Мы можем справиться с этим без особых проблем, потому что наш организм использует воду в качестве температурного буфера.Если вы хотите увидеть теплоемкость воды в действии, ознакомьтесь с 5 удивительными экспериментами с воздушными шарами, в которых мы подробно исследовали их.

Мы можем продемонстрировать теплоемкость воды с помощью воздушного шара.

И это все, но только начало удивительной воды. Если вам понравилась эта статья, рекомендуем немного поэкспериментировать. Почему бы вам не попробовать сделать пластик самостоятельно? Или исследуйте осмос с мармеладными мишками или диффузию с горячей и холодной водой.Вас ожидает много-много захватывающих научных приключений.

Подписывайтесь на нашу новостную рассылку

Если вы ищете отличные занятия по STEM для детей и советы по развитию детей, вы попали в нужное место! Проверьте категории ниже, чтобы найти подходящее занятие для вас.

STEM Science

Видео, руководства и пояснения по STEM Science пошагово с материалами, которые, вероятно, уже есть у вас дома. Найдите новые научные идеи.

Подробнее

STEM Technology

Видео, руководства и объяснения о STEM Technology пошагово с материалами, которые, вероятно, уже есть у вас дома.Найдите новые технологические идеи.

Подробнее

STEM Engineering

Видео, руководства и пояснения по STEM Engineering пошагово с материалами, которые, вероятно, уже есть у вас дома. Новые инженерные идеи!

Подробнее

STEM Math

Видео, руководства и объяснения по STEM Math пошагово с материалами, которые, вероятно, уже есть у вас дома. Найдите новые идеи по математике.

Подробнее

Психология

Узнайте все о темах психологии развития, которые вы всегда хотели знать.Вот статьи из детской психологии и психологии развития в целом.

Подробнее

Первый год жизни ребенка

После развития ребенка ежемесячно с момента его рождения. Личный опыт и советы о том, как справиться с проблемами, с которыми вы столкнетесь в процессе воспитания детей.

Подробнее

Об Иве Ледер

Большой любитель технологий и всего, что содержит код. Она видит большой потенциал в каждом ребенке, и ее задача — найти правильный метод для выражения этого потенциала.

Посмотреть все сообщения Ивы Ледер | Сайт

Опубликовано в: STEM, STEM Science | Tagged: Активность, Химия, Эксперимент, Наука о продуктах питания, Кухонный эксперимент, Обучение, Наука, Научный метод, STEM, основные упражнения для 4-го класса, основные мероприятия для 5-го класса, основные мероприятия для 6-го класса, Вода

Странность воды | Feature

Вода, самая обычная из жидкостей, также самая странная. Он имеет по крайней мере 66 свойств, которые отличаются от большинства жидкостей — высокое поверхностное натяжение, высокая теплоемкость, высокие температуры плавления и кипения и низкая сжимаемость.Согласно одной из школ, вода — это не сложная жидкость, а «две простые жидкости со сложными отношениями». Для некоторых это утверждение противоречит основным принципам физической химии; для других это объясняет, почему вода ведет себя таким аномальным образом.

За последнее десятилетие научные аргументы достигли точки кипения. «[Это] вызывает очень сильные, почти религиозные мнения среди разных ученых», — говорит Андерс Нильссон, физик-химик, работавший в Стокгольмском университете в Швеции и Стэнфордском университете в США.Химики приписывают странные свойства воды тетраэдрическим сетям водородных связей, которые она формирует, но то, что именно происходит, особенно когда вода находится в переохлажденном состоянии, все еще вызывает споры.

Как и многие другие химики, Нильссон в начале своей карьеры предполагал, что структура воды хорошо изучена, но начал понимать, что это не так. Последние 10 лет он сосредоточился на понимании необычного поведения воды, и его недавняя работа усиливает теорию о том, что вода — это не одна жидкость, а две различные отдельные жидкие структуры, которые могут сосуществовать — идея, которая до сих пор остается спорной.

Для такой маленькой молекулы много водородных связей

«Если вы посмотрите на простые термодинамические и кинетические свойства жидкостей, когда вы измените давление и температуру, все они будут вести себя одинаково», — объясняет Нильссон. По мере охлаждения жидкости ее плотность увеличивается, а теплоемкость и сжимаемость уменьшаются. «Почти все жидкости на планете ведут себя так. За исключением воды ». Эта странность становится очевидной, когда вода охлаждается до 4 ° C, где ее плотность достигает максимума, ниже которого она снова начинает уменьшаться.

Химики объясняют, что, хотя большинство жидкостей неупорядочены, а их молекулы постоянно перестраиваются, вода отличается из-за своей сети водородных связей. Водородные связи имеют силу между более прочными ковалентными связями и более слабыми дипольными взаимодействиями. В отличие от последнего, они являются направленными: каждый атом водорода указывает на электронную пару на атоме кислорода.

«Для такой маленькой молекулы много водородных связей», — говорит Мартин Чаплин, химик и исследователь воды из Лондонского университета Саут-Бэнк в Великобритании.Хотя вода ведет себя как большинство жидкостей при более высоких температурах, при охлаждении водородные связи начинают играть более важную роль. «Они фактически навязывают структурированное упорядоченное состояние», — говорит Чаплин. При понижении температуры дополнительные связывающие взаимодействия компенсируют потерю энтропии, вызванную упорядоченным расположением.

Две жидкости

Теории, объясняющие свойства воды, постоянно возникают с течением времени. В 1960-х годах теория русских химиков даже предполагала, что молекулы воды в капиллярных трубках могут образовывать полимерные цепи, известные как поливода.К этому относились серьезно, пока не стало ясно, что их результаты были связаны с экспериментальными загрязнителями.

Идея о том, что в жидкой воде могут быть два разных и разных расположения молекул, возникла более 100 лет назад. Немецкий физик Вильгельм Рентген, который первым открыл рентгеновские лучи, предположил в 1892 году, что вода состоит из двух различных фаз, сосуществующих в смеси.

В 1990-х годах модель жидкой воды с двумя состояниями вернулась, основанная на компьютерном моделировании, в котором была предпринята попытка воспроизвести реальное поведение воды.Две формы представляют собой расположение молекул воды с низкой и высокой плотностью. Версия с низкой плотностью представляет собой менее упорядоченную структуру, похожую на лед, где большинство молекул окружено четырьмя другими, чтобы создать открытую тетраэдрическую структуру с низкой плотностью. Жидкость с более высокой плотностью имеет более высокую упаковку молекул, и присутствие этих дополнительных молекул искажает водородные связи, вызывая менее направленные и более слабые молекулярные взаимодействия.

Согласно этой гипотезе, пропорция каждого компонента изменяется с температурой, и при понижении температуры образуется больше воды с низкой плотностью.В результате возникает конкуренция между ожидаемым увеличением плотности при понижении температуры и образованием воды с более низкой плотностью. Это приводит к максимуму плотности при 4 ° C, а также объясняет многие другие аномальные свойства воды.

Расстройка воды

Мощным подходом к пониманию воды стало компьютерное моделирование. «Это означает создание атомистической модели, в которой вы пытаетесь настроить заряды и электронное распределение, чтобы максимально точно воспроизвести поведение воды», — говорит математик и разработчик моделей Джон Руссо из Римского университета Ла Сапиенца в Италии.Руссо вместе с сотрудниками из Токийского университета в Японии создал модель, которая может «настраивать» молекулярные взаимодействия молекул воды, чтобы понять происхождение ее аномальных свойств. «Я пытался сделать воду менее« водянистой »и стараюсь постоянно переходить от поведения воды к поведению простой жидкости», — объясняет он.

Ключ к этому процессу — изменение силы водородной связи, которая приводит к тетраэдрической координации. ¹ «Сила этого взаимодействия действительно может быть настроена.Вы можете искусственно сделать его более или менее тетраэдрическим ». Делая это, вы можете настроить структуру, чтобы изменить макроскопическое поведение воды, и, по словам Руссо,« многие аномалии по существу исчезнут — вы, по сути, можете заставить воду вести себя как простая жидкость. Например, при увеличении «тетраэдрическости» — доли молекул воды с ровно четырьмя ближайшими соседями — лед становится плотнее воды и тонет, а не плавает, что обычно происходит с обычными жидкостями.

Ученые создали компьютерную модель, чтобы сделать воду менее «водянистой»

Руссо использует модель двух состояний, которая рассматривает воду как смесь форм с высокой и низкой плотностью, но если эти формы действительно существуют, можно ли выделить их как отдельные жидкости? В 1992 году моделирование, проведенное Юджином Стэнли из Бостонского университета в США, показало, что это может происходить в переохлажденной воде при очень низких температурах. ² Хотя вода замерзает при 0 ° C при атмосферном давлении без примесей, способствующих зарождению кристаллов, процесс настолько медленный, что жидкую воду можно охладить примерно до 232K (–41 ° C).Ниже этой точки вода будет быстро замерзать, что сделает измерение жидкости невозможным. Вода также существует в стекловидном состоянии ниже 150K, но быстро замерзает выше этой точки. «Между 235К и 150К — это то, что называется нейтральной зоной», — объясняет Нильссон, где вообще невозможно измерить жидкую фазу.

Модель Стэнли предполагает, что переохлажденная вода на самом деле разделится на две отдельные фазы в этой нейтральной зоне, и что при таких низких температурах существует ранее неизвестная критическая точка.Критическая точка — это температура и давление, при которых исчезает граница между двумя фазами; например, вода имеет критическую точку между жидким и парообразным состояниями при 647 К и 22,064 МПа, и свойства двух фаз становятся неразличимыми. Предлагаемая вторая критическая точка на нейтральной полосе будет означать исчезновение разделения фаз между двумя отдельными жидкими фазами.

Но найти доказательства существования этих двух жидких фаз непросто. «Мы не можем наполнить стакан двумя типами воды, но были некоторые эксперименты, в которых косвенно наблюдались такие переходы», — говорит Руссо.

Один из подходов заключается в рассмотрении низкотемпературной воды в ее аморфном стекловидном состоянии. Ниже 136 К существует два типа стекловидной воды — одна с низкой плотностью, а другая с высокой плотностью. Одно из направлений мышления состоит в том, что они, возможно, эквивалентны предложенным водным фазам с низкой и высокой плотностью, и при правильных экспериментальных условиях можно обнаружить отдельные жидкие фазы и переход между ними. «Люди пробуют этот путь, чтобы найти доказательства этого перехода жидкость-жидкость», — объясняет Руссо.«Они начинают со стекла, немного нагревают его и пытаются увидеть, есть ли переход в другую жидкость, прежде чем она кристаллизуется [при 150 К]»,

Нильссон пытался обнаружить две жидкости, используя рассеяние рентгеновских лучей на каплях ультрахолодной воды. «Мы разработали методы, позволяющие делать все очень быстро», — объясняет он. «Если вы можете проводить [эксперименты] на уровне микросекунд, вы можете раздвинуть границы нейтральной зоны до все более и более низких температур». Его команда охладила капли воды размером 10–20 мкм, впрыскивая их в вакуум, где они испаряются и остывает очень быстро.Используя 50–100 фемтосекундных лазерных импульсов рентгеновского излучения с, они смогли измерить свойства, связанные со структурой любой жидкой воды, присутствующей в капле. «Нам удалось спуститься до 227 тысяч, поэтому мы видели, что происходило в этой нейтральной зоне», — говорит Нильссон. ³

Линия Widom

В 2017 году команда Нильссона опубликовала новаторский результат, который, по их утверждениям, дает больше доказательств в пользу модели воды с двумя состояниями и помогает объяснить странное поведение воды при ее охлаждении.Они нашли доказательства существования линии Уидома, названной в честь Бенджамина Уидома, почетного профессора химии Корнельского университета в США. Эта линия проходит из критической точки на фазовой диаграмме и, в случае воды, представляет разделение жидкой фазы на две области, в одной из которых жидкая вода ведет себя больше как фаза с высокой плотностью (при высоких температурах и высоких температурах). -высокого давления), а другой больше похож на низкоплотный (на низкотемпературной стороне низкого давления).

Вблизи этой линии Widom жидкость испытывает наибольшую скорость изменения между двумя формами жидкости, и одна фаза может образовываться внутри другой.Существование линии Видома и связанной с ней критической точки может объяснить, почему вода колеблется между жидкостью с низкой и высокой плотностью выше критической точки. Гипотеза Нильссона предполагает, что даже в рамках одной фазы при понижении температуры около линии Уидома образуются очень маленькие карманы жидкости с более низкой плотностью, что объясняет, почему плотность воды уменьшается с 4 ° C до точки замерзания.

На основе экспериментов по рассеянию рентгеновских лучей капель воды Нильссон смог произвести расчеты флуктуаций электронной плотности и определить максимальное значение сжимаемости воды при 229 К и давлении 0 бар, которое согласуется с поведением, ожидаемым вблизи линии Уидома.На этой линии структура жидкости претерпевает самые быстрые структурные преобразования и, следовательно, является наиболее сжимаемой. ⁴ Нильссон продолжает искать точное положение критической точки. «Мы думаем, что это, вероятно, в температурном режиме около 1 кбар [100 МПа] при 210 К», — говорит он.

Скептики

Но не всех устраивает эта гипотеза. «Многие люди крайне скептически относятся к идее о том, что вода представляет собой смесь двух жидкостей», — говорит Алан Сопер из лаборатории Резерфорда Эпплтона в Оксфордшире, Великобритания.«Лично мне трудно представить себе, как могут быть молекулы воды двух разных типов».

Сопер говорит, что не оспаривает, что может быть вторая критическая точка в нейтральной зоне, но он говорит, что идея о том, что вода может содержать участки воды двух типов вплоть до окружающих условий, подразумевает разделение фаз выше критической точки. «Я хочу сказать, что у вас не может быть разделения фаз, если вы находитесь выше второй критической точки — это не имеет никакого смысла, иначе это не критическая точка.Ты не можешь съесть свой торт и съесть его ».

Сопер утверждает, что если бы там были пятна двух типов воды, это можно было бы обнаружить в экспериментах по рассеянию рентгеновских лучей. «У вас должно быть гораздо большее рассеяние, а рассеяния не будет». Например, по его словам, из рентгеновского рассеяния хорошо известно, что смеси, такие как структуры мицелл масла и воды, демонстрируют огромные контрасты между область воды и область нефти, с огромным количеством рассеяния, вызванного колебаниями плотности между каждой отдельной областью, и этого не наблюдается с водой.

У вас не может быть разделения фаз, если вы находитесь выше второй критической точки

Но Нильссон говорит, что он не предлагает, чтобы его исправления составляли две фазы выше критической точки. «В жидкости нет двух фаз, это колеблющиеся области, которые отличаются от фаз». Он говорит, что они могут иметь размер 50 или 100 молекул и постоянно взаимозаменяемы с окружающими молекулами. Он описывает эту аранжировку, как гости на свадьбе или ужине-танце — в одном месте люди движутся и танцуют; в другом они сидят за столами — области различны, но люди (или молекулы) постоянно переходят от одного к другому.Нильссон говорит, что простая жидкая модель не объясняет аномальных свойств воды.

С другой стороны, исследование рассеяния рентгеновских лучей 2019 года, проведенное группой под руководством Александра Фёлиша из Helmholtz-Zentrum Berlin и Потсдамского университета, показало, что результаты согласуются с моделью непрерывного распределения жидкой воды при окружающих условиях с уровнем порядка это будет означать, что каждая молекула воды вносит в среднем около 1,75 водородных связей, отданных и принятых на молекулу. ⁵ Таким образом, они пришли к выводу, что даже если флуктуации могут происходить вблизи границы раздела фаз, при окружающих условиях модель с двумя состояниями маловероятна.

Что интересно, мы вглядываемся в регион, где есть жизнь

Сопер считает, что, а не идея дискретных участков двух жидкостей, то, что придает воде ее уникальные свойства при охлаждении, — это постепенное «вмораживание» ориентационного порядка молекул воды в тетраэдрическом расположении, даже когда они все еще находятся в движении, поскольку можно было бы ожидать от жидкости.«Именно это изменение порядка ориентации воды, кажется, упускается из виду во всех обсуждениях», — говорит он, и это может объяснить замечательное поведение воды без необходимости в двух различных состояниях выше критической точки.

Среди физиков-химиков до сих пор нет единого мнения относительно того, как ведет себя вода. Это может показаться чисто эзотерическим спором, но необычные свойства воды, особенно при очень низких температурах, действительно имеют значение для других областей науки. «Это влияет на модели климата [при] высоком давлении [и] внеземную воду, [которую] мы могли бы найти на других планетах, или [воду в] наноконтактных условиях», — говорит Руссо.Например, недавнее исследование показало, что вода на поверхности капель гораздо более упорядочена, чем объемная вода, и находится в состоянии, сопоставимом с переохлажденной водой с сильной водородной связью, даже при комнатной температуре. ⁶

Является ли вода смесью двух жидкостей или одной, свойства воды также имеют фундаментальное значение для биологии. «Вода — это то, что придает [нуклеиновым кислотам] их интересную структуру и свойства, то же самое и с белками», — говорит Чаплин. Сама жизнь процветала, потому что лед менее плотен, чем вода, что позволяет организмам выжить под плавающими слоями льда.«Что интересно, мы вглядываемся в регион, где существует жизнь, когда всплывает [аномальное поведение воды]», — говорит Нильссон. Согласно его модели двух состояний, только при температурах ниже 50 ° C вода становится смесью жидкости с низкой и высокой плотностью, и это также область температур, в которой существует жизнь. «Это совпадение или в этом есть что-то примечательное?» — спрашивает Нильссон. «Мы [еще] не знаем».

Рэйчел Бразилия — научный писатель из Лондона, Великобритания.

Свойства воды | Преподавание науки о Великих озерах

Вода — удивительное вещество — и не только потому, что оно нам нужно, чтобы жить! Вода бесцветна, не имеет вкуса и запаха, что может сделать ее неинтересной для изучения.Однако он обладает множеством уникальных физических свойств. Например, это единственное природное вещество, которое находится во всех трех состояниях — жидком, твердом (лед) и газе (пар) — при температурах, естественных для Земли. Кроме того, плотность воды связана с ее температурой, которая может управлять водными организмами и влиять на климат и погоду. В этом уроке выясняется, как связаны температура и плотность воды и какое влияние это может иметь на окружающую среду.

Уровни успеваемости:

• Национальные стандарты естественнонаучного образования, 5-8 классы
• Michigan Grade Level Content Expectations, 5-7 класс

Ожидаемые результаты:

• MS-ESS2.4 Системы Земли. Разработайте модель, описывающую круговорот воды в системах Земли, управляемый солнечной энергией и силой тяжести.
• 3-ESS2.1 Системы Земли. Представляйте данные в таблицах и графических дисплеях для описания типичных погодных условий, ожидаемых в течение определенного сезона.

Для выравнивания см .: Property of Water NGSS Summary

Цели

• Перечислите физические свойства воды.
• Объясните, как связаны температура и плотность воды.
• Сообщать и защищать выводы (из демонстраций), используя доказательства.

Фон

Многие озера в районе Великих озер подвержены сезонным циклам, на которые влияют физические свойства воды. Летом солнце согревает поверхность озера. Озеро начинает расслаиваться на слои с более теплой, менее плотной водой у поверхности и более холодной, более плотной водой у дна. Между более теплым слоем наверху (эпилимнион) и более холодным слоем внизу (гиполимнион) зажат слой воды, называемый металимнионом.Метлимнион — это область, в которой температура быстро меняется. По мере того, как вода осенью остывает, ее плотность увеличивается, и она тонет. Такое разделение озера на слои называется термической стратификацией и является фактором, определяющим, сколько жизни может поддерживать озеро (так называемая продуктивность).

• Эпилимнион: Теплая вода у поверхности
• Гиполимнион: Холодная вода на глубине
• Металимнион: Слой воды между эпилимнионом и гиполимнионом.Температура воды в металимнионе быстро меняется.

Подробнее о сезонной стратификации

Типичный год в районе Великих озер может привести к следующему типу стратификации и смешения:

Лето : Солнце согревает озеро с поверхности. Теплая вода менее плотная (более легкая), что создает слой теплой воды, плавающий над более плотной (более тяжелой) холодной водой. Летом из-за разницы температур воды полное перемешивание не происходит.Поверхностная вода становится слишком теплой и плавучей, чтобы смешиваться с более плотной и глубокой водой. Вода смешивается только в эпилимнионе. Теплая вода, солнечный свет и питательные вещества в эпилимнионе идеально подходят для роста водорослей.

Осень : осенний воздух понижает температуру воды на поверхности озер, делая верхние и нижние слои схожими по температуре и плотности. Ветер вносит свой вклад в сезонную смену и помогает перемешивать слои. Всю осень ветры перемешивают воду в озере на большую глубину.Когда поверхностная и придонная вода достигают одинаковой температуры и плотности, ветер может перемешать или перевернуть все озеро. Этот процесс смешивания пополняет запасы кислорода и питательных веществ по всему озеру.

Зима : Великие озера редко полностью покрываются льдом зимой и могут продолжать непрерывно перемешиваться в течение сезона, что отличается от большинства других озер в регионе, которые остаются стратифицированными зимой.

Рис. 1. Спутниковый снимок ледяного покрова Великих озер

Когда лед все же образуется — когда температура поверхности приближается к 0 градусов по Цельсию — он плавает на поверхности озера (потому что лед почти в 10 раз менее плотный, чем жидкая вода).Температура большей части водяного столба составляет 4 градуса по Цельсию. Однако чуть ниже льда есть слой более холодной и легкой воды. Расслоение слабое, потому что разница температур между слоями мала. Лед мешает ветру перемешивать слои.

Весна : По мере того, как становится теплее, температура поверхности повышается, а плотность воды уменьшается. Когда температура и плотность поверхностных вод равны придонной воде, для полного перемешивания озера требуется очень мало энергии ветра.

Мероприятия

• Определение плотности воды
  Резюме : Учащиеся заполняют листы данных и определяют плотность горячей и холодной воды с помощью эксперимента в классе.
  Время : Один 50-минутный урок

Источники уроков

Ford, B.A. и P.S. Смит. 1994. Сверху и снизу: Почему вода такая странная . Проект «Науки о Земле: Физическая океанография». Пресса Национальной ассоциации учителей естественных наук. 37-39

The Life of the Lakes, A Guide to the Great Lakes Fishery, Schroeder, B., Michigan Sea Grant, 2012, MICHU-12-501

Вода в сети — Обучение изменению температуры

Движение климата и воды Великих озер.Системы Земли — Образовательная деятельность для школ Великих озер (ES-EAGLS). 1996. Серия ЭП-085. Морской грант Огайо. Университет штата Огайо, Колумбус, штат Огайо 43212. Авторы: Fortner, RW, Miller, H, Sheaffer, AL

Ресурсы морского образования Луизианы — ворота в науку о воде. Снова и снова — Мертвая зона. Морской грант Луизианы. Университет штата Луизиана, Батон-Руж, Лос-Анджелес 70803. Авторы: Линдстедт, Д. Веб-сайт, по состоянию на 1 декабря 2009 г.

Вода в Интернете — мониторинг озер Миннесоты в Интернете и подготовка технических специалистов по водным наукам для будущего — национальная онлайн-программа с использованием передовых технологий и данных в реальном времени.Университет Миннесоты-Дулут, Дулут, MN 55812. Авторы: Munson, BH, Axler, R, Hagley C, Host G, Merrick G, Richards C. Веб-сайт, по состоянию на 1 декабря 2009 г.

Как Великие озера меняются в зависимости от времени года? Фортнер, Р.У., А.Л. Шиффер и Х. Миллер. 1996.

Земные системы: образовательная деятельность для школ Великих озер (ES-EAGLS). Серия: ES-EAGLS — Климат и движение воды Великих озер (EP-083). Публикации Морского Гранта Огайо. Государственный университет Огайо. 71-77. По материалам EP OEAGLS — 28 ‘Lake Layers: Stratification’ Криса Бразерс, Дэвида А.Калвер и Розанна В. Фортнер.

Источники данных

Система прогнозирования прибрежных районов Великих озер. NOAA — Лаборатория экологических исследований Великих озер (GLERL), Анн-Арбор, штат Мичиган, 48108. Авторы: Шваб, Д. Д., Белецкий, Д., Бедфорд, К. В., Ланг, штат Джорджия.

Наборы данных о воде Великих озер для учителей. Университет Восточного Мичигана, Ипсиланти, штат Мичиган, 48197. Проект поддерживается Управлением по образованию и связям с общественностью Лаборатории исследования окружающей среды Великих озер NOAA, Анн-Арбор, 48108. Авторы: Резерфорд, С., Коффман, М., Маршалл, А., Стертевант, Р., Кланг , G, Schwab, D, LaPorte, E.

Биомолекулы и химия жизни — Особые свойства воды

Особые свойства воды

Вода особенная

Мы не будем обращать внимания на неосмотрительность водородных связей в свете того факта, что они частично ответственны за уникальные свойства воды. Теперь все люди особенные, и мы не пытаемся принизить любые другие химические соединения, выделяя воду, но вода действительно удивительна и чрезвычайно важна для жизни на Земле. К настоящему времени вы наверняка уже не понимаете, почему. Итак, вот пять основных вещей, которые делают воду прекрасной.

Вода имеет высокую когезию

И что? Мы вам скажем что. Водородные связи между молекулами воды заставляют их склеиваться. Но вы это уже знали. Высокая когезия хороша, потому что она приводит к высокому поверхностному натяжению или тенденции молекул воды слипаться, когда они находятся на границе газа и жидкости (или жидкости и твердого тела, или даже жидкости и жидкости … вы получить идею). Это затрудняет разрушение поверхности воды по сравнению с другими жидкостями.Поверхностное натяжение — это то, что позволяет некоторым вещам плавать на воде, даже если они плотнее воды. Например, ошибки. Или этот парень. Посмотри на него, иди!

Вода — отличный растворитель

Вода опасно хорошо растворяет вещества. Мастер-растворитель, если хотите. Поскольку вода является полярной молекулой, ее положительный конец притягивается к отрицательно заряженным ионам или отрицательным сторонам других полярных молекул, а ее отрицательная сторона притягивается к положительно заряженным ионам или положительным сторонам других полярных молекул.

Например, если вы уроните кристалл соли в воду, ион натрия (Na ⁺ ) быстро будет окружен энергичными молекулами воды, их отрицательные стороны обращены к положительному иону натрия. Между тем, ион хлора (Cl ^— ) аналогичным образом будет окружен другими молекулами воды с их положительными сторонами, обращенными к отрицательному иону хлора. Это отдаленно напоминает то, как папарацци спускаются со знаменитостями или как стервятники оттачивают мертвую тушу.

Помимо метафор, дело в том, что Na ⁺ и Cl ^— отделяются друг от друга и растворяются в воде.Вещи, которые легко растворяются в воде, являются гидрофильными («водолюбивыми»), а свойство «растворимости» называется растворимостью .

Похоже на вечеринку!

Пробовали ли вы когда-нибудь смешивать масло и воду? Нет? Значит, ты не особо тусовщик, не так ли?

Это унизительно, потому что все терпят неудачу. Масло гидрофобно («водобоязненное») и немедленно прекращает весь этот бизнес по растворению. Жиры, включая масло, — это неполярных молекул .Все составляющие атомы в неполярных молекулах в равной степени делят электроны между собой. Никаких склок там нет. Но эти равные доли означают, что воде не к чему привлекать, потому что вода, полярный сноб, которым она является, любит ионы или другие полярные молекулы.

Вывод такой: если вещество не является полярным или каким-либо образом заряженным, оно обычно не растворяется в воде (нерастворимо). Вам не повезло, неполярные молекулы.

Вода действует как буфер

Что такое буфер? Начнем с некоторой справочной информации.

Чтобы понять буферы, нам нужно кое-что знать о кислотах и основаниях . Кислоты — это вещества, выделяющие ионы водорода (H ⁺ ) в раствор. HCl или соляная кислота — это соединение, образованное ионными связями. Когда вы бросаете его в воду, H ⁺ и Cl ^— распадаются, потому что, как мы уже говорили, вода полярна и атакует заряженные ионы. Подскажите папарацци и / или изображения стервятников. В результате в раствор выделяется целый сгусток ионов H ⁺ , что резко увеличивает концентрацию H ⁺ .Увеличение концентрации H ⁺ вызывает повышение кислотности.

A base , с другой стороны, представляет собой вещество, которое будет связываться со свободными ионами водорода (H ⁺ ), которые могут плавать в растворе. Основания также известны как щелочные .

NaOH является примером основания. Когда вы бросаете NaOH в воду, ионы Na ⁺ отделяются от ионов гидроксида (OH ^— ). Даже несмотря на то, что кислород и водород OH ^— связаны друг с другом ковалентно, они все равно считаются ионами, потому что элемент обладает дополнительным электроном; следовательно, он имеет чистый отрицательный заряд.

Вероятно, вы можете догадаться, что происходит, когда случайный ион OH ^— встречает свободный ион H ⁺ : это любовь с первого взгляда, и ионы связываются. Что происходит в результате? Концентрация свободных ионов H ⁺ в этом растворе уменьшается, что на увеличивает основность . Основания содержат больше ионов OH ^— , чем кислоты. Таким образом, кислоты выделяют в раствор связку ионов H ⁺ , а основания вытирают их, как будто они Свиффер.

Последнее, о чем следует упомянуть, прежде чем мы вернемся к буферам, — это pH .Шкала pH варьируется от 0 до 14 и является способом измерения кислотности раствора, что связано с тем, сколько ионов водорода содержится в любом данном растворе. Чистая вода имеет pH 7, что является нейтральным, и имеет точно такое же количество ионов H ⁺ , что и плавающих в ней ионов OH ^— .

Следует помнить две вещи:

1. Если ионов H ⁺ относительно больше, pH снижается, повышая кислотность. Больше H ⁺ , более кислая, более низкая pH.
2. Если имеется меньше ионов H ⁺ , pH увеличивается, увеличивая основность. Меньше H ⁺ , более щелочной, выше pH.

Помните, что шкала pH работает от 0 до 14, и каждый шаг представляет собой десятикратную разницу. Другими словами, раствор с pH 5 в 100 раз более кислый, чем раствор с pH 7. А раствор с pH 3 в 10 000 раз более кислый, чем раствор с pH 7. Для сравнения. , газировка имеет pH 3. Отчасти это заставляет вас переосмыслить этот большой глоток, не так ли?

Хорошо, вернемся к буферам.Буфер — это вещество, которое помогает смягчить любые изменения pH, возникающие в результате добавления кислот или оснований. Это важно, потому что, как вы узнаете позже, большинство химических процессов, происходящих в живых организмах, очень чувствительны к pH, а резкие изменения pH могут вызвать серьезные проблемы. Буферы — это, по сути, из лучших побуждений помешанные на контроле.

Вода, как указано в начале этого раздела, может действовать как буфер при резком изменении pH. В любой момент существует несколько молекул H ₂ O, которые распадаются и образуют H ⁺ и OH ^— .Не волнуйся. Большинство молекул воды все еще полностью связаны друг с другом, но кое-где есть несколько ионов водорода, которым по сути надоедает «делить» электрон с напористыми, эгоистичными атомами кислорода. Они вскидывают вверх свои маленькие атомные ручки и кричат: «Отлично! Электрон весь твой. Я ухожу отсюда!» Следовательно, всегда есть несколько паразитных ионов H ⁺ и соответствующих ионов OH ^— , плавающих в растворе.

Эти несколько диссоциированных молекул воды придают воде буферную способность.Если мы добавим кислоту в воду, некоторые из свободных ионов OH ^— будут связываться с вновь добавленными ионами H ⁺ , что будет сдерживать снижение pH. Точно так же, если мы добавим целую группу основания в воду, часть добавленного основания будет связываться со свободными ионами H ⁺ в растворе, что будет сдерживать повышение pH.

С учетом всего вышесказанного, хотя вода может служить буфером , это не фантастика, поскольку большинство молекул H ₂ O остаются полностью склеенными.Он обладает небольшой буферной способностью и полезен при небольших изменениях pH, но это ни в коем случае не лучший вариант и, конечно, не может компенсировать очень резкие изменения pH.

Вода устойчива к перепадам температуры

Вода стойкая. Почему вода такая, и кто решил, что упрямство делает тебя особенным?

Во-первых, вода имеет высокую удельную теплоемкость , то есть количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 грамма вещества на 1 ° C.Другими словами, для нагрева воды требуется лота энергии.

Во-вторых, вода имеет высокую температуру парообразования , количество тепла, необходимое для преобразования жидкой воды в газообразную воду (также известную как пар). Высокая теплота испарения воды обусловлена ​​неприятными водородными связями. Молекулы воды на поверхности должны двигаться очень быстро, чтобы вырваться в воздух. Нагревание увеличивает движение молекул, но мы уже знаем, что для нагрева воды требуется много энергии, потому что вода имеет высокую удельную теплоемкость.

Если мы сложим эти две концепции вместе, мы обнаружим, что для нагрева молекулы воды требуется много энергии, и нам нужно сильно нагреть ее, чтобы дать ей кинетическую энергию, необходимую для разрыва водородных связей, удерживающих ее с остальные молекулы воды. Двойной удар, если вы пытаетесь довести воду до кипения.

Наконец, вода имеет высокую теплоту плавления или теплоту, которую необходимо отвести для ее затвердевания (или заморозки).

Все это означает, что вода может удерживать большое количество тепловой энергии до того, как изменит температуру и состояние (твердое состояние — жидкость — газ).Эти свойства воды великолепны, если вы — организм, живущий в воде. Почему, спросите вы? Они гарантируют, что вода защитит вас от резких перепадов температуры и обеспечит довольно стабильную среду, даже если температура воздуха сильно изменится. Спасибо, вода.

Ice Floats

Мы знаем, что вы это знаете, но выслушайте нас. Для большинства соединений твердое состояние более плотное, чем жидкое, а это означает, что твердое вещество будет опускаться на дно контейнера, содержащего жидкость.Не для льда! Лед такой классный. Возьми? Круто ? Извините. Дело в том, что вода фактически становится менее плотной при замерзании, что позволяет твердой форме (льду) плавать на жидкой форме (воде).

Это важно для организмов, живущих под водой. Если замерзшая вода опустится, небольшие водоемы, скорее всего, полностью замерзнут зимой, что будет плохо для всех живущих в них организмов. А под плохим мы подразумеваем верную смерть. Вместо этого слой льда эффективно изолирует нижележащую воду, позволяя многим водным организмам пережить зиму.Добро пожаловать, рыбки, косатки и невероятно очаровательные детеныши арктического гренландского тюленя. D’awww.

Brain Snack

Может ли жизнь существовать без воды? На Земле мы не нашли формы жизни, которая могла бы справиться с этим подвигом, но может быть такая на Титане, спутнике Сатурна, где вся вода заморожена как скала.