Вода её свойства и состояние

 
План

Введение…………………………………………………………………3

1. Свойства воды……………………………………………………….4

2. Три состояния воды…………………………………………………8

Заключение………………………………………………………………9

Список литературы………………………………………………………10

Введение

Вода - вещество привычное  и необычное. Нет на Земле вещества более важного для нас, чем  обыкновенная вода, и в то же время  не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько  противоречий и аномалий, сколько  в её свойствах.

Почти 70% поверхности нашей  планеты занято океанами и морями. Твёрдой водой - снегом и льдом - покрыто 20% суши. Из общего количества воды на Земле, равного 1 млрд. 386 млн. кубических километров, 1 млрд. 338 млн. кубических километров приходится на долю солёных вод Мирового океана, и только 35 млн. кубических километров приходится на долю пресных вод. Всего  количества океанической воды хватило  бы на то, чтобы покрыть ею земной шар слоем более 2,5 километров. На каждого жителя Земли приблизительно приходится 0,33 кубических километров морской воды и 0,008 кубических километров пресной воды. Но трудность в том, что подавляющая часть пресной  воды на Земле находится в таком  состоянии, которое делает её труднодоступной  для человека. Почти 70% пресных вод  заключено в ледниковых покровах полярных стран и в горных ледниках, 30% - в водоносных слоях под землёй, а в руслах всех рек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресных  вод.

Молекулы воды обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства  планет солнечной системы и их спутников.

1. Свойства воды

К свойствам воды относятся  бесцветность, отсутствие запаха и  вкуса, прозрачность, текучесть.

Вода способна переносить много веществ и притом разными  способами. Если положить в стакан чистой воды ложку соли или сахара, то они  быстро растворятся в воде, перестанут быть видимы в ней. Но это не значит, что соль или сахар исчезли  вовсе или превратились в другое вещество. Вкус раствора легко узнать, и по вкусу можно определить, какое  вещество положили в воду: соль или  сахар. Просто молекулы растворенного  вещества перемешались с молекулами воды.

Можно ли теперь очистить воду от примеси? Для очистки применяют  обычно особые устройства - фильтры. Фильтром может быть почти всякая ткань, бумага (вроде салфетки или промокашки), может быть слой песка на сите.

Если осторожно пропустить раствор соли через такой фильтр, то соль и сахар через него пройдут  спокойно. Фильтр представляет собою  по сути дела сетку, только очень частую, так чтобы в дырочки этой сетки  не могли пройти частички, видимые  нашим глазом. Но для молекул - как  воды, так и растворенных веществ  такие сетки - как футбольные ворота для горошины. Итак, растворы спокойно проходят через фильтры. Потому вода может переносить растворенные в  ней вещества туда, куда может сама проникнуть - например, к корням растений.

Чаще всего растворы не окрашивают воды, почти не меняют ее текучести или вязкости. Вода в  природе в жидком виде практически  не бывает чистою. Она всегда представляет собою хотя бы слабый, но все же раствор  каких-нибудь солей.

Но вода движет не только то, что в ней полностью растворяется. Если зачерпнуть весною воды из бурного  ручья, текущего по дороге и внимательно  рассмотреть эту воду, то можно  увидеть, что в ней много частиц песка, глины, всякого иного мусора. Эти частицы настолько велики, что через фильтр не проходят, если дать воде спокойно постоять, они сами осядут на дно. (Между тем из раствора соль сама собою не выпадет). Тем  не менее, вода переносит и эти  песчинки, которые образуют в ней  взвесь - так принято называть это  смешение.

Взвеси, как и растворы, встречаются постоянно. Любая движущаяся вода: ручей, речка, - несет песок  и глину. Взвеси сильно могут изменить цвет, вес, вязкость и другие свойства воды, гораздо в большей мере, чем это делают растворы.

Как и все прочие вещества, вода при нагревании расширяется. Конечно, это расширение невелико и мало заметно. Если налить воды в колбу с длинным  узким горлышком и нагревать  ее, то можно заметить поднятие уровня воды в горлышке. Соответственно, при  охлаждении вода сжимается.

У теплового расширения воды есть одна очень важная особенность. Как ведет себя вода при замерзании? Продолжает ли сжиматься?

Можно проделать такой  опыт. Налить холодной воды в бутылку  столько, чтобы выливалась, и плотно закупорив пробкой, поставить на мороз. Через некоторое время  вода в бутылке замерзнет и  саму бутылку разорвет на куски. Льдышка в форме бутылки окажется шире самой бутылки. Значит, вода при замерзании расширяется и с довольно большой силою. В домах с водяным отоплением при аварии в зимнее время, отопительные батареи могут охладиться настолько, что вода в них замерзнет - и разорвет батареи. В зимнее время, случается, лопаются и водопроводные трубы, поэтому их положено закапывать на такую глубину, где земля не промерзает. Иными словами, расширение воды при замерзании - явление довольно известное и не всегда безопасное.

Но у него есть и другое, очень важное, значение. Если вода при  замерзании расширяется, то лед должен быть легче воды, поскольку при  охлаждении то же самое количество воды начинает занимать уже больший  объем. Как расширившийся теплый воздух "всплывает" в окружающем плотном холодном воздухе, так и  лед всплывает на поверхность  воды.

Можно растопить в жестяной банке парафин и посмотреть, как  он твердеет. Если попробовать его "на твердость" опускаемой лучинкою, то легко заметить, что густой, а  затем и твердый парафин будет  скапливаться у дна. Это понятно: при застывании парафин сжимается, а потому тяжелеет и тонет. А у  воды все получается совсем наоборот. Лед всплывает на поверхности  воды.

Благодаря этому свойству наши реки и озера зимою не промерзают до дна. Если бы лед был плотнее  воды, он тонул бы в ней, а вода постоянно оказывалась бы поверх его на самом морозе и быстро вся  замерзала. На самом же деле температура  воды у дна держится около 4-х градусов тепла, а ледяной покров на реке, будучи еще занесен пушистым снегом, вполне способен сохранить внутри воду от замерзания. Конечно, к весне слой льда делается все толще, если бы зима стояла круглый год, реки, в конце  концов, промерзли бы и до дна. Но за время обычной зимы этого не происходит.

Причиною же сего явления  служит особое устройство молекулы воды. Притягиваясь друг к другу, молекулы выстраиваются особым образом, по особому порядку. Для этого порядка требуется побольше места, чем в жидкой воде. Вот и происходит расширение воды при замерзании. Отчасти о порядке, царящем в куске льда, можно догадаться, глядя на снежинки - всегда правильной шестиугольной формы. Эта форма не могла бы возникнуть, если бы молекулы воды сцеплялись между собою как попало.

Рассмотрим движение воды, обычно именуемое круговоротом. Все  наши речки и ручьи текут до впадения в большие реки или озера. Большие реки впадают в море, из озер же чаще всего также вытекают реки, впадающие, в конце концов, в море. Куда же девается эта вода, постоянно пополняющая океан?

Она испаряется. Поверхность  всех морей и океанов огромна, воды испаряется с нее довольно много. Часть этой воды, собирающейся в  облака, вновь проливается дождем в океан, а часть в виде туч  переносится обратно на сушу, где  выпадает дождем, снегом, росою. Часть  дождевой воды сразу испаряется обратно, а другая часть проникает в почву и в реки. Под землею вода тоже не стоит на месте, а постепенно стекает вниз. Иногда вода эта выбивается наружу в виде родника или ключа. Часто такие ключи бьют на дне водоемов.

Выбиваясь на поверхность  земли, грунтовые воды питают ручьи  и речки, которые, постепенно сливаясь в большие реки, вновь выносят  воду в моря и океаны. Такое постоянное движение воды именуется круговоротом.

Движущаяся вода выполняет  в своем круговороте множество  разных дел и первое важнейшее  дело в круговороте воды - снабжение  суши водой. Без воды жизнь невозможна. Все жизненные соки и питательные  вещества в растениях и животных движутся только в виде водных растворов. И вода попадает на сушу по сути дела только в виде осадков: дождя, росы, снега в ходе круговорота.

Другая и совсем особая роль круговорота воды состоит в  том, что при этом происходит постоянное очищение воды.

Морская вода на вкус солона и горька. Между тем вода дождевая, и особенно снеговая, очень чистая и приятная на вкус. Отчего так происходит? Оттого, что соли не испаряются вместе с водою и не идут в облака, образующиеся над морями. Соли остаются в море.

Можно проделать такой  опыт. Взять колбу с раствором  соли или просто с морской водой, плотно закрыть горлышко пробкой  со вставленной в него изогнутой  стеклянной трубкой. Другой конец трубки поместить в пробирку, находящуюся  в холодной воде. Нагревая раствор  воды в колбе, мы постепенно можем  выпарить всю воду. Вода пройдет  в виде пара по трубке в пробирку, там охладится, станет снова жидкой, и в пробирке останется чистая вода. А все соли в виде сухого белого или желтоватого налета останутся  в колбе. Таким способом часто  опресняют при необходимости  морскую воду или выделяют из раствора соли.

2. Три состояния воды

Известно, что в природе  вода может находиться в трех различных  состояниях, таких как: газообразное, жидкое или твердое.

Облака, снег и дождь представляют собой различные состояния воды. Облако состоит из множества капелек  воды или кристалликов льда, снежинка - это совокупность мельчайших кристалликов льда, а дождь-это всего лишь жидкая вода.

Вода, находящаяся в газообразном состоянии, называется водяным паром. Когда говорят о количестве влажности  в воздухе, обычно подразумевают  количество водяных паров. Если воздух описывается как «влажный», это  означает, что в воздухе содержится большое количество водяных паров.

Лед - твердая фаза воды. Толстый  слой льда имеет голубоватый цвет, что связано с особенностями  преломления им света. Сжимаемость  льда очень низка. Лед при нормальном давлении существует только при температуре 0° С или ниже и обладает меньшей плотностью, чем холодная вода. Именно поэтому айсберги плавают в воде. При этом, поскольку отношение плотностей льда и воды при 0° С постоянно, лед всегда выступает из воды на определенную часть, а именно на 1/5 своего объема.

Заключение

Вода - самое распространенное на поверхности земли вещество. Большая  часть нашей планеты покрыта  морями и океанами. Без воды, как  и без воздуха не могут жить ни растения, ни животные.

Вода - единственное вещество на Земле, которое существует в природе  во всех трёх агрегатных состояниях - жидком, твёрдом и газообразном.

Примерно до конца 19 века вода считалась бесплатным неистощимым  даром природы. Её не хватало только в слабонаселённых районах пустынь. В 20 веке взгляд на воду резко изменился. В результате быстрого роста населения земного шара и бурного развития промышленности проблема снабжения человечества чистой пресной водой стала чуть ли не мировой проблемой номер один. В настоящее время люди используют ежегодно около 3000 млрд. кубических метров воды, и эта цифра непрерывно быстро растёт. Во многих густонаселённых промышленных районах чистой воды уже не хватает.

Недостаток пресной воды на земном шаре можно восполнить различными путями: опреснять морскую воду, а также заменять ею, где это  возможно в технике, пресную воду; очищать сточные воды до такой  степени, чтобы их можно было спокойно спускать в водоёмы и водотоки, не боясь загрязнить, и использовать вторично; экономно расходовать пресную  воду, создавая менее водоёмкую технологию производства, заменяя, где это можно, пресную воду высокого качества водой  более низкого качества и т.д.

Вода - одно из главных богатств человечества на Земле.

Список литературы

1. Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире. - М.: Педагогика, 1975.

2. Спенглер О.А. Слово о воде. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980.

3. Химическая энциклопедия. Том 1. / Под ред. И.Л. Кнунянц. - М., 1988.

4. Энциклопедический словарь  юного химика. / Сост. В.А. Крицман, В.В. Станцо. - М.: Педагогика, 1982.