Свойства воды

В природе часто встречаются тела, имеющие пористое строение. Такую структуру имеют  бумага, кожа, дерево, почва, многие строительные материалы. Вода или другая жидкость, попадая на такое твердое тело, может впитываться в него, поднимаясь вверх на большую высоту. Так поднимается влага в стеблях растений, керосин поднимается по фитилю, ткань впитывает влагу. Такие явления называются капиллярными. В узкой цилиндрической трубке смачивающая жидкость за счет сил молекулярного взаимодействия поднимается  вверх, принимая вогнутую форму. Под вогнутой поверхностью появляется дополнительное давление, направленное вверх, в связи с чем уровень жидкости в капилляре выше уровня свободной поверхности. Несмачивающая же жидкость принимает выпуклую поверхность. Под выпуклой поверхностью жидкости возникает обратное дополнительное давление, направленное вниз, так что уровень жидкости под выпуклой поверхностью ниже, чем уровень свободной поверхности.

 

 

Вода как растворитель

Одно из наиболее удивительных свойств воды — ее способность растворять многие вещества с образованием водных растворов. Растворы — очень важное состояние вещества; они имеют весьма большое значение для промышленности и для жизненных процессов. Вода океанов представляет собой водный раствор, содержащий тысячи компонентов: ионы металлов и неметаллов, комплексные неорганические ионы, множество различных органических веществ. Именно в этом растворе впервые возникли и развились живые организмы, и из него они получали ионы и молекулы, необходимые для их роста и жизни. Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ с водой.

Вода хорошо растворяет полярные вещества. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

 

 

Вязкость воды

Вязкость вода— свойство жидкости, обусловливающее при движении возникновение силы трения. Является фактором, осуществляющим передачу движения от слоев воды, перемещающихся с большой скоростью, к слоям с меньшей скоростью. В. в. зависит от температуры и концентрации раствора. Физически она оценивается коэффициент вязкости, который входит в ряд формул движения воды. Ньютон установил, что сила(F) внутреннего трения между двумя слоями жидкости, движущимися с различными скоростями, зависит  от природы жидкости и прямо пропорциональна площади (S) соприкасающихся слоев и градиенту скорости (dv/dz) между ними

F = ηSdv/dz,

где η — коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом вязкости или просто вязкость жидкости.

 

 

Теплоемкость воды

При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония H3O+) и гидроксильных ионов HO− составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода – хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

Удельная теплоемкость вещества показывает количество энергии, которую необходимо сообщить/отобрать, для того, чтобы увеличить/уменьшить температуру одного килограмма вещества на один градус Кельвина.

То есть в других словах, если например удельная теплоемкость воды равняется 4,2 кДж/(кг*К) – это значит, что для того, чтобы нагреть один кг воды на один градус, необходимо передать этому кг воды 4,2 кДж энергии.

Удельная теплоемкость для любого вещества есть величина переменная, то есть она зависит от температуры и агрегатного состояния вещества. Если продолжать пример с водой, то ее удельная теплоемкость для 0°С равняется 4,218, а при 40°С 4,178 кДж/(кг*К). Для льда теплоемкость еще ниже – (- 2,11 кДж/(кг*К)) для льда с температурой 0°С.

Что касается воды, необходимо отметить, что это жидкость с самым высоким значением удельной теплоемкости. Другими словами, чтобы обеспечить заданное количество температуры, вода должна поглотить или отдать количество тепла значительно больше, чем любое другое тело такой же массы.

Теплота её испарения выше теплоты испарения любых других жидкостей, а теплота кристаллизации уступает лишь аммиаку. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях, для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Воду в качестве льда используют для охлаждения в системах общественного питания, в медицине. Большинство атомных  электростанций используют воду в качестве теплоносителя.

 

 

Электропроводность воды

Электропроводимость (электропроводность) воды это её способность, как раствора электролитов пропускать электрический ток, выраженная в числовой форме. Растворы электролитов характеризуются определенным сопротивлением, величина которого прямо пропорциональна расстоянию между электродами L и обратно пропорциональна площади электродов S, опущенных в раствор: R = ρ (L / S). 
 Коэффициент пропорциональности ρ называется удельным сопротивлением. При L = 1 см и S = 1 см² ; ρ = R. Для того чтобы измерить электропроводность воды используют специальные приборы – кондуктометры. Принцип действия такого устройства основан на прямой зависимости электропроводности воды от количества соединений, растворенных в этой воде. На сегодняшний день, благодаря широкому спектру оборудования можно легко измерить проводимость как сверхчистой воды, обладающей очень низкой проводимостью, так и насыщенной химическими соединениями с высоким уровнем проводимости.

 

 

Радиоактивность воды

Радиоактивность воды обусловлена присутствием в водах радиоактивных веществ, поступающих из атмосферы и вымываемых из почв и горных пород. В водах присутствуют как естественные радиоактивные изотопы (40K, 222Rn, 226Ra, 238U и др.), так и искусственные (в основном 90Sr, 90Y и 137Cs), возникшие вследствие ядерных взрывов. Содержание естественных радиоактивных веществ в водах в зависимости от их происхождения колеблется в значительной степени (см. табл.).

Происхождение воды	Концентрация в 10-12 кюри/л
	40К	226Ra	222Rn	238U
Подземные воды	−	4 (до 26)	до 200	2,4 (до 40)
Источники и ручьи	−	до 140	до 3 – 104	до 4
Речные воды	8	0,2 (до 0,8)	0,2 – 0,3	0,2 (до 20)
Озёрные воды	13	1 (до 8)	−	3
Морская вода	300	0,08 (до 45)	−	0,7

 

 

 

                Искусственные радиоактивные вещества в воды поступают вместе с осадками из атмосферы.

 

Лед – вода в твердом состоянии

Масару Эмото – японский исследователь. С помощью разработанной им скоростной фотосъемки научился получать изображения структуры воды в момент замерзания. Воде давали прослушать классическую музыку разных композиторов,  фотографировали полученные кристаллы.

 

 

Влияние музыки на кристаллы воды в твердом состоянии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Применение воды

Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время — достаточную сложность образующихся комплексных соединений.

Благодаря водородной связи, вода остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том, который широко представлен на планете Земля в настоящее время.

Поскольку у льда плотность меньше, чем у жидкой воды, вода в водоемах замерзает сверху, а не снизу. Образовавшийся слой льда препятствует дальнейшему промерзанию водоема, это позволяет его обитателям выжить.

Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных расходов воды на ирригацию, доходящих до 90 % в некоторых странах.

Живое человеческое тело содержит от 55 % до 78 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. Для нормального функционирования организма человеку нужно усвоить около 3 литров воды за день в зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и т. д.

В пожаротушении вода зачастую используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции огня от воздуха в составе пены.

Многими видами спорта занимаются на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже под водой. Это подводное плавание, хоккей, лодочные виды спорта, биатлон и др.

Вода используется как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов. Она используется в добывающей промышленности, горном деле и в производстве. Достаточно распространены установки по резке водой различных материалов: от резины до стали. Вода, выходящая под давлением несколько тысяч атмосфер способна разрезать стальную пластину толщиной несколько миллиметров, или более при добавлении абразивных частиц.

 

 

Используемые сайты в сети Интернет

 

• Википедия: http://ru.wikipedia.org/wiki/%C2%EE%E4%E0
• http://interesko.info/osnovnye-svojstva-vody/
• http://www.coolreferat.com/Свойства_воды
• http://www.ukzdor.ru/voda.html
• http://www.watermap.ru/articles/fizicheskie-svojstva-vody
• http://chemworld.narod.ru/public/water.html
• http://edu.greensail.ru/encyclopedia/fiz_chim/