Основные физические свойства воды

Распределение воды на земном шаре

Из общей площади земного шара Мировой океан занимает 71%, суша-29%. Мировой океан- водная оболочка земного шара.

Часть суши, с которой реки несут воду в моря, соединенные с Мировым океаном называют областью внешнего стока (78%), а часть, с которой вода поступает в замкнутые, находящие на суше водоемы, не имеющие стока в океан- областью внутреннего стока (22%).

Область внешнего стока разделяют на Тихоокеанско-Индийский (бассейны рек, впадающих в Тихий и Индийский окенаны) и Атлантико-Ледовитый склон. К Северному Ледовитому океану относится 14% площади суши, к Атлантическому- 35%, к Тихому-15%, к Индийскому-14%. В пределах Атлантико-Ледовитого склона протекают такие крупные реки: Амазонка, Миссисипи, Конго, Нил, Обь, Енисей, Лена. Крупнейшими реками Тихооакеанского –Индийского склона является Амур, Янцы, Ганг, Бранхапутра.

Общий объем воды, заключенный в Мировом океане, равен 1338 млн.км³

Если объем воды Мирового океана распределить равномерно на земной поверхности, то она окажется покрытой слоем воды глубиной 2600 м.

За счет притока солнечной энергии с поверхности океанов, морей, суши испаряется 577 тыс км³ воды в год, -458 тыс.км³ испарившейся с поверхности океанов снова возвращается снова в океан в виде осадков- малый круговорот.

Небольшая часть воды из объемв учавствующего в круговороте -9 тыс.км³ совершает круговорот в пределах бессточных областей. Особенностью влагообмена бессточных областей с Мировым океаном то, что вода из бессточных областей попадает в океан не путем непосредственного стока, а путем переноса ее в парообразном виде.

Чтобы испарить 577 тыс.км³ расходуется более 40% солнечной энергии. Для осуществления круговорота воды расходуется 22% всей достигающей земли солнечной энергии.

Вода состоит из 11,11% Н₂ и 88,89% О₂ (по весу). В молекуле воды атомы водорода и кислорода расположены по углам равнобедренного треугольника. Угол при вершине равен 105^о. Молекула воды характеризуется значительной полярностью, т.к в ней оба атома водорода располагаются не на прямой, а по одну сторону от атома кислорода, что приводит к неравномерному распределению Эл. Зарядов. Сторона молекулы с атомом кислорода имеет избыток отрицательного заряда, а противоположная сторона избыток положительного заряда.

Вода — продукт соединения двух химических элементов: водо­рода и кислорода. Оба эти элемента имеют несколько изотопов. Для водорода характерны три изотопа:

протий — Н— массой 1,007822 углеродных единиц (у.е.);

дейтерий — D — 2,0141 у.е.;

тритий — Т— 3,017001 у.е., образуется при ядерном распаде.
Для кислорода характерны изотопы с массовыми числами 16,

17 и 18. Соотношение их в природной смеси: 2670: 1: 5. Вода состава ОНО является тяжелой, ТНО — сверхтяжелой. Тяжелую воду получают путем электролиза природной воды.

По свойствам тяжелая вода отличается от обычной: замерзает при температуре —3,8 °С, кипит при температуре 101,4 ^оС, ее плот­ность — 1,1059 г/см³ при 20 °С, максимальная плотность — +11 °С. Растворимость солей в ней ниже, чем в обычной. Тяжелая вода оказывает тормозящее действие на кинетику процессов в живот­ных и растительных организмах, применяется в атомных реакторах как замедлитель нейтронов при ядерном распаде.

Вода — это смесь девяти видов молекул, поэтому в зависимости от их количественного соотношения все ее свойства, особенно плотность, изменяются.

Вода: снеговая, дождевая, речная, океанская, из живого организма, из растительных организмов, кристаллизационная вода минералов.

Простейшую формулу имеет воды имеет молекула парообразной воды.

Молекула воды в жидком состоянии представляет собой объединение 2 простых молекул (Н₂О)₂, молекула льда- объединение 3 простых молекул.

Н₂О- гидроль, (Н₂О)2- дигидроль, (Н₂О)3- тригидроль. Образование дигидроля и тригидроля происходит за счет полярности.

В жидком состоянии вода представляет собой смесь гидроля, дигидроля, тригидроля, соотношения м/у ними меняется с изменением температуры.

Существует и вторая модель воды. Структура расположения кристаллов в молекуле воды при температуре меньше 4 ^оС (включая и фазу льда) сходна со строением кристалла тридимита, а при более высоких температурах со строением кварца. При понижении температуры кварцевая структура воды постепенно замещается тридимитовой-, что приводит к анамалии воды—уменьшению плотности при замерзании.

Плотность.

P = m/V г/см³

За единицу плотности принята плотность дистиллированной воды при 4 ^оС.

Плотность воды зависит от ее температуры, минерализации, давления, количества взвешенных веществ и растворенных газов. С повышением температуры плотность всех жидкостей, уменьшается. Наибольшая плотность воды наблюдается при 4С. При переходе воды из одного агрегатного состояния в другой плотность также меняется, Так плотность воды при О^о – 0,99987, льда - при той же температуре 0,9167. Изменение плотности воды оказывает существенное влияние на режим водоемов, вызывая конвекционные токи и течения.

Плотность снега выражается в виде отношения веса снега к весу воды, взятых в равных объемах или отношение веса снега в граммах к его объему в см³. Слой воды содержащийся в снеге, выражается как произведение высоты снега на плотность снега. С плотностью снега непосредственно связаны пористость, теплопроводность, водоудерживающая способность. Наименьшей плотность обладает свежий снег, выпавший при низкой температуре.

Дата добавления: 2014-01-11