Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Аномальные свойства природных вод


Доверь свою работу кандидату наук!
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

Лекция 12. Химия и экология природных вод.

 

Гидросфера служит естественным аккумулятором большинства загрязняющих веществ, поступающих непосредственно в атмосферу или литосферу. Это связано с наличием глобального цикла круговорота воды, со способностью воды к растворению различных газов и минеральных солей, а также с тем, что в любой водоем вместе с потоками воды смываются с суши всевозможные твердые частицы. Кроме того, вода в силу своего широкого использования в промышленности, сельском хозяйстве, в быту подвержена и непосредственному антропогенному загрязнению.

 

 

В рамках микроскопического подхода структура воды отличается относительно беспорядочным динамически меняющимся расположением молекул, а высокая плотность обуславливает сильное межмолекулярное взаимодействие, осуществляемое посредством водородных связей (Тарасова, Кузнецов 2006, Алексеев, 2009, Донченко, 2004)).

Таким образом, вода представляет собой сложную ассоциированную жидкость с тетраэдрической сеткой молекул, соединенных водородными связями. В результате теплового движения молекул эта сетка подвержена спонтанной перестройке. В трехмерной сетке водородных связей размещены флуктуационные микрообъемы молекул воды, обладающие сравнительно малой энергией теплового движения и более высокой степенью структурного упорядочения. Это — микрокластеры. В то же время вокруг микрокластеров в макрообъеме ассоциированной среды с повышенной энергией теплового движения молекул наблюдается большая степень структурной беспорядочности, т.е. более низкий уровень структурного упорядочения.

Вода обладает рядом аномальных характеристик:

1. Аномальный вид температурной зависимости плотности воды. Максимум плотности наблюдается при температуре около 4 С. Благодаря этому, с наступлением морозов поверхностный слой воды, охлажденный до 4 С как более тяжелый, опускается на дно водоема, вытесняя более теплые и более легкие слои на поверхность. В дальнейшем, когда весь объем воды в водоеме охладиться до 4 С, будет продолжать охлаждаться только поверхностный слой, который как более легкий будет оставаться на поверхности водоема. Лед легче воды, он плавает на поверхности, и, обладая малой теплопроводностью защищает воду от промерзания (теплопроводность уплотненного снега близка к теплопроводности строительного войлока, а теплопроводность свежевыпавшего снега в 2 раза меньше.



2. Теплоемкость воды. Удельная теплоемкость воды выше, чем у всех твердых и жидких веществ, за исключением аммиака и водорода. При 273 К теплоемкость воды = 75,3 Дж/(моль*К). Благодаря огромной теплоемкости, воды океана сглаживают колебания температуры и перепад температуры от экватора до полюса в Мировом океане составляет 30 К.

3. Удельная энтальпия плавления. Она = 6,012 кДж/моль при 273 К и выше, чем у всех твердых и жидких веществ, за исключением аммиака и водорода. Благодаря высокой теплоте плавления на Земле сглаживаются сезонные переходы. Весну и осень в средних и высоких широтах можно рассматривать как сезон фазовых переходов воды. Сравнительно легко нагреваясь или охлаждаясь до 0 С, вода, снег или лед для перехода в другое агрегатное состояние требует значительных расходов энергии, поэтому эти переходы обычно растягиваются во времени (при замерзании 1 куб м воды выделяется столько же тепла, сколько при сжигании 10 кг угля.

4. Удельная энтальпия испарения. Высокое значение удельной энтальпии испарения приводит к тому, что большая часть солнечной энергии, достигающей Земли расходуется на испарение воды, препятствуя перегреву поверхности суши. При конденсации паров воды в атмосфере происходит выделение этой энергии, которая может переходить в кинетическую энергию компонентов атмосферы, вызывая ураганные ветры.

5. Поверхностное натяжение.Аномально высокое поверхностное натяжение воды приводит к появлению ряби и волн на водной поверхности уже при слабом ветре. В результате резко возрастает площадь водной поверхности и интенсифицируются процессы теплообмена между атмосферой и гидросферой. С высоким поверхностным натяжением воды связаны и капиллярные силы, благодаря действию которых вода способна подниматься на высоту до 10 – 12 м от уровня грунтовых вод

6. Диэлектрическая проницаемостьводы имеет аномально высокое значение. Это определяет самую большую растворяющую способность воды по отношению к веществам с полярной и ионной структурой. Поэтому в природе нет химически чистой воды – только растворы.

 

Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой
<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Лекция 11. Вода в атмосфере | Основные компоненты химического состава природных вод

Дата добавления: 2013-12-14; Просмотров: 922; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.