Свойства воды - мифы или реальность?

19 сообщений / 0 новое
Последнее сообщение
Аватар пользователя Starik
Не в сети
Регистрация: 11.03.2012
Сообщения: 52
Свойства воды - мифы или реальность?

Уважаемые молераторы, а может перенести сюда посты по свойствам воды? Тема интересная, и её лучше выделить отдельно, как мне кажется.

Аватар пользователя Stromberg
Не в сети
Регистрация: 08.03.2012
Сообщения: 66

На мой взгляд, хорошая идея.

Аватар пользователя Smok
Не в сети
Регистрация: 16.03.2012
Сообщения: 44

Сколько на свете льдов?
Многие воспримут это как шутку. В самом деле, лед есть лед. И будь то снежинка, мерцающая на окне, или глыба льда, нависшая над ущельем, тонкая корочка, прихватившая лужу, или весенняя плаксивая сосулька — все это различные формы одного и того же льда. Но не спешите с ответом. Оказывается, обыкновенный, широко известный лед устойчив только при нормальном атмосферном давлении и нулевой температуре. При других условиях могут появиться льды, которых не встретишь в природе.
Так, при давлении порядка 2 тыс. атм. образуются четыре различных льда. Если же давление повысить до 40 тыс. атм. их число увеличивается до шести. Чем они интересны?
Прежде всего плотностью. Она в полтора раза больше против обыкновенной. А по температуре плавления эти льды вполне можно назвать горячими. Например, лед, полученный при 20 тыс. атм. тает лишь при +80°С. В недрах Земли залегает, вероятно, именно такой лед.

Аватар пользователя Yanagan
Не в сети
Регистрация: 11.03.2012
Сообщения: 24

Оказывается, кроме поваренной соли, в морской воде можно встретить почти все химические элементы — одного только золота в ней около трех миллиардов тонн, то есть по весу столько же, сколько всей рыбы в морях и океанах!
Откуда же взялись примеси?
Согласно одной из гипотез когда близ нашего светила промчалась звезда икс. Под действием ее притяжения от Солнца оторвался порядочный кусок вещества, из которого затем сформировались планеты. Когда поверхность Земли остыла до 100° С, водяной, пар,
скопившийся атмосфере, стал конденсироваться, и на нашей планете прошел самый сильный за всю ее историю ливень. На месте углублений образовался первичный океан. Тогда он еще был пресный, но постепенно, за миллиарды лет, прошедшие с того времени, посолонел — реки вымывали из горных пород соль и выносили ее в океан.
Однако в космогонии существует и другая гипотеза. По ней образование и развитие Земли и других планет происходило совсем иначе. Когда-то в космическом пространстве было рассеяно огромное количество пыли. Постепенно она скопилась около отдельных
звезд и коагулировалась в самостоятельные космические тела. Так образовалась Земля. Сначала, холодная, она под влиянием возрастающего давления медленно разогревалась. Немалая заслуга в этом и радиоактивных элементов. Начались бурные вулканические
Катаклизмы. Наряду с другими минералами из глубин Земли выбрасывалась и вода. По пути она растворяла примеси и попадала на поверхность уже соленой. Теперь понятно, как важно нам знать, был ли первоначально океан соленым или пресным. Ведь от этого
в корне зависит решение одной из наиболее захватывающих тайн космогонии. Но где искать ответ?
По-видимому, на дне морском. Отдельные донные слои ила очень схожи с годичными кольцами дерева. По ним можно установить содержание соли в океане в различные геологические периоды. Здесь прямая зависимость. Чем глубже мы заберемся, тем о более
Отдаленных эпохах сумеем узнать. Конечно, это дело не простое. Бурить придется на
глубину нескольких километров. Только там сокрыты правдивые данные, не искаженные влиянием материка.
Ученым удалось пробурить и вытащить со дна океана столб грунта высотой 34 м. Он дал информацию о последних ста тысячах лет. Но это еще слишком мало. Сейчас делаются попытки пробурить дно океана до слоя Мохоровичича. Если они закончатся удачно, то
ученые, наконец, разгадают эту тайну.

Аватар пользователя Smok
Не в сети
Регистрация: 16.03.2012
Сообщения: 44

Продолжу водно-ледяную тему вопросом:- что легче растопить холодный или теплый лед?
Попробуем перекинуть энергетический мостик между льдом и водой.
Чтобы изменить агрегатное состояние тела, его нужно нагревать. При этом температура может оставаться постоянной. Термометр, погруженный в смесь воды и льда, показывает ноль градусов, пока не растает весь лед, и лишь потом его показания начинают расти.
На плавление одного грамма льда уходит не менее 80 калорий. Благодаря этому лед тает сравнительно медленно, что позволяет, например, достаточно долго сохранять мороженое
даже в летнюю жару.
Теплота плавления не принадлежит к постоянным величинам — она зависит от того, происходит ли плавление при нуле градусов или при какой-нибудь другой температуре.
Например, при —7° С теплота плавления составляет только 76 калорий и с каждым градусом вниз она убывает еще на полкалории. Не правда ли, странно? Получается так, что чем холоднее лед, тем меньше его сопротивление таянию!

Аватар пользователя Yanagan
Не в сети
Регистрация: 11.03.2012
Сообщения: 24

Почему лед плавает?

Расплавим лед. При плавлении тела обычно расширяются, вода же поступает наоборот — сжимается. Вспомните ледоход. Резкие хлопки... Налетая одна на другую, с треском ломаются льдины. Вместо того чтобы погружаться, они спокойно плывут по поверхности. А все потому, что при нуле градусов вода тяжелее льда. В противоположность всем другим жидкостям, которые легче соответствующих им твердых тел. Причину этой аномалии следует искать в структуре льда. Молекула воды похожа на равнобедренный треугольник, у которого в основании два протона, а на вершине атом кислорода. Во льду каждая из таких молекул крепко связана со своими четырьмя ближайшими соседками. Получается сетчатая, или, как говорят физики, ажурная, структура, в которой остается много свободного объема. При плавлении эта структура разрушается. Заполняются пустоты, компактнее становится «упаковка» молекул, и вода приобретает большую
плотность.

Аватар пользователя South_Dakota
Не в сети
Регистрация: 12.03.2012
Сообщения: 30

Отчего живут рыбы?
Разрушение структуры льда при плавлении происходит не сразу. При 0°С она в большей мере сохраняется и в воде. Поэтому сначала плотность воды сравнительно низка. С ростом же температуры число связанных молекул воды становится меньше и ее плотность вопреки всем законам возрастает. Так продолжается до тех пор, пока в действие не вступит обычное тепловое расширение. Примерно с +4°С его роль в поведении воды начинает преобладать и плотность уменьшается. Этот «горб» изменения плотности с температурой присущ только воде и ее производным растворам. Правда, по мере увеличения концентрации раствора аномалия постепенно ослабевает.
А если бы вода вела себя нормально? Тогда с наступлением зимы поверхностный слой воды, охладившись до 0°С,опустился бы на дно, освобождая место более теплым глубинным слоям. Процесс длился бы до тех пор, пока вся масса воды не приобрела температуру 0°С, а затем
замерзла. И в водоемах, каждую зиму промерзающих насквозь, навсегда исчезла бы всякая органическая жизнь.
Но, к счастью, наибольшая плотность воды оказалась при 4°С. Поэтому перемещение слоев кончается, когда, вода приобретает именно эту температуру. Охлажденный слой,оставаясь на поверхности как более легкий, постепенно замерзает и словно крышей прикрывает водоем от холода.
А вот морская вода не похожа на пресную. У нее вовсе нет четырехградусного порога. Но не следует опасаться, что океан вдруг промерзнет до дна; уж слишком много тепла надо у него «отнять». Больше того, в нормальном поведении морской воды кровно заинтересованы обитатели глубин. С понижением температуры плотность морской воды непрерывно увеличивается. Поэтому охлажденный поверхностный слой «тонет» и перемешивается с более теплой глубинной водой, беспрерывно снабжая ее кислородом воздуха. И если бы морская вода вдруг проявила солидарность с пресной, вся жизнь в океанских глубинах давно бы задохнулась от недостатка кислорода. Все учтено, предусмотрено природой, даже такие «нормальности» и ненормальности» морской и пресной воды!

Аватар пользователя Гаттерас
Не в сети
Регистрация: 01.04.2012
Сообщения: 30

А на спирте суп дешевле.
Для нагрева хотя бы на один градус вода требует тепла намного больше, чем какое-либо другое вещество. Иными словами, ее удельная теплоемкость чрезвычайно велика. Эта особенность бывает иногда полезной, а иногда и неприятной. Например, система водяного отопления. Нагревается она очень медленно из-за большой теплоемкости воды, Но зато уже нагретая долго сохраняет тепло. Это хорошо.
Что же касается варки пищи, то чисто теоретически следовало бы отдать предпочтение другим жидкостям, например спирту. У него теплоемкость вдвое меньше, стало быть, на варку потребуется вдвое меньше тепла и времени.
Однако не сама величина теплоемкости воды, а изменение ее с температурой — вот в чем суть аномалий воды. «Поведение» теплоемкости всех тел одинаково — с повышением температуры она возрастает. А вода не подчиняется и этому правилу. Ее удельная теплоемкость от О° С до 27° С падает, достигает своего минимального значения; а затем возрастает.

Аватар пользователя Yanagan
Не в сети
Регистрация: 11.03.2012
Сообщения: 24

И при испарении вода ведет себя необычно. Не меньше 537 калорий необходимо сообщить одному грамму воды, чтобы обратить ее в пар. Эта величина настолько велика, что считается аномальной. А что, если теплота парообразования воды была бы раз в десять меньше — ну, скажем, как у жидкого азота, кислорода, керосина и других веществ! Тогда все было бы иначе. Один за другим высыхали бы мелкие водоемы, дождь испарялся
бы зачастую еще в воздухе, а леса и луга вскоре превратились бы в пустыню. Нет, пусть лучше будут все 537.

Аватар пользователя Stromberg
Не в сети
Регистрация: 08.03.2012
Сообщения: 66

У воды есть и еще одна хитрость — влияние давления на точку ее замерзания. Обычно под давлением жидкости замерзают при более высокой температуре. У воды опять все
наоборот. При замерзании она расширяется, поэтому давление, препятствуя увеличению объема воды, понижает температуру ее замерзания. Это в некотором смысле следствие
предыдущей аномалии.
В океанах на больших глубинах вода нередко охлаждена до нуля, и тем не менее, она не замерзает. Причина этому — колоссальное давление, существующее там. Если учесть, что давление в 130 атм. отодвигает точку замерзания на один градус, то, например, уже на глубине двух километров вода; будет замерзать только при —1,5 С.

Аватар пользователя Yanagan
Не в сети
Регистрация: 11.03.2012
Сообщения: 24

Наряду со старыми, уже известными аномалиями воды, о которых ученые знали сравнительно давно, были открыты и новые. Например, распространение звука в воде. Если у обычных жидкостей при повышении температуры скорость звука падает, то в воде, наоборот, растет. Значительно сложнее обстоит дело с распространением звука в соленой, например морской, воде. До сих пор этот вопрос хорошо не изучен, хотя уже получены некоторые эмпирические формулы.

Аватар пользователя Smok
Не в сети
Регистрация: 16.03.2012
Сообщения: 44

Почему падает барометр?

Быстро падает барометр — быть плохой погоде. Но задумывались ли вы, что это явление противоречит нашим обыденным представлениям: пар превращается в жидкость при увеличении давления, а не при падении. Так ведут себя все жидкости, кроме воды. При уменьшении давления - пар из ненасыщенного становится пересыщенным, что приведет к выпадению осадков. К этому мы настолько привыкли, что совсем не замечаем, открыто лежащее противоречие и принимаем окружающее так, как оно есть, не видя в нем
аномалии.

Аватар пользователя Nikij
Не в сети
Регистрация: 01.04.2012
Сообщения: 27

Вода, однозначно, уникальная жидкость с уникальными свойствами и жизнь не случайно построена на круговороте воды, а не спирта. Вот еще фактик...
Аномально изменение, коэффициента теплопроводности воды от 0°С до 120° С. Обычно у жидкостей наблюдается линейное соотношение между теплопроводностью и
температурой: с ростом температуры значение коэффициента уменьшается или увеличивается. Вода (в который раз) задает другой тон. Сначала коэффициент теплопроводности растет, а потом падает.

Аватар пользователя Меченый
Не в сети
Регистрация: 13.03.2012
Сообщения: 19

Есть у воды аномалии и в электрооптических явлениях. Вспомним хотя бы диэлектрическую проницаемость е. Для воды она равна 80. Пожалуй, больше не найдется вещества с таким огромным значением е. Именно благодаря этому вода самый могучий растворитель, И опять любопытный факт! Аномально высокая диэлектрическая проницаемость присуща только жидкому состоянию воды — у льда она в двадцать раз меньше.

Аватар пользователя Stromberg
Не в сети
Регистрация: 08.03.2012
Сообщения: 66

Бутылка с водой лопается «а морозе». А замерзшая вода может разрушить даже прочную чугунную оболочку. Но, оказывается, «внутри» воды есть еще более могучие силы — поверхностное натяжение. Именно оно придает шарообразную форму капле росы, создает мениск в сосудах с жидкостями. Его действие особенно чувствуется в тонких, десять раз тоньше человеческого волоса, трубочках-капиллярах.
Если такую трубочку окунуть в воду, то она под действием сил поверхностного натяжения сама поднимется по капилляру вверх. Вылить ее обратно нелегко: слой молекул воды прилипает к стенкам трубочки, к нему пристает второй, слой, третий и т. д. Между молекулами нарушаются обычные связи и возникают новые, более прочные.
Если поместить капилляр с водой на мороз, то, вопреки нашим ожиданиям, вода не замерзнет. Вязкость ее увеличится в 15 раз, но она останется жидкой.
Считается что у воды три основных состояния воды: газообразное, жидкое и твердое. Возможно, описанное явление — четвертое ее состояние, еще неизвестное. Не по этой ли причине ранние цветы, например подснежники или горные колокольчики, стойко переносят стужу? Ведь, артерии растения — те же капилляры...

Аватар пользователя Starik
Не в сети
Регистрация: 11.03.2012
Сообщения: 52

А знаете откуда все вышеперечисленные "водные аномалии"? Только по одной причине - наличие электрического момента в диполе молекулы воды. В переводе на обычный язык это означает, что на одной стороне молекулы у нас сосредоточен положительный зарял, а на другой отрицательный. Обусловлено это тем, что два атома водорода расположены не по разные стороны атома кислорода, а с одной. Собственно, ни одна распространённая и химически нейтральная к кислороду и азоту жидкость в наших условиях (температура и давление) не имеет такого свойства.
Именно поэтому правильно сформулированная формула воды не аш два о, а аш два о эн раз. Вода, за счёт своих дипольных связей, собирается в конгломераты. Причём, от формы этих конгломератов зависят и физические, и химические свойства воды. Особенно это проявляется при взаимодействии воды и биологических организмов. отсюда легенды о "живой и мёртвой воде". Позднее, если форумчанам будет интересно, я могу подробнее об этом рассказать.

Аватар пользователя Stromberg
Не в сети
Регистрация: 08.03.2012
Сообщения: 66

Совершенно верно!
Вода представляет собой как бы электрический диполь. Именно по этой причине она хороший растворитель, так как ослабляет электрохимические связи в растворимых в воде веществах в 81 раз! А при своем атомном весе она должна быть жидкостью, но благодаря элеронной (магнитной связи) между молекулами остается жидкой при нормальных условиях, образуя как бы мономолекулу на весь объем. Нечто вроде подвижной кристаллической решетки. Поэтому ее свойства столь аномальны и уникальны. И поэтому мы живы и есть жизнь на этой планете.

Аватар пользователя Smok
Не в сети
Регистрация: 16.03.2012
Сообщения: 44

Аномалии свойств воды связаны с особенностью ее строения ее молекул и структуры в разных агрегатных состоянии. Три ядра в молекуле воды образуют равнобедренный треугольник с двумя протонами в основании н кислородом в вершине. Строение электронного облака таково, что Молекулы связаны друг с другом четырьмя водородными связями. Это во льду. Но рентгенографические исследования показывают, что такое расположение молекул часто сохраняется и в жидкой воде. В результате вода обладает очень рыхлой - (ажурной) структурой. Именно с этим обстоятельством связаны многие аномалии воды. Например, ажурность структуры ведет К тому, что в определенных пределах усиление теплового движений молекул, происходящее с повышением температуры, вызывает уплотнение (аномалия плотности). При увеличении давления происходит нарушение связей между молекулами. Ажурная структура разрушается, а следовательно, температура плавления льда понижается (примерно на 1° на каждые 130 атм.). При давлениях выше 2 тыс. атм. картина усложняется вследствие полиморфизма льда. Теплота плавления льда (приблизительно 80 кал/г) аномально велика, причем с понижением температуры она уменьшается. В отличие от других веществ, например свинца, объем воды при плавлении уменьшается. Поэтому жидкая вода тяжелее льда. Изменение теплоемкости воды с температурой также аномально. Если у ртути с повышением температуры теплоемкость возрастает, то у воды она сначала падает, Достигает минимального значения, а затем возрастает. Кривая Зависимости теплопроводности воды от температуры также имеет перегиб, только здесь она достигает максимального значения.
Подобное происходит и со скоростью звука в воде. Теплота парообразования воды очень велика — 537 кал/г (при 100° С). Вода имеет самое большое поверхностное натяжение — 72,7 эрг/см (при 20° С). И наконец, последняя аномалия — в отличие от других веществ перенасыщение водяного пара происходит при уменьшении давления.

Аватар пользователя Stromberg
Не в сети
Регистрация: 08.03.2012
Сообщения: 66

Поскольку у нас появилась новая тема совместными усилиями форумчан и администрации. Хотелось бы увидеть ее продолжение. Я уверен, что здесь приведены далеко не все интересные факты, касающиеся главной жидкости планеты. Впрочем вещество с таким атомным весом просто не может быть жидкостью, по крайней мере все "соседи" воды с близкими атомными весами - газы.

Ленты новостей