Весь облик нашей планеты, возникновение и развитие на ней флоры и фауны тесно связаны с наличием воды и с ее определенными физико-химическими свойствами.[ ...]
Физические и химические свойства воды изучаются в курсах неорганической химии и других химических дисциплинах. Поэтому рассмотрим лишь свойства, имеющие наиболее важное значение для понимания природных явлений и для использования в процессах очистки. Весовой состав воды (чистой)—88,8% кислорода и 11,2% водорода.[ ...]
В этом случае образуется наиболее плотная упаковка, и пода будет иметь максимальную плотность. Другие сочетания молекул воды приводят к образованию более рыхлых структур. Так, обычная структура льда может быть схематически передана следующим образом.[ ...]
При нагревании воды степень ее ассоциации уменьшается. При высоких температурах определение молекулярного веса по плотности пара дает величину, равную 18, что указывает на практически полное отсутствие ассоциации.[ ...]
Теория ассоциации молекул воды позволяет объяснить причину одного из важнейших свойств воды — ее плотностную аномалию. Как известно, максимальная плотность воды (1,0 г!см3) соответствует температуре +4°, а лед имеет значительно меньшую плотность—0,92 г/см3. Предполагается, что в воде при 4° присутствует максимальное число удвоенных молекул воды. Плотностная аномалия воды сыграла важную роль в формировании окружающего нас мира и сохраняет важное значение в наши дни.[ ...]
Просачиваясь в трещины в камнях и скалах и замерзая там, вода вызывает разрушение горных пород. Этот процесс, многократно повторяющийся в течение миллионов лет, сыграл важнейшую роль в образовании почвы. Не менее важно и то обстоятельство, что при замерзании водоемов зимой вода в глубинных слоях сохраняет температуру +4°, а лед остается на поверхности и предохраняет водоем от дальнейшего остывания. Если бы образующийся лед осаждался на дно, очень многие наши водоемы зимой промерзали бы до самого дна.[ ...]
Вследствие плотностной аномалии воды в глубоких водоемах наблюдается температурная слоистость. Зимой поверхностные слои воды имеют температуру, близкую к нулю, а нижние +4° (так называемая обратная температурная слоистость). В начале весны прогревающаяся до +4° вода опускается вниз и наслаивается на глубинную воду, имеющую ту же температуру. В результате этой частичной циркуляции происходит выравнивание температуры воды—весенняя гомотермия.[ ...]
Летом по мере дальнейшего прогрева воды устанавливается прямая температурная слоистость: температура воды непрерывно повышается в направлении от дна к поверхности. Осенью, охлаждающиеся слои воды опускаются на дно, вытесняя на поверхность более теплую воду. Снова происходит циркуляция воды, вследствие чего устанавливается осенняя гомотермия.[ ...]
По сравнению с другими веществами вода обладает высокой теплоемкостью (в 3100 раз большей, чем у воздуха) и высокой теплотой испарения. Полагают, что высокие значения этих показателей также связаны с ассоциацией молекул воды, так как при нагревании тепло расходуется не только на повышение температуры, но и на разделение ассоциированных молекул. Высокая теплоемкость воды в значительной мере определяет воздействие последней на климат нашей планеты. Так, например, Гольфстрим, начинающийся от Мексиканского залива, переносит за 1 сек 25 млн т воды, нагретой до 26° (Некрасов, 1965), и существенно смягчает климат Европы и Мурманска. Восточно-Сибирское море и море Лаптевых за счет теплового стока наших рек, текущих с юга на север, получают ежегодно 6-1012 ккал. Чтобы получить такое количество тепла, необходимо сжечь 820 млн т каменного угля (Гинко, 1965).[ ...]
Зависит ли от давления температура плавления льда? В системе (равновесной) вода лед объем льда больше объема того же количества воды; поэтому, применяя принцип Ле Шателье, можно полагать, что при увеличении давления равновесие сместится влево, в сторону образования воды. Действительно, опыт показывает, что каждая атмосфера избыточного давления понижает температуру плавления льда приблизительно на 0,008°.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Измйрение температуры кипения и плавления в ряду гидридов элементов VI группы. |
 |
| Диаграмма состояния воды. |
 |