Вода: 25 интересных фактов, подробная информация, свойства

Что такое вода, химические названия

Вода – бинарное неорганическое соединение с химической формулой H2O.

В обычных условиях это прозрачная бесцветная жидкость без вкуса и запаха, жидкая (принимает форму сосуда).

Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, соединенных ковалентной связью. Никакие другие элементы таблицы Менделеева при соединении не образуют жидкость. Давайте посмотрим на строение молекулы H2O на картинке.

Вода имеет несколько химических названий:

• оксид водорода;
• гидроксид водорода;
• диоксид монооксида водорода;
• дигидромоноксид;
• гидроксильная кислота.

Цвет и запах воды

Какого цвета чистая вода? Этот простой вопрос может сбить с толку многих. Но на самом деле вода вообще не имеет цвета – она бесцветна.

А как же океаны и моря, реки и озера, ведь вода в них переливается всеми оттенками синего, голубого и зеленого. На самом деле чистая, прозрачная вода просто отражает цвета, которые ее окружают. Если зачерпнуть пригоршню лазурной морской воды, она окажется бесцветной.

Вода абсолютно нейтральна и по аромату чистая вода ничем не пахнет.

Вода и электричество

Все дети должны знать, что там, где есть вода, нет места электроприборам! Вода очень хорошо проводит электричество, и если она попадет в розетку или на включенный электроприбор, может случиться несчастный случай – сильное поражение электрическим током. В некоторых случаях это может даже привести к смерти.

Вот почему вы должны быть очень осторожны и следить за тем, чтобы электроприборы находились как можно дальше от воды.

Агрегатные состояния

Из всех веществ, встречающихся на Земле, только вода может иметь три принципиально различных агрегатных состояния: жидкое, газообразное и твердое. Благодаря трем агрегатным состояниям круговорот воды происходит в природе и жизни на Земле. Давайте подробнее рассмотрим каждое агрегатное состояние.

1. Жидкая вода). В обычных условиях вода является жидкостью. Образует мировые океаны, реки, ручьи и т д
2. Газ (водяной пар) — бесцветный газ, без вкуса и запаха. Он испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и попадает в воздух или образуется при кипении жидкой воды или сублимации изо льда. Сублимация – это переход вещества из твердого состояния непосредственно в газообразное, минуя стадию плавления (переход в жидкое состояние).
3. Твердый (лед). При температуре от нуля и ниже вода превращается в лед. В холодное время года он связывает реки и лужи, выпадает в виде осадков: снежинок, града, инея и образует ледяные облака. Встречается в виде ледников и айсбергов.

Строение в различных агрегатных состояниях

Жидкая вода, лед и водяной пар имеют одинаковый состав, но разные состояния.

Давайте посмотрим на строение молекулы на картинке.

Многочисленные исследования ученых подтверждают, что вода и лед по структуре близки друг другу. Ледяная конструкция представляет собой решетчатый каркас. Структура воды зависит от содержания растворенных в ней различных веществ, а также от нерастворимых соединений и некоторых других факторов.

В воде появляются структуры, получившие название «кластеры» — группы атомов или молекул, которые представляют собой единую структуру, но внутри обладают своими индивидуальными свойствами.

При температурах, близких к температуре замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы, подобно кристаллам. При температуре, близкой к температуре кипения, они располагаются более свободно.

Свойства

Вода – уникальный природный компонент, обладающий рядом свойств. Давайте рассмотрим самые важные из них:

• не имеет цвета, запаха и вкуса;
• обычный растворитель;
• имеет высокое поверхностное натяжение, уступающее только ртути;
• имеет высокую теплоту парообразования (используется для терморегуляции);
• чистая вода — хороший изолятор;
• обладает большой теплоемкостью (увеличение тепловой энергии вызывает лишь относительно небольшое повышение температуры);
• плотность варьируется по-разному в разных температурных диапазонах.

Это необычные свойства. Вода, например, в твердом виде легче, чем в жидком. Лед не тонет в воде. В твердом состоянии частицы воды располагаются упорядоченно, оставляя между собой много свободного пространства. Когда лед тает, активность частиц возрастает и свободное пространство заполняется. Жидкая форма становится тяжелее твердой.

Эта уникальная способность позволяет любому водоему не замерзать на всю его глубину. Даже в самый лютый мороз температура воды на дне не опускается ниже +4 ᵒС. Вся живность (рыбы и другие) может благополучно пережить самую суровую зиму подо льдом.

При таянии льда его плотность увеличивается и становится максимальной при температуре +4 ᵒС. В диапазоне от +4 ᵒС до +40 ᵒС плотность уменьшается, затем снова увеличивается. При понижении температуры ниже +4 ᵒС плотность уменьшается, т.е при замерзании воды она расширяется.

Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Это связано с более высокой скоростью испарения и теплового излучения.

Теплоемкость и некоторые другие физические свойства воды также по-разному зависят от температуры. Другие типы жидкостей такими свойствами не обладают – так что один параметр меняется по-разному при разных температурных порогах.

Круговорот воды в природе

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу.

Оно разделено на мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные резервуары. Переходы H2O из одной части гидросферы в другую составляют сложный круговорот воды на Земле.

Круговорот воды в природе – это непрерывное движение воды в земной гидросфере. В ходе этого обмена масса воды меняет свое агрегатное состояние: из жидкого или твердого состояния она превращается в газ и обратно.

Давайте посмотрим на пример.

• С поверхности морей, океанов, рек и суши вода поднимается в виде пара.
• Высоко над землей он охлаждается и образует множество капель воды и кубиков льда. Из них образуются облака.
• Вода возвращается на землю в виде осадков.

Текучесть воды

В жидком состоянии вода способна течь. Она течет реками и ручьями, из крана или перевернутой бутылки.

Способность воды принимать форму сосуда, в котором она находится, называется текучестью. Куда бы она ни была налита, будь то чашка, затейливая, узкая ваза или емкость, вода всегда будет идеально повторять контуры емкости.

Когда вода замерзает, она увеличивается в объеме. Об этом следует помнить, прежде чем вы решите положить бутылку с водой в морозилку. Вода может постепенно превратиться в лед, а вода может взорвать сосуд: пластиковая бутылка лопнет, а стеклянная разлетится на множество осколков.

Прозрачность воды

Степень открытости может быть самой разной. Например, в чистой горной реке можно увидеть дно с песком и камнями, в аквариуме – разноцветных рыбок. И даже если вы заварите чай, вода все равно сохранит прозрачность и дно чашки будет видно.

Но если в воде слишком много посторонних примесей, она мутнеет. Пробежавшись по песчаному дну мелкой речки или добавив в чай ​​варенье или молоко, от былой прозрачности ничего не останется.

Это значит, что прозрачность воды напрямую зависит от ее чистоты.

Немного фактов о воде.

• В названиях вода имеет множество синонимов: оксид водорода, гидроксид водорода, диоксид водорода, окислитель, дигидромоноксид, гидрид кислорода.
• В небольших объемах вода бесцветна. Толстые слои воды имеют сине-зеленый цвет.
• На нашей планете около 16 миллиардов км3 воды – это 0,25% массы Земли. Из них 0,2 млрд км3 — озера и реки, 13 тыс км3 — атмосферный водяной пар.
• 97,6% известной свободной воды находится в Мировом океане. В мантии Земли по-прежнему в 10-12 раз больше воды, чем в океане.
• В среднем человек на 70% состоит из воды, медуза – на 96%, водоросли – на 99%. Младенец содержит значительно больше воды, чем пожилой человек.
• Кости человека содержат 22% воды, кровь – 83%, стекловидное тело глаза – 99%.
• Человек в некотором смысле представляет собой гидравлическую машину, поэтому застой жидкости в различных частях тела или препятствия ее свободному движению обязательно вызывают заболевания.
• Ежегодно через тело человека проходит около 1 тонны воды.

Физические свойства воды

Бесцветная, без вкуса и запаха чистая вода — легкоподвижная жидкость с плотностью (при температуре 4°С) = 1 г/см3.

Вода превращается в пар при атмосферном давлении 101,3 кПа (при температуре 100 °С) и в этом состоянии становится частью воздуха. Когда вода кристаллизуется и становится твердой, ее называют льдом.

• Температура плавления льда — 0 °С,
• Температура кипения воды 100°С,
• Температура затвердевания воды 0°С.

Вода представляет собой бесцветную жидкость без запаха при комнатной температуре. В тонких слоях он не имеет цвета, но если мощность превышает 2 метра, выглядит голубым.

Хотя чистая вода является плохим проводником электричества, ее электропроводность можно использовать для оценки ее чистоты: чем ниже электропроводность, тем чище вода.

По сравнению с жидкостями большинство твердых тел имеют более высокую плотность. Однако лед (твердая вода) имеет меньшую плотность, чем жидкая вода.

Плотность льда при 0°С составляет около 0,92 г/см3, а плотность жидкой воды — около 1,00 г/см3. Это свойство позволяет льду плавать на воде, поэтому реки и океаны замерзают с поверхности вниз, защищая водную жизнь от вреда. Вода обладает высокой теплоемкостью, а это значит, что она нагревается и медленно остывает. Это свойство позволяет океанам и морям собирать тепло летом и отдавать его зимой, предотвращая резкие перепады температуры на Земле.

Вода обладает замечательными свойствами, которые делают ее настоящим чудом природы. Лед остается на поверхности воды, а глубокие моря, озера и реки не промерзают до дна. Когда вода замерзает, она расширяется, в результате чего ее плотность и масса становятся меньше, чем у жидкой воды, поэтому лед плавает на поверхности. Это уникальное свойство воды в водоемах помогает поддерживать жизнь даже зимой.

Благодаря высокой теплоемкости (42 Дж/г градусов) вода нагревается и медленно остывает, что делает ее отличным теплоносителем. Водные массы помогают регулировать температуру нашей планеты, предотвращают перегрев летом и согревают континенты зимой. Капельки воды, рассеянные в атмосфере, защищают Землю от космического холода.

Важные свойства воды

По сути, океаны и моря выступают аккумуляторами тепла на нашей планете. Вода кипит при 100°С при нормальном давлении (101,3 кПа).

Температура кипения воды падает при падении давления. Например, на высоте ок. На высоте 5000 м давление ниже нормы, а это значит, что вода закипает при температуре ок. 84°С.

Приготовление на больших высотах занимает больше времени из-за более низкой температуры кипения. И наоборот, скороварка повышает температуру кипения воды выше 100°C, что ускоряет процесс кипения.

Вода – универсальный растворитель, в котором растворяются многие вещества.

Существование воды на Земле в трёх агрегатных состояниях — газообразном, жидком и твёрдом — обусловлено решающим фактором: вращением Земли вокруг Солнца на расстоянии 149,6 млн км. Если бы расстояние между Землей и Солнцем было меньше 134 миллионов км, вся вода в морях, океанах и реках испарилась бы. Если бы расстояние было больше 166 миллионов км, жидкая вода превратилась бы в лед.

Происхождение воды на планете

Происхождение воды на нашей планете является предметом научных дискуссий. Есть 2 основные гипотезы:

1. Космическое происхождение. Некоторые учёные полагают, что вода появилась в результате падения метеоритов и астероидов, содержащих воду.
2. Земное происхождение. Другие учёные полагают, что вода образовалась на Земле во время её формирования, а не была занесена из космоса.

Наука о воде

Наука гидрология изучает природные воды, явления и процессы.

Первые упоминания о гидрологии появились в начале истории человечества около 6000 лет назад.

Начало гидрологических наблюдений в России относится к XV-XVI векам: записи русских летописцев сохранили сведения о свойствах воды, паводках, наводнениях и замерзаниях.

Таблица “Свойства воды”

Характеристики	Жидкость	Твердый	Газообразный
Цвет	Бесцветный	Лед не имеет цвета, снег белый	Бесцветный
прозрачность	Прозрачный	Лед прозрачный, снег непрозрачный	Прозрачный
Запах	Не имеет	Не имеет	Не имеет
Вкус	Не имеет	Не имеет	Не имеет
Форма	Спреды	Лед имеет форму, снег — нет	Не имеет формы
Температура кипения	+100С	–	–
Минусовая температура	0С	Плавится при 0C	При охлаждении — вода

Значение на Земле

Человек может прожить без воздуха несколько секунд, без еды – несколько месяцев, без воды – максимум несколько дней. Снижение содержания воды в организме всего на 2% может вызвать сильную слабость. При дефиците 8% уже может наступить серьезное заболевание, а при 12% — смерть.

Каждая клетка живого организма состоит из жидкости и нуждается в регулярном пополнении. Ни люди, ни растения, ни животные не могут жить без воды.

Вода формирует климат, участвует в круговороте воды в природе и является средой обитания многих живых организмов.

Применение

Все люди на планете прекрасно знают, что жизнь без воды невозможна. Любое начало жизни в основном берет свое начало в воде.

Человек использует воду:

• для поддержания жизни (готовить еду, давать организму воду);
• для бытовых нужд (гигиена, уборка и т.п);
• в сельском хозяйстве и животноводстве;
• промышленность (используется в производстве продуктов питания, чугуна, стали, резины и т.д.);
• лекарство;
• химия (как реагент для химических реакций, экспериментов, исследований);
• ловит рыбу;
• для перевозки людей и грузов;
• для спорта;
• в сельском хозяйстве;
• для пожаротушения;
• выступает в качестве источника энергии (электростанции).

Сколько жидкости в теле человека

Человеческий эмбрион состоит как минимум на 97% из жидкости. Когда ребенок рождается, вода составляет около 80% его тела. В первые дни после рождения этот показатель значительно снижается.

После этого содержание воды в организме человека постоянно снижается. В пожилом возрасте доля воды в организме человека не превышает 50-60%.

Как определить, сколько воды в организме человека?

Массу тела необходимо разделить на 3 и умножить на 2.

Стоит отметить, что расчет считается приблизительным (может отличаться на 5-10%), поскольку количество воды зависит от возраста, пола, физической активности и состояния здоровья.

Основные функции

Вода необходима каждому живому существу. Любой живой организм состоит из клеток. Вода играет ключевую роль. Он составляет примерно 70 процентов массы. Кратко рассмотрим основные особенности.

• Растворитель. Большинство химических реакций происходят только в водной среде.
• Транспортная функция. Переносит питательные вещества из одной части в другую.
• Функция регенерации. С помощью воды удаляются ненужные отработанные вещества.
• Регулирует терморегуляцию. Защищает тело от перегрева и обеспечивает равномерное распределение тепла по всему телу.
• Все обменные процессы в организме регулируются водой.

Польза чистой питьевой воды

Врачи, диетологи и другие специалисты часто допускают ошибку, уделяя слишком много внимания различным продуктам питания и забывая о воде. Все вещества, даже самые питательные и полезные, могут оказаться совершенно неэффективными, если нет растворителя, способного доставить их в нужные участки тела. На Земле есть только один простой, надежный и распространенный растворитель – вода.

Вода участвует абсолютно во всех обменных процессах. И чтобы они продолжали нормально развиваться, нужно пить достаточное количество чистой воды. Только вода, никакого чая, никаких напитков. Содержание различных примесей, консервантов и других веществ существенно меняет структуру и нормальное молекулярное состояние воды.

Изначально природа намеревалась использовать чистую воду. При попадании в организм определенной смеси пищеварительной системе приходится напрягаться и тратить много энергии, чтобы отделить все ненужное и получить воду. Кроме того, высокое содержание сахара неизбежно провоцирует нарушение нормального обмена веществ.

Питьевая вода должна быть чистой, свежей, качественной, «живой». Это должна быть природная вода, которая при попадании в организм легко проникает во все клетки и действует как эффективный растворитель. Он быстро доставляет все питательные вещества к тканям и органам.

Сколько нужно пить воды в день

Рекомендуется пить чистую воду без примесей 30-40 мл на 1 кг веса.

Средний:

для женщин: 1,5 – 2 литра в день;

для мужчин: 2,5 – 5 литров в день.

Рекомендуемое количество зависит от физической активности, климата и веса.

Процентное содержание в органах

Вода в организме человека существует в разных веществах и никогда не смешивается в единое целое.

В клетках, где обмен веществ более интенсивен, жидкости больше. Давайте посмотрим на Таблицу №1.

Таблица № 1. Процент содержания в органах человека

Органы	Процент контента
Мозг	90
Легкие	86
Печень	86
Кровь	83
Овуляция	90
Нога	72
Кожа	72
Сердце	75
Желудок	75
Селезенка	77
Почки	83
Мышцы	75

Признаки обезвоживания

Если содержание воды резко меняется в ту или иную сторону, это сразу отражается на общем состоянии здоровья. Организм гораздо легче переносит избыточное количество воды, чем ее недостаток. Давайте рассмотрим основные симптомы дефицита воды в организме человека.

1. Жажда – первый сигнал нехватки жидкости в организме.
2. У человека наблюдается твердый стул и запоры.
3. Появляются утомляемость и слабость.
4. Возникают головные боли и головокружения.
5. Кожа становится сухой.
6. Состояние может сопровождаться резким снижением настроения (даже тяжелой депрессией).

Если такое состояние сохраняется длительное время, могут возникнуть проблемы:

• при артериальном давлении;
• расстройство желудка;
• заболевания желудочно-кишечного тракта;
• может появиться сахарный диабет, ожирение (или наоборот – истощение, дистрофия);
• появляются зрительные и слуховые галлюцинации (при потере 10% воды%);
• сильное обезвоживание может привести к смерти.

Виды

Проходя гидрологический круговорот, вода может пополняться химическими элементами: ионами, растворенными газами, микроэлементами и т д

Вода квалифицируется по следующим критериям:

• по наличию и составу изотопов в молекуле;
• по степени растворения частиц солей и других примесей;
• по источнику;
• по взаимодействию с другими элементами и компонентами;
• человеческого влияния;
• по индивидуальным параметрам.

Давайте посмотрим на некоторые виды на рисунке.

Запасы пресной воды

Несмотря на то, что почва более чем на 70% покрыта водой, только 1% является пресной (соленость не превышает 0,5 ‰).

Более 2/3 пресной воды на Земле хранится в ледниках. Озеро Байкал в России считается крупнейшим водоемом с пресной водой.

Показатели качества

Вода, текущая из кранов современных городских квартир, может содержать вредные примеси. Такую воду стали называть «технологической». В его состав входят металлы, песок, глина, хлор и многое другое.

Современные стандарты очистки питьевой воды из-под крана требуют использования хлорсодержащих реагентов, избавляющих воду от инфекций. Кроме того, рекомендуются дополнительные методы очистки. Например фильтры.

Бутилированная питьевая вода очень популярна в развитых странах. Это экологически чистый продукт. Продается в гигиенически чистой таре и соответствует всем установленным требованиям.

Читайте также: Белый медведь из Красной книги в России – краткое описание для доклада (2 класс, окружающий мир)