Milyen vízügyi anomáliákat ismer? Mi magyarázza a vízsűrűség anomáliáját
A világ legegyszerűbb, legelterjedtebb és egyben legtitokzatosabb, legcsodálatosabb anyaga a víz. Változó sűrűségű, nagy hőkapacitású és hatalmas felületi feszültségű víz, a „memória” és a szerkezeti képessége mind rendellenes tulajdonsága egy olyan egyszerűnek tűnő anyagnak, mint a H20.
A legérdekesebb az, hogy az élet a víz rendellenes tulajdonságainak köszönhetően létezik, amelyeket sokáig nem lehetett megmagyarázni a fizika és a kémia törvényei szempontjából. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a vízmolekulák között hidrogénkötések léteznek. Ezért folyékony halmazállapotban a víz nem csupán molekulák keveréke, hanem vízcsoportok összetett és dinamikusan változó hálózata. Minden egyes klaszter rövid ideig él, de a klaszterek viselkedése befolyásolja a víz szerkezetét és tulajdonságait.
A víz fagyás- és forráshőmérséklete rendellenes, mint más bináris hidrogénvegyületeknél. Ha összehasonlítjuk a vízközeli vegyületek olvadáspontját: H2S, H2Te, H2Se, akkor feltételezhetjük, hogy a H20 olvadáspontja 90 és -120 °C között kell hogy legyen. A valóságban azonban 0 °C. A forráspont pont hasonló: H2S esetében -60,8 °C, H2Se esetében -41,5 °C, H2Te -18 °C. Ennek ellenére a víznek legalább +70 °C-on kell forrnia, és +100 °C-on kell forrnia. Arról, hogy a víz olvadáspontja és forráspontja rendellenes tulajdonság, arra a következtetésre juthatunk, hogy bolygónk körülményei között a víz folyékony és szilárd halmazállapota is rendellenes. Csak normálisnak kell lennie a gázzal és az állapottal.
Már tudja, hogy a testek felmelegedéskor kitágulnak, lehűléskor pedig összehúzódnak. Bármilyen paradoxnak is tűnik, a víz másként viselkedik. Ha 100°C-ról -4°C-ra hűtik, a víz összehúzódik, növelve a sűrűségét. +4 ° C hőmérsékleten a legnagyobb sűrűsége. De további 0 ° C-ra hűtéssel tágulni kezd, és sűrűsége csökken! 0 °C-on (a víz fagyási hőmérséklete) a víz szilárd halmazállapotúvá válik. Az átmenet pillanatát a térfogat éles növekedése (körülbelül 10%-kal) és a sűrűség ennek megfelelő csökkenése kíséri. A jelenség bizonyítéka, hogy jég lebeg a víz felszínén. Minden más anyag (a bizmut és gallium kivételével) az olvadásuk során keletkező folyadékokban süllyed el. A víz fenomenálisan változó sűrűsége lehetővé teszi, hogy a halak fagyos víztestekben éljenek: ha a hőmérséklet -4 °C alá csökken, a hidegebb víz, mivel kevésbé sűrű, a felszínen marad és megfagy, a nulla feletti hőmérséklet pedig a víz alatt marad. jég.
A víz folyékony halmazállapotában abnormálisan nagy hőkapacitású. A víz hőkapacitása kétszerese a gőz hőkapacitásának, a gőz hőkapacitása pedig megegyezik a... jég hőkapacitásával. A hőkapacitás az a hőmennyiség, amely a hőmérséklet 1 °C-os növeléséhez szükséges. 0 °C-ról +35 °C-ra melegítve a hőkapacitása nem növekszik, hanem csökken. További melegítéssel +35 ° C-ról +100 ° C-ra újra növekedni kezd. Az élő szervezetek testhőmérséklete egybeesik a víz hőkapacitásának legalacsonyabb értékeivel.
A túlhűtés a víz azon képessége, hogy fagypontja alá hűl, miközben folyadék marad. Ezt a tulajdonságot nagyon tiszta víz birtokolja, amely mentes a különféle szennyeződésektől, amelyek kristályosodási központként szolgálhatnak, amikor megfagy.
A víz fagyáspontjának nyomástól való függése is teljesen rendellenes.
A nyomás növekedésével a fagyáspont körülbelül 1 °C-kal csökken 130 atmoszféránként. Más anyagokban éppen ellenkezőleg, a nyomás növekedésével a fagyáspont növekszik.
A víznek nagy a felületi feszültsége (csak a higanynak van nagyobb a nedvesítő képessége - ennek köszönhetően lehetséges a kapilláris jelenség, vagyis a folyadék azon képessége, hogy megváltoztassa a csövekben lévő szintet). tetszőleges alakú csatornák és porózus testek.
A víz elképesztő tulajdonságokra tesz szert a nanocsövekben, amelyek átmérője megközelíti az 1 10,9 mt: viszkozitása meredeken növekszik, és a víz képes lesz arra, hogy az abszolút nullához közeli hőmérsékleten ne fagyjon meg. A nanocsövekben lévő vízmolekulák -23 ° C hőmérsékleten és 40 ezer atmoszféra nyomáson egymástól függetlenül spirális „létrákba” rendeződnek, beleértve a kettős hélixeket, amelyek nagyon emlékeztetnek a DNS spirális szerkezetére,
A víz felszíne az OH - hidroxil ionok felhalmozódása miatt negatív elektromos potenciállal rendelkezik. A pozitív töltésű hidroniumionok H30 + a víz negatív töltésű felületéhez vonzódnak, elektromos kettős réteget képezve.
A forró víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg víz – ezt a paradox jelenséget membráneffektusnak nevezik. A tudomány ma még nem adott rá magyarázatot,
-120 ° C-on furcsa dolgok kezdenek megtörténni a vízzel: viszkózussá válik, mint a melasz, és -135 ° C alatti hőmérsékleten „üveg” vízzé válik - szilárd anyaggá, amelynek nincs kristályos szerkezete.
7. Víz anomáliák
A kémiailag tiszta víz számos tulajdonsággal rendelkezik, amelyek élesen megkülönböztetik más természetes testektől és kémiai analógoktól (a Mengyelejev periodikus rendszer 6. csoportjába tartozó elemek hidridjei) és más folyadékoktól. Ezeket a különleges tulajdonságokat víz anomáliáknak nevezzük.
A vizet és különösen annak vizes oldatait tanulmányozva a tudósok újra és újra meggyőződtek arról, hogy a víz abnormális - rendellenes tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek csak benne rejlik, Őfelsége - a víz, amely életet és gondolkodási képességet adott nekünk. Nem is sejtjük, hogy a víz ilyen ismerős és természetes tulajdonságai a természetben, a különféle technológiákban, végül a mindennapi életünkben egyediek és utánozhatatlanok.
Sűrűség
Az egész bioszféra szempontjából a víz rendkívül fontos tulajdonsága, hogy fagyott állapotban mennyiségét inkább növeli, mint csökkenti, azaz. csökkenti a sűrűséget. Valójában, amikor bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá alakul, a molekulák közelebb helyezkednek el egymáshoz, és maga az anyag, térfogata csökken, sűrűbbé válik. Igen, a nagymértékben eltérő folyadékok bármelyikéhez, de nem a vízhez. Ez alól a víz kivétel. Hűtéskor a víz kezdetben úgy viselkedik, mint a többi folyadék: fokozatosan sűrűsödik, csökkenti a térfogatát. Ez a jelenség +3,98°C-ig megfigyelhető. Ezután a hőmérséklet további 0 °C-ra csökkenésével az összes víz megfagy és térfogata kitágul. Ennek eredményeként a jég fajsúlya kisebb lesz, mint a vízé, és a jég lebeg. Ha a jég nem úszna, hanem süllyedne, akkor minden víztömeg (folyók, tavak, tengerek) a fenékig fagyna, a párolgás jelentősen csökkenne, és minden édesvízi állat és növény elpusztulna. A földi élet lehetetlenné válna. A víz az egyetlen olyan folyadék a Földön, amelynek jege nem süllyed le, mivel térfogata 1/11-ével nagyobb, mint a víz térfogata.
Felületi feszültség
Mivel a kerek vízgömbök nagyon rugalmasak, esik az eső és harmat hullik. Mi ez a csodálatos erő, amely megőrzi a harmatcseppeket, és rugalmassá és viszonylag tartóssá teszi bármely tócsában a felszíni vízréteget?
Köztudott, hogy ha egy acéltűt óvatosan helyeznek a csészealjba öntött víz felületére, a tű nem süllyed el. De a fém fajsúlya sokkal nagyobb, mint a vízé. A vízmolekulákat megköti a felületi feszültség, ami lehetővé teszi számukra, hogy felemelkedjenek a kapillárisokon, leküzdve a gravitációs erőt. A víz ezen tulajdonsága nélkül az élet a Földön is lehetetlen lenne.
Hőkapacitás
A világon egyetlen anyag sem nyel el vagy bocsát ki annyi hőt a környezetbe, mint a víz. A víz hőkapacitása 10-szer nagyobb, mint az acélé és 30-szor nagyobb, mint a higanyé. A víz megtartja a hőt a Földön.
A tengerek, óceánok és a szárazföld felszínéről évente 520 ezer köbkilométer víz párolog el, amely lecsapódva sok hőt ad le a hideg és a sarki vidéknek.
Az emberi szervezetben a víz 70-90%. a testsúlytól. Ha a víznek nem lenne olyan hőkapacitása, mint most, a meleg- és hidegvérű szervezetekben lehetetlen lenne az anyagcsere.
A víz a legkönnyebben melegszik fel és hűl le leggyorsabban egyfajta „hőmérsékletgödörben”, amely +37°C-nak, az emberi test hőmérsékletének felel meg.
A víznek még számos rendellenes tulajdonsága van:
Egyetlen folyadék sem szívja fel olyan mohón a gázokat, mint a víz. De könnyen ki is adja őket. Az eső feloldja a légkör összes mérgező gázát. A víz az erős természetes szűrő, amely megtisztítja a légkört minden káros és mérgező gáztól. A víz egy másik csodálatos tulajdonsága akkor jelenik meg, amikor mágneses térrel érintkezik. A mágneses kezelésnek alávetett víz megváltoztatja a sók oldhatóságát és a kémiai reakciók sebességét.
De a víz legcsodálatosabb tulajdonsága egy szinte univerzális oldószer tulajdonsága. És ha bizonyos anyagok nem oldódnak fel benne, akkor ennek is óriási szerepe volt az életre való evolúcióban: az élet valószínűleg az elsődleges biológiai membránok hidrofób tulajdonságainak köszönheti megjelenését és fejlődését a vízi környezetben.
A víz ismert és ismeretlen. A víz emléke
A brómos víz Br2 telített vizes oldata (3,5 tömeg% Br2). A brómos víz oxidálószer, brómozószer az analitikai kémiában. Ammónia víz képződik, amikor a nyers kokszolókemence gáz vízzel érintkezik...
A víz reagensként és kémiai folyamat közegeként (a víz rendellenes tulajdonságai)
A víz szerepe a modern tudományban és technikában nagyon nagy. Íme néhány olyan terület, ahol víz használható. 1. Mezőgazdaságban növények itatására és állatok etetésére 2. Vegyiparban savak, bázisok, szerves anyagok előállítására. 3...
Életet adó víz
A víz a legfontosabb kémiai vegyület, amely meghatározza az élet lehetőségét a Földön. Egy ember napi ivóvízfogyasztása átlagosan körülbelül 2 liter...
Hidrogén – a jövő üzemanyaga
A következő probléma, ahol a súlytalanság újra felerősödött, az üzemanyagcellában képződött víz elvezetésének problémája volt. Ha nem távolítják el, fóliával borítja az elektródát, és megnehezíti a gáz hozzáférését...
A víz információs-strukturális memóriája
A vízmolekula egy kis dipólus, amelynek pólusai pozitív és negatív töltéseket tartalmaznak. Mivel az oxigén atommag tömege és töltése nagyobb, mint a hidrogénatomé, az elektronfelhő az oxigénmag felé húzódik...
Vízkeménység meghatározása komplexometrikus módszerrel
A kalcium széles körben elterjedt előfordulása miatt sói szinte mindig megtalálhatók a természetes vízben. A természetes kalciumsók közül csak a gipsz oldódik valamelyest vízben, azonban ha a víz szén-dioxidot tartalmaz...
Párologtató berendezés számítása és kiválasztása
Gv-t a kondenzátor hőmérlegéből határozzuk meg: Gv=W3(hbk-svtk)/cv(tk-tn), ahol hbk a gőz entalpiája a légköri kondenzátorban; tн = 200С - a hűtővíz kezdeti hőmérséklete; Cv = 4...
Kettős hatású elpárologtató berendezés számítása és tervezése
A hűtővíz áramlási sebességét GВ a kondenzátor hőmérlegéből határozzuk meg: , ahol IБК a légköri kondenzátorban lévő gőz entalpiája, J kg; tн - a hűtővíz kezdeti hőmérséklete, 0С...
Szorptív víztisztítás
A gyártás során a technológiai folyamat követelményeitől függően kerül beépítésre. A gyártáshoz használt víz...
Szorptív víztisztítás
A hőcserélőkben, valamint a csővezetékekben a bakteriális biológiai szennyeződés kialakulásának megelőzése érdekében javasolt a víz klórozása rendszeresen, napi 3-4 alkalommal, minden időszak 40-60 percig...
Szorptív víztisztítás
A vízkondicionálás egyik leggyakoribb típusa a lágyítás. Az első ipari módszer a keménységi sók eltávolítására a szóda-mész...
Kalcium-szulfát, kristályhidrát és vízmentes só
Csodálatos anyag - víz
A hidrológia a természetes vizeket, a légkörrel és a litoszférával való kölcsönhatásukat, valamint a bennük előforduló jelenségeket, folyamatokat (párolgás, fagyás stb.) vizsgáló tudomány. A hidrológia tanulmányozásának tárgya az óceánok minden típusú hidroszféra vize...
A víz fizikai és kémiai tulajdonságainak anomáliái
(a víz szokatlanul magas információtartalmára jellemző)
Az elemek periódusos rendszerében D.I. Mengyelejev oxigénje külön alcsoportot alkot. A benne található oxigén, kén, szelén és tellúr fizikai és kémiai tulajdonságaikban sok közös vonást mutat. A tulajdonságok közössége általában az alcsoport tagjai által alkotott azonos típusú vegyületeknél követhető nyomon. A vizet azonban a szabályoktól való eltérés jellemzi.
Az oxigén alcsoport legkönnyebb vegyületei közül (és ezek a hidridek) a víz a legkönnyebb. A hidridek fizikai jellemzőit más típusú kémiai vegyületekhez hasonlóan a megfelelő alcsoport elemeinek táblázatában elfoglalt helyük határozza meg. Így minél könnyebb az alcsoport eleme, annál nagyobb a hidridjének illékonysága. Ezért az oxigén alcsoportban a víz illékonyságának – az oxigén-hidridnek – kell a legmagasabbnak lennie. Ugyanez a tulajdonság nagyon világosan megnyilvánul abban, hogy a víz képes sok tárgyhoz „megtapadni”, azaz megnedvesíteni azokat.
Ennek a jelenségnek a tanulmányozása során kiderült, hogy minden olyan anyag, amelyet a víz könnyen nedvesít (agyag, homok, üveg, papír stb.), minden bizonnyal tartalmaz oxigénatomot. A nedvesedés természetének magyarázatához ez a tény bizonyult kulcsfontosságúnak: a víz felszíni rétegének energetikailag kiegyensúlyozatlan molekulái képesek további hidrogénkötéseket kialakítani „idegen” oxigénatomokkal. A felületi feszültség és a nedvesítő képesség miatt a víz keskeny függőleges csatornákban a gravitáció által megengedettnél nagyobb magasságba emelkedhet, vagyis a víznek kapilláris tulajdonsága van.
A kapillárisság fontos szerepet játszik a Földön zajló számos természetes folyamatban. Ennek köszönhetően a víz átnedvesíti a talajvízszint feletti talajréteget, és tápoldatokat juttat a növények gyökereihez. A kapillárisság felelős a vér és a szövetnedvek mozgásáért az élő szervezetekben.
De a vizet tulajdonságainak bizonyos jellemzői jellemzik. Például a víz legmagasabb jellemzői pontosan azok a jellemzők, amelyeknek a legalacsonyabbnak kell lenniük: forráspont és fagyás, párolgási és olvadási hő.
Az oxigén alcsoport elemeinek hidridjeinek forráspontját és fagyáspontját grafikusan mutatja be az ábra. 1.7. A hidridek közül a legnehezebb 
negatívak: 0°C felett ez a vegyület gáznemű. Ahogy áttérünk a könnyebb hidridekre ( 
,
) a forrás- és fagyhőmérséklet egyre inkább csökken. Ha ez a minta továbbra is fennáll, azt várnánk, hogy a víz -70 °C-on forrjon, és -90 °C-on megfagyjon. Ebben az esetben földi körülmények között soha nem létezhetne sem szilárd, sem folyékony halmazállapotban. Az egyetlen lehetséges állapot a gáz (gőz) halmazállapot lenne. De a hidridek kritikus hőmérsékletének molekulatömegük függvényében való függésének grafikonján váratlanul éles emelkedés tapasztalható - a víz forráspontja +100 °C, fagyáspontja 0 °C. Ez az asszociativitás egyértelmű előnye - a létezés széles hőmérsékleti tartománya, az összes fázisállapot megvalósításának képessége bolygónk körülményei között.
A víz asszociativitása befolyásolja párolgása igen magas fajhőjét is. A már 100°C-ra felmelegített víz elpárologtatásához hatszor több hőre van szükség, mint az azonos tömegű víz 80°C-os (20-ról 100°C-ra) történő felmelegítéséhez.
Percenként egymillió tonna hidroszféra víz párolog el a napenergiával történő fűtésből. Ennek eredményeként folyamatosan óriási mennyiségű hő kerül a légkörbe, ami megegyezik azzal, amit 40 ezer, egyenként 1 milliárd kilowatt teljesítményű erőmű termelne.
A jég olvadásakor sok energiát fordítanak a jégkristályok asszociatív kötéseinek leküzdésére, bár hatszor kevesebbet, mint amikor a víz elpárolog. Molekulák 
valójában ugyanabban a környezetben maradnak, csak a víz fázisállapota változik.
A jég fajlagos olvadási hője nagyobb, mint sok anyagé, ez megegyezik 1 g víz 80°C-os (20-ról 100°C-ra történő) melegítésénél elfogyasztott hőmennyiséggel. A víz megfagyásakor megfelelő mennyiségű hő kerül a környezetbe, a jég olvadásakor pedig felszívódik. Ezért a jégtömegek, ellentétben a párás víz tömegével, egyfajta hőelnyelőt jelentenek pozitív hőmérsékletű környezetben.
A víz fajpárolgási hőjének és a jég fajlagos olvadási hőjének abnormálisan magas értékeit használják fel az emberek az ipari tevékenységek során. E fizikai jellemzők természetes jellemzőinek ismerete néha merész és hatékony technikai megoldásokat sugall. Így a vizet széles körben használják a gyártásban kényelmes és megfizethető hűtőfolyadékként a legkülönfélébb technológiai folyamatokban. Használat után a víz visszavezethető egy természetes tározóba és friss adaggal pótolható, vagy speciális berendezésekben - hűtőtornyokban - történő hűtés után vissza lehet küldeni a termelésbe. Sok kohászati üzemben hideg víz helyett forrásban lévő vizet használnak hűtőfolyadékként. A hűtés a párolgási hő felhasználásával történik - a folyamat hatékonysága többszörösére nő, és nincs szükség terjedelmes hűtőtornyok építésére. Természetesen forrásvíz-hűtőt használnak ott, ahol 100°C fölé melegített tárgyak hűtésére van szükség.
A víz hűtőfolyadékként való széles körben elterjedt használatát nem csak a rendelkezésre állás és az olcsóság magyarázza. Az igazi okot is a fizikai tulajdonságaiban kell keresni. Kiderült, hogy a víznek van egy másik figyelemre méltó képessége - a nagy hőkapacitás. Hatalmas hőmennyiség elnyelésével maga a víz nem melegszik fel jelentősen. A víz fajhője ötször nagyobb, mint a homoké, és csaknem tízszer nagyobb, mint a vasé. A víz azon képessége, hogy nagy hőenergia-tartalékot halmozzon fel, lehetővé teszi az éles hőmérséklet-ingadozások kiegyenlítését a földfelszínen az év különböző időszakaiban és a különböző napszakokban. Ennek köszönhetően a víz bolygónk hőrendszerének fő szabályozója.
Érdekes, hogy a víz hőkapacitása nem csak értékében rendhagyó. A fajlagos hőkapacitás különböző hőmérsékleteken eltérő, a fajlagos hőkapacitás hőmérsékletváltozásának jellege pedig egyedi: a hőmérséklet emelkedésével a 0-37°C tartományban csökken, további hőmérséklet-emelkedéssel pedig nő. . A víz fajlagos hőkapacitásának minimális értékét 36,79 ° C hőmérsékleten találták, ami megfelel az emberi test normál hőmérsékletének. Szinte minden melegvérű élő szervezet normál hőmérséklete is közel van ehhez a ponthoz.
Kiderült, hogy ezen a hőmérsékleten a folyadékkristály rendszerben is végbemennek a mikrofázisos átalakulások, vagyis víz-jég. Megállapították, hogy amikor a hőmérséklet 0-ról 100 °C-ra változik, a víz egymás után öt ilyen átalakuláson megy keresztül. Mikrofázisnak nevezték őket, mivel a kristályok hossza mikroszkopikus, legfeljebb 0,2...0,3 nm. Az átmenetek hőmérsékleti határértékei 0, 15, 30, 45, 60 és 100°C.
A melegvérű állatok élethőmérsékleti tartománya a harmadik fázis határain belül van (30...45°C). Más típusú organizmusok más hőmérsékleti tartományokhoz alkalmazkodtak. Például a halak, rovarok, talajbaktériumok a második fázis közepéhez közeli hőmérsékleten (23...25°C) szaporodnak, a magvak tavaszi ébredésének effektív hőmérséklete az első fázis közepén van (5. ..10°C).
Jellemző, hogy a hőmérsékletváltozás során a víz fajlagos hőkapacitása minimumon való áthaladásának jelensége sajátos szimmetriával rendelkezik: negatív hőmérsékleten ennek a jellemzőnek a minimuma is megtalálható. -20°C-ra esik.
Ha például 0°C alatti víz nem fagyott, finoman eloszlik, akkor -20°C körül a hőkapacitása meredeken megnő. Amerikai tudósok ezt a körülbelül 5 mikron átmérőjű vízcseppek által képzett vizes emulziók tulajdonságainak tanulmányozásával állapították meg.
A kémiailag tiszta víz számos tulajdonsággal rendelkezik, amelyek élesen megkülönböztetik más természetes testektől és kémiai analógoktól (a Mengyelejev periodikus rendszer 6. csoportjába tartozó elemek hidridjei) és más folyadékoktól. Ezeket a különleges tulajdonságokat víz anomáliáknak nevezzük.
A vizet és különösen annak vizes oldatait tanulmányozva a tudósok újra és újra meggyőződtek arról, hogy a víz abnormális - rendellenes tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek csak benne rejlik, Őfelsége - a víz, amely életet és gondolkodási képességet adott nekünk. Nem is sejtjük, hogy a víz ilyen ismerős és természetes tulajdonságai a természetben, a különféle technológiákban, végül a mindennapi életünkben egyediek és utánozhatatlanok.
Sűrűség
Az egész bioszféra szempontjából a víz rendkívül fontos tulajdonsága, hogy fagyott állapotban mennyiségét inkább növeli, mint csökkenti, azaz. csökkenti a sűrűséget. Valójában, amikor bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá alakul, a molekulák közelebb helyezkednek el egymáshoz, és maga az anyag, térfogata csökken, sűrűbbé válik. Igen, a nagymértékben eltérő folyadékok bármelyikéhez, de nem a vízhez. Ez alól a víz kivétel. Hűtéskor a víz kezdetben úgy viselkedik, mint a többi folyadék: fokozatosan sűrűsödik, csökkenti a térfogatát. Ez a jelenség +3,98°C-ig megfigyelhető. Ezután a hőmérséklet további 0 °C-ra csökkenésével az összes víz megfagy és térfogata kitágul. Ennek eredményeként a jég fajsúlya kisebb lesz, mint a vízé, és a jég lebeg. Ha a jég nem úszna, hanem süllyedne, akkor minden víztömeg (folyók, tavak, tengerek) a fenékig fagyna, a párolgás jelentősen csökkenne, és minden édesvízi állat és növény elpusztulna. A földi élet lehetetlenné válna. A víz az egyetlen olyan folyadék a Földön, amelynek jege nem süllyed le, mivel térfogata 1/11-ével nagyobb, mint a víz térfogata.
Felületi feszültség
Mivel a kerek vízgömbök nagyon rugalmasak, esik az eső és harmat hullik. Mi ez a csodálatos erő, amely megőrzi a harmatcseppeket, és rugalmassá és viszonylag tartóssá teszi bármely tócsában a felszíni vízréteget?
Köztudott, hogy ha egy acéltűt óvatosan helyeznek a csészealjba öntött víz felületére, a tű nem süllyed el. De a fém fajsúlya sokkal nagyobb, mint a vízé. A vízmolekulákat megköti a felületi feszültség, ami lehetővé teszi számukra, hogy felemelkedjenek a kapillárisokon, leküzdve a gravitációs erőt. A víz ezen tulajdonsága nélkül az élet a Földön is lehetetlen lenne.
Hőkapacitás
A világon egyetlen anyag sem nyel el vagy bocsát ki annyi hőt a környezetbe, mint a víz. A víz hőkapacitása 10-szer nagyobb, mint az acélé és 30-szor nagyobb, mint a higanyé. A víz megtartja a hőt a Földön.
A tengerek, óceánok és a szárazföld felszínéről évente 520 ezer köbkilométer víz párolog el, amely lecsapódva sok hőt ad le a hideg és a sarki vidéknek.
Az emberi szervezetben a víz 70-90%. a testsúlytól. Ha a víznek nem lenne olyan hőkapacitása, mint most, a meleg- és hidegvérű szervezetekben lehetetlen lenne az anyagcsere.
A víz a legkönnyebben melegszik fel és hűl le leggyorsabban egyfajta „hőmérsékletgödörben”, amely +37°C-nak, az emberi test hőmérsékletének felel meg.
A víznek még számos rendellenes tulajdonsága van:
Egyetlen folyadék sem szívja fel olyan mohón a gázokat, mint a víz. De könnyen ki is adja őket. Az eső feloldja a légkör összes mérgező gázát. A víz az erős természetes szűrő, amely megtisztítja a légkört minden káros és mérgező gáztól. A víz egy másik csodálatos tulajdonsága akkor jelenik meg, amikor mágneses térrel érintkezik. A mágneses kezelésnek alávetett víz megváltoztatja a sók oldhatóságát és a kémiai reakciók sebességét.
De a víz legcsodálatosabb tulajdonsága egy szinte univerzális oldószer tulajdonsága. És ha bizonyos anyagok nem oldódnak fel benne, akkor ennek is óriási szerepe volt az életre való evolúcióban: az élet valószínűleg az elsődleges biológiai membránok hidrofób tulajdonságainak köszönheti megjelenését és fejlődését a vízi környezetben.
RÖVID ÚTMUTATÓ VÍZKUTATOK TERVEZÉSÉHEZ ÉS FÚRÁSHOZ (2. kiadás)
Lektor - Dr. Tech. Sciences A.S. Belitsky (Biofizikai Intézet, Szovjetunió Egészségügyi Minisztérium).
Tartalom: ÚTMUTATÓ VÍZKÚTAK FÚRÁSHOZ
I. szakasz.
VÍZ KUTAK TERVEZÉSE
1. fejezet NÉHÁNY INFORMÁCIÓ A VÍZRŐL
Víz anomáliák
A legegyszerűbb képlet a gőz vízmolekula (hidrol). A folyékony halmazállapotú vízmolekula két egyszerű molekula - egy dihidrol, és szilárd állapotban - három egyszerű molekula - egy trihidrol kombinációja.A jég összetételében a trihidrol-molekulák dominálnak, a vízgőz összetételében (100 °C feletti hőmérsékleten) - hidrol-molekulák, cseppfolyós vízben pedig - hidrol, dihidrol és trihidrol keveréke, amelyek aránya hőfok.
A víz szerkezetének sajátosságai a következő anomáliákat határozzák meg:
1) a víznek 4 °C-on a legnagyobb a sűrűsége, ha a hőmérséklet 0 °C-ra csökken, vagy ha a hőmérséklet 100 °C-ra emelkedik, a sűrűsége csökken;
2) a fagyasztás során a víz térfogata körülbelül 10%-kal nő, miközben a szilárd fázis könnyebbé válik, mint a folyadék;
3) a víz nagy fajlagos hőkapacitással rendelkezik, amely a hőmérséklet 40 °C-ra emelkedésével csökken, majd ismét nő;
4) a víz fajlagos belső energiája nagyon magas (318,8 J/kg);
5) a víz 0 °C-on megfagy, a nyomás növekedésével a fagyáspont csökken, és 211,5 MPa nyomáson éri el minimális értékét (-22 °C);
6) a víznek van a legnagyobb fajlagos hőmennyisége (2156 J/kg) 100 °C hőmérsékleten;
7) a víz 20 °C-on a legnagyobb dielektromos állandóval rendelkezik;
8) a víznek a legnagyobb felületi feszültsége más folyadékokhoz képest.
Lúgokkal kölcsönhatásba lépve a víz savként, savakkal kölcsönhatásba lépve pedig bázisként viselkedik. Az aktív fémek és a víz reakciója során hidrogén szabadul fel. A víz bizonyos sókkal kölcsönhatásba lépve cserebomlási folyamatot (hidrolízist) idéz elő.
