Та усны ямар гажигийг мэдэх вэ? Усны нягтрал дахь гажигийг юу тайлбарлаж байна

Дэлхий дээрх хамгийн энгийн, хамгийн өргөн тархсан, нэгэн зэрэг нууцлаг, гайхалтай бодис бол ус юм. Хувьсах нягтрал, өндөр дулаан багтаамж, усны гадаргуугийн асар их хурцадмал байдал, түүний "санах" чадвар, бүтэц нь H20 шиг энгийн мэт санагдах бодисын хэвийн бус шинж чанарууд юм.

Хамгийн сонирхолтой нь удаан хугацааны туршид физик, химийн хуулийн үүднээс тайлбарлаж чадаагүй усны гаж шинж чанаруудын ачаар амьдрал оршин тогтнож байгаа явдал юм. Энэ нь усны молекулуудын хооронд устөрөгчийн холбоо байдагтай холбоотой юм. Тиймээс шингэн төлөвт ус нь зөвхөн молекулуудын холимог биш, харин усны бөөгнөрөлүүдийн цогц бөгөөд динамик хувьсах сүлжээ юм. Кластер бүр нь богино хугацаанд амьдардаг боловч энэ нь усны бүтэц, шинж чанарт нөлөөлдөг кластеруудын зан байдал юм.

Ус нь бусад хоёртын устөрөгчийн нэгдлүүдтэй харьцуулахад хэвийн бус хөлдөх, буцалгах температуртай байдаг. Хэрэв бид усанд ойрхон нэгдлүүдийн хайлах цэгүүдийг харьцуулж үзвэл: H2S, H2Te, H2Se, дараа нь H20-ийн хайлах цэг нь 90 ба -120 ° C-ийн хооронд байх ёстой гэж үзэж болно. Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр энэ нь 0 ° С байна. цэг нь төстэй: H2S хувьд энэ нь -60.8 ° C, H2Se нь -41.5 ° C, H2Te -18 ° C. Гэсэн хэдий ч ус хамгийн багадаа +70 ° C-д буцалгах ёстой бөгөөд энэ нь +100 ° C-д буцалгана. Үүний үндсэн дээр усны хайлах болон буцлах цэгүүд нь хэвийн бус шинж чанартай байдаг тул манай гаригийн нөхцөлд усны шингэн ба хатуу төлөв байдал ч хэвийн бус байна гэж дүгнэж болно. Энэ нь зөвхөн хий болон нөхцөлд хэвийн байх ёстой.

Бие нь халах үед тэлж, хөргөхөд агшдаг гэдгийг та аль хэдийн мэддэг болсон. Хачирхалтай мэт санагдаж болох ч ус өөр өөр зан чанартай байдаг. 100 хэмээс -4 хэм хүртэл хөргөхөд ус агшиж, нягт нь нэмэгддэг. +4 ° C-ийн температурт хамгийн их нягтралтай байдаг. Гэхдээ 0 хэм хүртэл хөргөхөд энэ нь өргөжиж, нягтрал нь буурдаг! 0 хэмд (усны хөлдөлтийн температур) ус нь хатуу бөөгнөрөл болж хувирдаг. Шилжилтийн мөч нь эзлэхүүний огцом өсөлт (ойролцоогоор 10%), нягтралын бууралт дагалддаг. Усны гадаргуу дээр мөс хөвж байгаа нь энэ үзэгдлийн нотолгоо юм. Бусад бүх бодисууд (висмут, галлиумаас бусад) хайлах явцад үүссэн шингэнд шингэдэг. Гайхамшигтай хувьсах усны нягт нь загасыг хөлддөг усан санд амьдрах боломжийг олгодог: температур -4 хэмээс доош унах үед нягт багатай хүйтэн ус нь гадаргуу дээр үлдэж, хөлддөг, тэгээс дээш температур нь хөлддөг. мөс.

Ус нь шингэн төлөвт хэт өндөр дулаан багтаамжтай байдаг. Усны дулаан багтаамж нь уурын дулаан багтаамжаас 2 дахин их, уурын дулааны багтаамж нь ... мөсний дулаан багтаамжтай тэнцүү байна. Дулааны багтаамж нь температурыг 1 ° C-аар нэмэгдүүлэхэд шаардагдах дулааны хэмжээ юм 0 ° С-аас + 35 ° C хүртэл халаахад түүний дулааны багтаамж нэмэгдэхгүй, харин буурдаг. Цаашид +35 хэмээс +100 хэм хүртэл халаахад дахин ургаж эхэлнэ. Амьд организмын биеийн температур нь усны дулааны багтаамжийн хамгийн бага утгатай давхцдаг.

Хэт хөргөлт гэдэг нь ус шингэн хэвээр үлдэж, хөлдөх цэгээс доош температурт хөргөх чадварыг хэлнэ. Энэ өмч нь маш цэвэр устай бөгөөд янз бүрийн хольцгүй, хөлдөх үед талстжих төв болж чаддаг.

Усны хөлдөлтийн температурын даралтаас хамаарах хамаарал нь бас хэвийн бус юм.

Даралт нэмэгдэхийн хэрээр хөлдөх цэг буурч, 130 атмосфер тутамд ойролцоогоор 1 ° C байна. Бусад бодисуудад эсрэгээр даралт ихсэх тусам хөлдөх цэг нэмэгддэг.

Ус нь гадаргуугийн хурцадмал байдал өндөртэй байдаг (зөвхөн мөнгөн ус нь өндөр чийгшүүлэх чадвартай байдаг - үүнээс болж капиллярын үзэгдэл, өөрөөр хэлбэл шингэн нь хоолой, нарийн суваг дахь түвшинг өөрчлөх чадвартай байдаг. дурын хэлбэртэй, сүвэрхэг биетэй.

Ус нь нано хоолойд гайхалтай шинж чанарыг олж авдаг бөгөөд диаметр нь 110'9 м-ийн ойролцоо байдаг: зуурамтгай чанар нь огцом нэмэгдэж, ус нь үнэмлэхүй тэгтэй ойролцоо температурт хөлдөхгүй байх чадварыг олж авдаг. -23 хэмийн температуртай, 40 мянган атмосферийн даралттай нано хоолой дахь усны молекулууд нь бие даан спираль "шат", түүний дотор ДНХ-ийн мушгиа бүтцийг маш санагдуулдаг давхар мушгиа хэлбэртэй байдаг.

Усны гадаргуу нь OH гидроксил ионуудын хуримтлалаас болж сөрөг цахилгаан потенциалтай байдаг - эерэг цэнэгтэй гидрони ионууд H30 + усны сөрөг цэнэгтэй гадаргуу дээр татагдаж, цахилгаан давхар давхарга үүсгэдэг.

Халуун ус нь хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг - энэ парадоксик үзэгдлийг мембраны эффект гэж нэрлэдэг. Өнөөдөр шинжлэх ухаан үүний тайлбарыг хараахан өгөөгүй байна.

-120 хэмд усанд хачирхалтай зүйл тохиолдож эхэлдэг: энэ нь молас шиг наалдамхай болж, -135 хэмээс доош температурт "шилэн" ус болж хувирдаг - талст бүтэцгүй хатуу бодис.

7. Усны гажиг

Химийн цэвэр ус нь бусад байгалийн биетүүд болон химийн аналогууд (Менделеевийн үечилсэн системийн 6-р бүлгийн элементүүдийн гидридүүд) болон бусад шингэнээс эрс ялгагдах олон шинж чанартай байдаг. Эдгээр онцгой шинж чанаруудыг усны гажиг гэж нэрлэдэг.

Эрдэмтэд ус, ялангуяа түүний усан уусмалыг судалж үзээд ус нь зөвхөн түүнд хамаарах хэвийн бус шинж чанартай, Эрхэмсэг ноён - Ус нь бидэнд амьдрал, сэтгэн бодох чадварыг өгсөн гэдэгт дахин дахин итгэлтэй байв. Байгаль, янз бүрийн технологи, эцэст нь бидний өдөр тутмын амьдралд байдаг усны ийм танил, байгалийн шинж чанарууд нь өвөрмөц бөгөөд давтагдашгүй байдаг гэж бид сэжиглэдэггүй.

Нягт

Биосферийн хувьд усны маш чухал шинж чанар нь хөлдөх үед эзлэхүүнээ багасгах биш харин нэмэгдүүлэх чадвар юм. нягтралыг багасгах. Үнэн хэрэгтээ аливаа шингэн нь хатуу төлөвт хувирах үед молекулууд хоорондоо ойртож, хэмжээ нь багасч байгаа бодис өөрөө нягт болдог. Тиймээ, асар их ялгаатай шингэнүүдийн хувьд, гэхдээ ус биш. Ус бол энд үл хамаарах зүйл юм. Хөргөх үед ус нь эхлээд бусад шингэн шиг ажилладаг: аажмаар нягт болж, эзэлхүүнийг бууруулдаг. Энэ үзэгдлийг +3.98 хэм хүртэл ажиглаж болно. Дараа нь температурыг 0 хэм хүртэл бууруулснаар бүх ус хөлдөж, эзэлхүүн нь нэмэгддэг. Үүний үр дүнд мөсний хувийн жин уснаас бага болж, мөс хөвдөг. Хэрэв мөс хөвөөгүй, харин живсэн бол бүх усны биетүүд (гол, нуур, тэнгис) ёроолдоо хөлдөж, ууршилт огцом буурч, цэнгэг усны бүх амьтан, ургамал үхэх болно. Дэлхий дээрх амьдрал боломжгүй болно. Ус бол дэлхий дээрх цорын ганц шингэн бөгөөд мөс нь усны эзэлхүүнээс 1/11-ээр их байдаг тул мөс нь живдэггүй.

Гадаргуугийн хурцадмал байдал

Бөөрөнхий ус нь маш уян хатан байдаг тул бороо орж, шүүдэр унадаг. Шүүдэр дуслыг хадгалж, аливаа шалбааг дахь усны гадаргуугийн давхаргыг уян харимхай, харьцангуй бат бөх болгодог энэ гайхалтай хүч юу вэ?

Хэрэв ган зүүг тавганд цутгасан усны гадаргуу дээр болгоомжтой байрлуулбал зүү живдэггүй гэдгийг мэддэг. Гэхдээ металлын хувийн жин нь усныхаас хамаагүй их байдаг. Усны молекулууд нь гадаргуугийн хурцадмал хүчээр холбогддог бөгөөд энэ нь таталцлын хүчийг даван туулж хялгасан судсыг дээш өргөх боломжийг олгодог. Усны энэ өмч байхгүй бол дэлхий дээрх амьдрал бас боломжгүй байх байсан.

Дулааны багтаамж

Дэлхий дээр ямар ч бодис ус шиг их дулааныг шингээж, байгальд гаргадаггүй. Усны дулааны багтаамж нь гангийн дулаан багтаамжаас 10 дахин, мөнгөн уснаас 30 дахин их байдаг. Ус нь дэлхий дээрх дулааныг хадгалдаг.

Тэнгис, далай, хуурай газрын гадаргуугаас жилд 520,000 шоо км ус ууршдаг бөгөөд энэ нь өтгөрөх үед хүйтэн, туйлын бүс нутагт их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.

Хүний биед ус 70-90%-ийг эзэлдэг. биеийн жингээс. Хэрэв ус одоогийнх шиг дулааны багтаамжгүй байсан бол дулаан, хүйтэн цуст организмд бодисын солилцоо боломжгүй байх байсан.

Ус нь хүний ​​биеийн температур болох +37°С-д тохирох нэгэн төрлийн “температурын нүхэнд” хамгийн амархан халж, хамгийн хурдан хөрдөг.

Усны өөр хэд хэдэн хэвийн бус шинж чанарууд байдаг:

Ямар ч шингэн хийг ус шиг шуналтай шингээдэггүй. Гэхдээ тэр бас тэднийг амархан өгдөг. Бороо нь агаар мандлын бүх хорт хийг уусгадаг. Ус бол түүний байгалийн хүчтэй шүүлтүүр бөгөөд агаар мандлыг бүх хортой, хорт хийнээс цэвэршүүлдэг. Усны өөр нэг гайхалтай шинж чанар нь соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед гарч ирдэг. Соронзон эмчилгээнд хамрагдсан ус нь давсны уусах чадвар, химийн урвалын хурдыг өөрчилдөг.

Гэхдээ усны хамгийн гайхалтай шинж чанар бол бараг бүх нийтийн уусгагчийн өмч юм. Хэрэв зарим бодис түүнд уусдаггүй бол энэ нь амьдралын хувьсалд асар их үүрэг гүйцэтгэсэн: магадгүй амьдрал нь усан орчинд гарч ирэх, хөгжих нь анхдагч биологийн мембраны гидрофобик шинж чанартай холбоотой байдаг.

Мэдэгдэж байгаа болон үл мэдэгдэх ус. Усны дурсамж

Бромын ус нь усан дахь Br2-ийн ханасан уусмал (3.5 жингийн Br2) юм. Бром ус нь исэлдүүлэгч бодис, аналитик химийн броминжуулагч бодис юм. Коксын түүхий хий устай холбогдоход аммиакийн ус үүсдэг...

Ус нь химийн процессын урвалж ба орчин (усны хэвийн бус шинж чанар)

Орчин үеийн шинжлэх ухаан, технологид усны үүрэг маш их байна. Ус хэрэглэж болох зарим газруудыг энд харуулав. 1. Хөдөө аж ахуйд ургамал услах, мал тэжээхэд 2. Химийн үйлдвэрт хүчил, суурь, органик бодис үйлдвэрлэх. 3...

Амьдрал өгдөг ус

Ус бол дэлхий дээр амьдрах боломжийг тодорхойлдог хамгийн чухал химийн нэгдэл юм. Нэг хүний ​​өдөр тутмын ундны усны хэрэглээ дунджаар 2 литр орчим...

Устөрөгч - ирээдүйн түлш

Жингүйдэл дахин нотлогдсон дараагийн асуудал бол түлшний эсэд үүссэн усыг зайлуулах асуудал байв. Үүнийг арилгахгүй бол электродыг хальсаар бүрхэж, хий нэвтрэхэд хүндрэл учруулна...

Усны мэдээлэл-бүтцийн санах ой

Усны молекул нь туйлдаа эерэг ба сөрөг цэнэг агуулсан жижиг диполь юм. Хүчилтөрөгчийн цөмийн масс ба цэнэгийн хэмжээ устөрөгчийн цөмөөс их байдаг тул электрон үүл нь хүчилтөрөгчийн цөм рүү татагдана...

Усны хатуулгийг комплексометрийн аргаар тодорхойлох

Кальци өргөн тархсан тул түүний давс нь байгалийн усанд бараг үргэлж байдаг. Байгалийн кальцийн давсуудаас зөвхөн гипс нь усанд бага зэрэг уусдаг боловч хэрэв усанд нүүрстөрөгчийн давхар исэл ...

Ууршуулах байгууламжийн тооцоо ба сонголт

Gv нь конденсаторын дулааны балансаас тодорхойлогдоно: Gv=W3(hbk-svtk)/cv(tk-tn), энд hbk нь барометрийн конденсатор дахь уурын энтальпи; tн = 200С - хөргөлтийн усны анхны температур; Cv =4...

Давхар нөлөө бүхий ууршуулах байгууламжийн тооцоо, зураг төсөл

Хөргөлтийн усны урсгалын хурдыг конденсаторын дулааны балансаас тодорхойлно: , энд IБК нь барометрийн конденсатор дахь уурын энтальпи, J кг; tн - хөргөх усны анхны температур, 0С...

Сорбцийн ус цэвэршүүлэх

Үйлдвэрлэлд технологийн процессын шаардлагаас хамааран суурилуулсан. Үйлдвэрлэлд ашигласан ус...

Сорбцийн ус цэвэршүүлэх

Дулаан солилцуур, түүнчлэн дамжуулах хоолойд бактерийн биологийн бохирдол үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд усыг өдөрт 3-4 удаа, үе бүр 40-60 минутын турш хлоржуулж байхыг зөвлөж байна...

Сорбцийн ус цэвэршүүлэх

Усны агааржуулалтын хамгийн түгээмэл төрлүүдийн нэг бол түүнийг зөөлрүүлэх явдал юм. Хатуулаг давсыг арилгах үйлдвэрийн анхны арга бол сод шохой...

Кальцийн сульфат, болор гидрат, усгүй давс

Гайхамшигтай бодис - ус

Ус судлал нь байгалийн ус, тэдгээрийн агаар мандал, литосфертэй харилцан үйлчлэл, түүнчлэн тэдгээрт тохиолддог үзэгдэл, үйл явц (ууршилт, хөлдөх гэх мэт) зэргийг судалдаг шинжлэх ухаан юм. Ус судлалын судалгааны сэдэв нь далай дахь усан мандлын бүх төрлийн ус...

Усны физик, химийн шинж чанарын гажиг

(усны мэдээллийн хэвийн бус өндөр агууламжийн шинж чанар)

Элементүүдийн үелэх системд D.I. Менделеевийн хүчилтөрөгч нь тусдаа дэд бүлгийг бүрдүүлдэг. Үүнд агуулагдах хүчилтөрөгч, хүхэр, селен, теллур нь физик, химийн шинж чанараараа нийтлэг байдаг. Дүрмээр бол дэд бүлгийн гишүүдийн үүсгэсэн ижил төрлийн нэгдлүүдийн шинж чанарын нийтлэг байдлыг ажиглаж болно. Гэсэн хэдий ч ус нь дүрмээс гажсан шинж чанартай байдаг.

Хүчилтөрөгчийн дэд бүлгийн хамгийн хөнгөн нэгдлүүдээс (мөн эдгээр нь гидридүүд) ус нь хамгийн хөнгөн нь юм. Бусад төрлийн химийн нэгдлүүдийн нэгэн адил гидридийн физик шинж чанарыг харгалзах дэд бүлгийн элементүүдийн хүснэгтийн байрлалаар тодорхойлно. Тиймээс дэд бүлгийн элемент хөнгөн байх тусам түүний гидридийн хэлбэлзэл өндөр болно. Тиймээс хүчилтөрөгчийн дэд бүлэгт усны хэлбэлзэл - хүчилтөрөгчийн гидрид хамгийн их байх ёстой. Үүнтэй ижил шинж чанар нь ус нь олон объектод "наалдах", өөрөөр хэлбэл тэдгээрийг норгох чадвараар маш тод илэрдэг.

Энэ үзэгдлийг судлахад усанд амархан нордог бүх бодис (шавар, элс, шил, цаас гэх мэт) хүчилтөрөгчийн атом агуулдаг нь тодорхой болсон. Ус чийгшүүлэх мөн чанарыг тайлбарлахын тулд энэ баримт нь гол зүйл болж хувирав: усны гадаргуугийн давхаргын энергийн тэнцвэргүй молекулууд нь "гадаад" хүчилтөрөгчийн атомуудтай нэмэлт устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадвартай. Гадаргуугийн хурцадмал байдал, чийгшүүлэх чадвараас шалтгаалан ус нь нарийн босоо сувгаар таталцлын зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс илүү өндөрт дээшлэх боломжтой, өөрөөр хэлбэл ус хялгасан шинж чанартай байдаг.

Капилляр нь дэлхий дээр тохиолддог олон байгалийн үйл явцад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний ачаар ус нь гүний усны түвшнээс нэлээд дээгүүр байрлах хөрсний давхаргыг норгож, ургамлын үндэст шим тэжээлийн уусмалыг хүргэдэг. Капилляр нь амьд организм дахь цус, эд эсийн шингэний хөдөлгөөнийг хариуцдаг.

Гэхдээ ус нь түүний шинж чанарын тодорхой онцлог шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, усны хамгийн өндөр шинж чанарууд нь хамгийн бага байх ёстой шинж чанарууд юм: буцалгах ба хөлдөх температур, ууршилт ба хайлах дулаан.

Хүчилтөрөгчийн дэд бүлгийн элементүүдийн гидридийн буцалгах ба хөлдөх цэгийг Зураг дээр графикаар үзүүлэв. 1.7. Гидридийн хамгийн хүнд нь
тэдгээр нь сөрөг байна: 0 ° C-аас дээш бол энэ нэгдэл нь хий юм. Бид хөнгөн гидрид рүү шилжих үед (
,
) буцалгах, хөлдөх температур улам бүр буурч байна. Хэрэв энэ хэв маяг үргэлжилсээр байвал ус -70 хэмд буцалж, -90 хэмд хөлдөх болно гэж таамаглаж болно. Энэ тохиолдолд хуурай газрын нөхцөлд энэ нь хэзээ ч хатуу эсвэл шингэн төлөвт байж чадахгүй. Цорын ганц боломжит төлөв нь хийн (уур) төлөв байх болно. Гэхдээ гидридийн чухал температурын тэдгээрийн молекул жингээс хамаарах хамаарлын график дээр гэнэтийн огцом өсөлт ажиглагдаж байна - усны буцалгах цэг +100 ° C, хөлдөх цэг нь 0 ° C байна. Энэ бол ассоциацийн тод давуу тал юм - оршин тогтнох температурын өргөн хүрээ, манай гаригийн нөхцөлд бүх фазын төлөв байдлыг хэрэгжүүлэх чадвар.

Усны нэгдэл нь түүний ууршилтын маш өндөр дулаанд нөлөөлдөг. 100 хэм хүртэл халаасан усыг ууршуулахын тулд ижил масстай усыг 80 хэм (20-100 хэм хүртэл) халаахаас зургаа дахин их дулаан шаардагдана.

Нарны халаалтаас минут тутамд нэг сая тонн гидросферийн ус ууршдаг. Үүний үр дүнд тус бүр нь 1 тэрбум киловатт хүчин чадалтай 40 мянган цахилгаан станц үйлдвэрлэхтэй тэнцэх асар их хэмжээний дулаан агаар мандалд байнга ялгардаг.

Мөс хайлуулах үед мөсөн талстуудын ассоциатив холбоог арилгахад маш их энерги зарцуулагддаг боловч ус ууршихаас зургаа дахин бага байдаг. Молекулууд
үнэндээ ижил орчинд үлддэг, зөвхөн усны фазын төлөв өөрчлөгддөг.

Мөс хайлуулах тусгай дулаан нь олон бодисоос өндөр байдаг бөгөөд энэ нь 1 г усыг 80 ° C (20-100 ° C) халаахад зарцуулсан дулааны хэмжээтэй тэнцэнэ. Ус хөлдөхөд зохих хэмжээний дулаан хүрээлэн буй орчинд орж, мөс хайлах үед шингэдэг. Тиймээс мөсний масс нь уурын усны массаас ялгаатай нь эерэг температуртай орчинд нэг төрлийн дулаан шингээгч юм.

Усны ууршилтын хувийн дулаан, мөсний хайлалтын хувийн дулааны хэвийн бус өндөр утгыг хүмүүс үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд ашигладаг. Эдгээр физик шинж чанаруудын байгалийн шинж чанарыг мэдэх нь заримдаа зоримог, үр дүнтэй техникийн шийдлүүдийг санал болгодог. Тиймээс усыг олон төрлийн технологийн процесст тохиромжтой, хямд хөргөгч болгон үйлдвэрлэлд өргөн ашигладаг. Ашигласны дараа усыг байгалийн усан сан руу буцааж, шинэхэн хэсгийг нь сольж эсвэл тусгай төхөөрөмж - хөргөлтийн цамхагт хөргөсний дараа үйлдвэрлэлд буцааж илгээж болно. Олон металлургийн үйлдвэрүүдэд хүйтэн ус биш харин буцалж буй усыг хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг. Хөргөх нь ууршилтын дулааныг ашиглах замаар явагддаг - үйл явцын үр ашиг хэд хэдэн удаа нэмэгдэж, том хэмжээний хөргөлтийн цамхаг барих шаардлагагүй болно. Мэдээжийн хэрэг, буцалж буй усан хөргөгчийг 100 хэмээс дээш халсан объектыг хөргөх шаардлагатай тохиолдолд ашигладаг.

Усыг хөргөлтийн бодис болгон өргөнөөр ашиглах нь зөвхөн хүртээмж, хямдхан байдлаар тайлбарлагддаггүй. Жинхэнэ шалтгааныг мөн түүний биеийн онцлогоос хайх ёстой. Ус нь өөр нэг гайхалтай чадвартай болох нь өндөр дулаан багтаамжтай болох нь харагдаж байна. Асар их хэмжээний дулааныг шингээдэг ус нь өөрөө тийм ч их халдаггүй. Усны хувийн дулаан нь элснийхээс тав дахин, төмрийнхээс бараг арав дахин их байдаг. Усны дулааны энергийн их нөөцийг хуримтлуулах чадвар нь жилийн янз бүрийн цаг, өдрийн янз бүрийн цагт дэлхийн гадаргуу дээрх температурын огцом хэлбэлзлийг жигдрүүлэх боломжийг олгодог. Үүний ачаар ус нь манай гаригийн дулааны горимын гол зохицуулагч юм.

Усны дулааны багтаамж нь зөвхөн үнэ цэнээрээ бус хэвийн бус байдаг нь сонирхолтой юм. Хувийн дулаан багтаамж нь өөр өөр температурт өөр өөр байдаг ба хувийн дулаан багтаамж дахь температурын өөрчлөлтийн шинж чанар нь өвөрмөц байдаг: температур 0-ээс 37 ° C-ийн хооронд нэмэгдэх тусам буурч, температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. . Усны хувийн дулааны багтаамжийн хамгийн бага утгыг 36.79 хэмийн температурт илрүүлсэн бөгөөд энэ нь хүний ​​биеийн хэвийн температуртай тохирч байна. Бараг бүх халуун цуст амьд организмын хэвийн температур мөн энэ цэгт ойрхон байдаг.

Энэ температурт микрофазын өөрчлөлтүүд нь шингэн-кристал системд, өөрөөр хэлбэл ус-мөст явагддаг нь тогтоогджээ. Температур нь 0-ээс 100 хэм хүртэл өөрчлөгдөхөд ус дараалан таван удаа ийм өөрчлөлтийг хийдэг болохыг тогтоожээ. Талстуудын урт нь 0.2 ... 0.3 нм-ээс ихгүй микроскопийн урттай тул тэдгээрийг микрофаз гэж нэрлэдэг. Шилжилтийн температурын хязгаар нь 0, 15, 30, 45, 60, 100 ° C байна.

Халуун цуст амьтдын амьдралын температурын хязгаар нь гуравдугаар үе шатны (30...45°C) хязгаарт байна. Бусад төрлийн организмууд температурын бусад мужид дасан зохицсон байдаг. Тухайлбал, загас, шавж, хөрсний нян 2-р үеийн дунд (23...25°С) ойролцоо температурт үрждэг, үрийн хаврын сэрэх үр дүнтэй температур нь эхний үе шат (5. ..10°C).

Температурын өөрчлөлтийн үед усны хувийн дулааны багтаамжийг хамгийн бага хэмжээгээр нэвтрүүлэх үзэгдэл нь өвөрмөц тэгш хэмтэй байдаг нь онцлог шинж юм: сөрөг температурт энэ шинж чанарын хамгийн бага нь бас олддог. Энэ нь -20 хэмд унадаг.

Хэрэв 0 хэмээс доош температурт ус хөлдөөгүй, жишээлбэл, нарийн сарнисан хэвээр байвал -20 хэм орчим дулааны багтаамж нь огцом нэмэгддэг. Америкийн эрдэмтэд 5 микрон орчим диаметртэй усны дуслуудаас үүссэн усан эмульсийн шинж чанарыг судалснаар үүнийг тогтоожээ.

Химийн цэвэр ус нь бусад байгалийн биетүүд болон химийн аналогууд (Менделеевийн үечилсэн системийн 6-р бүлгийн элементүүдийн гидридүүд) болон бусад шингэнээс эрс ялгагдах олон шинж чанартай байдаг. Эдгээр онцгой шинж чанаруудыг усны гажиг гэж нэрлэдэг.

Эрдэмтэд ус, ялангуяа түүний усан уусмалыг судалж үзээд ус нь зөвхөн түүнд хамаарах хэвийн бус шинж чанартай, Эрхэмсэг ноён - Ус нь бидэнд амьдрал, сэтгэн бодох чадварыг өгсөн гэдэгт дахин дахин итгэлтэй байв. Байгаль, янз бүрийн технологи, эцэст нь бидний өдөр тутмын амьдралд байдаг усны ийм танил, байгалийн шинж чанарууд нь өвөрмөц бөгөөд давтагдашгүй байдаг гэж бид сэжиглэдэггүй.

Нягт

Биосферийн хувьд усны маш чухал шинж чанар нь хөлдөх үед эзлэхүүнээ багасгах биш харин нэмэгдүүлэх чадвар юм. нягтралыг багасгах. Үнэн хэрэгтээ аливаа шингэн нь хатуу төлөвт хувирах үед молекулууд хоорондоо ойртож, хэмжээ нь багасч байгаа бодис өөрөө нягт болдог. Тиймээ, асар их ялгаатай шингэнүүдийн хувьд, гэхдээ ус биш. Ус бол энд үл хамаарах зүйл юм. Хөргөх үед ус нь эхлээд бусад шингэн шиг ажилладаг: аажмаар нягт болж, эзэлхүүнийг бууруулдаг. Энэ үзэгдлийг +3.98 хэм хүртэл ажиглаж болно. Дараа нь температурыг 0 хэм хүртэл бууруулснаар бүх ус хөлдөж, эзэлхүүн нь нэмэгддэг. Үүний үр дүнд мөсний хувийн жин уснаас бага болж, мөс хөвдөг. Хэрэв мөс хөвөөгүй, харин живсэн бол бүх усны биетүүд (гол, нуур, тэнгис) ёроолдоо хөлдөж, ууршилт огцом буурч, цэнгэг усны бүх амьтан, ургамал үхэх болно. Дэлхий дээрх амьдрал боломжгүй болно. Ус бол дэлхий дээрх цорын ганц шингэн бөгөөд мөс нь усны эзэлхүүнээс 1/11-ээр их байдаг тул мөс нь живдэггүй.

Гадаргуугийн хурцадмал байдал

Бөөрөнхий ус нь маш уян хатан байдаг тул бороо орж, шүүдэр унадаг. Шүүдэр дуслыг хадгалж, аливаа шалбааг дахь усны гадаргуугийн давхаргыг уян харимхай, харьцангуй бат бөх болгодог энэ гайхалтай хүч юу вэ?

Хэрэв ган зүүг тавганд цутгасан усны гадаргуу дээр болгоомжтой байрлуулбал зүү живдэггүй гэдгийг мэддэг. Гэхдээ металлын хувийн жин нь усныхаас хамаагүй их байдаг. Усны молекулууд нь гадаргуугийн хурцадмал хүчээр холбогддог бөгөөд энэ нь таталцлын хүчийг даван туулж хялгасан судсыг дээш өргөх боломжийг олгодог. Усны энэ өмч байхгүй бол дэлхий дээрх амьдрал бас боломжгүй байх байсан.

Дулааны багтаамж

Дэлхий дээр ямар ч бодис ус шиг их дулааныг шингээж, байгальд гаргадаггүй. Усны дулааны багтаамж нь гангийн дулаан багтаамжаас 10 дахин, мөнгөн уснаас 30 дахин их байдаг. Ус нь дэлхий дээрх дулааныг хадгалдаг.

Тэнгис, далай, хуурай газрын гадаргуугаас жилд 520,000 шоо км ус ууршдаг бөгөөд энэ нь өтгөрөх үед хүйтэн, туйлын бүс нутагт их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.

Хүний биед ус 70-90%-ийг эзэлдэг. биеийн жингээс. Хэрэв ус одоогийнх шиг дулааны багтаамжгүй байсан бол дулаан, хүйтэн цуст организмд бодисын солилцоо боломжгүй байх байсан.

Ус нь хүний ​​биеийн температур болох +37°С-д тохирох нэгэн төрлийн “температурын нүхэнд” хамгийн амархан халж, хамгийн хурдан хөрдөг.

Усны өөр хэд хэдэн хэвийн бус шинж чанарууд байдаг:

Ямар ч шингэн хийг ус шиг шуналтай шингээдэггүй. Гэхдээ тэр бас тэднийг амархан өгдөг. Бороо нь агаар мандлын бүх хорт хийг уусгадаг. Ус бол түүний байгалийн хүчтэй шүүлтүүр бөгөөд агаар мандлыг бүх хортой, хорт хийнээс цэвэршүүлдэг. Усны өөр нэг гайхалтай шинж чанар нь соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед гарч ирдэг. Соронзон эмчилгээнд хамрагдсан ус нь давсны уусах чадвар, химийн урвалын хурдыг өөрчилдөг.

Гэхдээ усны хамгийн гайхалтай шинж чанар бол бараг бүх нийтийн уусгагчийн өмч юм. Хэрэв зарим бодис түүнд уусдаггүй бол энэ нь амьдралын хувьсалд асар их үүрэг гүйцэтгэсэн: магадгүй амьдрал нь усан орчинд гарч ирэх, хөгжих нь анхдагч биологийн мембраны гидрофобик шинж чанартай холбоотой байдаг.

I хэсэг.
УСНЫ ХУДАГИЙН ТӨСӨВ
БҮЛЭГ 1. УСНЫ ТУХАЙ ЗАРИМ МЭДЭЭЛЭЛ

Усны гажиг

Мөсний найрлагад трихидролын молекулууд давамгайлж, усны уурын найрлагад (100 хэмээс дээш температурт) - гидрол молекулууд, дусал-шингэн усанд - гидрол, дигидрол, трихидролын холимог байдаг бөгөөд тэдгээрийн хоорондын харьцаа өөрчлөгддөг. температур.

Усны бүтцийн онцлогоос хамааран дараахь гажигуудыг тодорхойлно.

1) усны хамгийн их нягт нь 4 0С, температур 0 ° C хүртэл буурах эсвэл 100 ° C хүртэл нэмэгдэхэд нягтрал нь буурдаг;

2) хөлдөөх үед усны хэмжээ ойролцоогоор 10% -иар нэмэгдэж, хатуу фаз нь шингэнээс хөнгөн болдог;

3) ус нь өндөр хувийн дулаан багтаамжтай бөгөөд энэ нь температурыг 40 ° C хүртэл өсгөхөд буурч, дараа нь дахин нэмэгддэг;

4) ус нь маш өндөр хувийн дотоод энергитэй (318.8 Ж/кг);

5) ус 0 ° С-т хөлддөг, даралт ихсэх тусам хөлдөх температур буурч, 211.5 МПа даралттай үед хамгийн бага утга (-22 ° C) хүрдэг;

6) ус нь 100 ° C-ийн температурт хамгийн их дулаан (2156 Ж / кг) байдаг;

7) ус нь 20 ° C-д хамгийн их диэлектрик тогтмол байдаг;

8) ус бусад шингэнтэй харьцуулахад гадаргуугийн хурцадмал байдал хамгийн өндөр байдаг.

Ус шүлттэй харьцахдаа хүчил шиг, хүчилтэй харилцан үйлчлэхэд суурь шиг ажилладаг. Идэвхтэй металл ба усны урвалын явцад устөрөгч ялгардаг. Ус нь тодорхой давстай харилцан үйлчлэлцэх замаар солилцооны задрал (гидролиз) процессыг үүсгэдэг.