Aké anomálie vody poznáte? Čo vysvetľuje anomáliu v hustote vody

Najjednoduchšou, najrozšírenejšou a zároveň najzáhadnejšou, úžasnou látkou na svete je voda. Variabilná hustota, vysoká tepelná kapacita a obrovské povrchové napätie vody, jeho schopnosť „pamäť“ a štruktúra sú všetky anomálne vlastnosti takej zdanlivo jednoduchej látky, akou je H20.

Najzaujímavejšie je, že život existuje vďaka anomálnym vlastnostiam vody, ktoré sa dlho nedali vysvetliť z hľadiska fyzikálnych a chemických zákonov. Je to spôsobené tým, že medzi molekulami vody existujú vodíkové väzby. Voda preto v kvapalnom stave nie je len zmesou molekúl, ale komplexnou a dynamicky premenlivou sieťou zhlukov vody. Každý jednotlivý zhluk žije krátko, ale je to správanie sa zhlukov, ktoré ovplyvňuje štruktúru a vlastnosti vody.

Voda má abnormálne teploty tuhnutia a varu v porovnaní s inými binárnymi zlúčeninami vodíka. Ak porovnáme teploty topenia zlúčenín blízkych vode: H2S, H2Te, H2Se, potom môžeme predpokladať, že bod topenia H20 by mal byť medzi 90 a -120 °C. V skutočnosti je to však 0 °C. bod je podobný: pre H2S je to -60,8 °C, pre H2Se -41,5 °C, H2Te -18 °C. Napriek tomu by voda mala vrieť aspoň pri +70 °C a vrie pri +100 °C. na základe toho, že teploty topenia a varu vody sú anomálne vlastnosti, môžeme konštatovať, že v podmienkach našej planéty sú anomálne aj kvapalné a tuhé skupenstvo vody. Malo by to byť normálne len pre plyn a stav.

Už viete, že telesá sa pri zahrievaní rozťahujú a pri ochladzovaní sťahujú. Akokoľvek sa to môže zdať paradoxné, voda sa správa inak. Pri ochladzovaní zo 100°C na -4°C sa voda sťahuje, čím sa zvyšuje jej hustota. Pri teplote +4 ° C má najvyššiu hustotu. Ale s ďalším ochladzovaním na 0 ° C sa začne rozširovať a jeho hustota klesá! Pri 0 ° C (teplota mrazu vody) sa voda mení na pevný agregačný stav. Moment prechodu je sprevádzaný prudkým nárastom objemu (asi o 10%) a zodpovedajúcim poklesom hustoty. Dôkazom tohto javu je, že ľad pláva na hladine vody. Všetky ostatné látky (okrem bizmutu a gália) klesajú v kvapalinách vznikajúcich pri ich tavení. Fenomenálna premenlivá hustota vody umožňuje rybám žiť vo vodných útvaroch, ktoré zamŕzajú: keď teplota klesne pod -4 °C, chladnejšia voda, ktorá je menej hustá, zostáva na povrchu a zamŕza, zatiaľ čo teplota zostáva pod nulou. ľad.

Voda má v kvapalnom stave abnormálne vysokú tepelnú kapacitu. Tepelná kapacita vody je dvojnásobkom tepelnej kapacity pary a tepelná kapacita pary sa rovná tepelnej kapacite... ľadu. Tepelná kapacita je množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty o 1 ° C. Pri zahriatí z 0 ° C na +35 ° C sa jej tepelná kapacita nezvyšuje, ale znižuje. Pri ďalšom zahrievaní z +35 ° C na +100 ° C začína opäť rásť. Telesná teplota živých organizmov sa zhoduje s najnižšími hodnotami tepelnej kapacity vody.

Podchladenie je schopnosť vody ochladiť sa na teplotu pod jej bodom mrazu, pričom zostane kvapalinou. Túto vlastnosť má veľmi čistá voda bez rôznych nečistôt, ktoré by pri zamrznutí mohli slúžiť ako kryštalizačné centrá.

Úplne anomálna je aj závislosť teploty tuhnutia vody od tlaku.

So zvyšujúcim sa tlakom klesá bod mrazu približne o 1 °C na každých 130 atmosfér. V iných látkach naopak so zvyšujúcim sa tlakom bod tuhnutia stúpa.

Voda má vysoké povrchové napätie (iba ortuť má vyššiu hodnotu zmáčavosti - vďaka tomu je možný jav vzlínavosti, to znamená schopnosť kvapaliny meniť hladinu v trubiciach, úzkych kanáloch). ľubovoľného tvaru a porézne telesá.

Voda získava úžasné vlastnosti v nanorúrkach, ktorých priemer sa blíži k 1 10'9 m: jej viskozita sa prudko zvyšuje a voda získava schopnosť nezamrznúť pri teplotách blízkych absolútnej nule. Molekuly vody v nanorúrkach sa pri teplote -23 °C a tlaku 40 000 atmosfér nezávisle usporiadajú do špirálových „rebríkov“ vrátane dvojitých špirál, ktoré veľmi pripomínajú špirálovitú štruktúru DNA,

Povrch vody má záporný elektrický potenciál v dôsledku akumulácie hydroxylových iónov OH - Pozitívne nabité hydróniové ióny H30+ sú priťahované k záporne nabitému povrchu vody a vytvárajú elektrickú dvojitú vrstvu.

Horúca voda mrzne rýchlejšie ako studená – tento paradoxný jav sa nazýva membránový efekt. Dnes veda ešte nedala vysvetlenie,

Pri -120 ° C sa s vodou začínajú diať zvláštne veci: stáva sa viskóznou ako melasa a pri teplotách pod -135 ° C sa mení na „sklenenú“ vodu - pevnú látku, ktorá nemá kryštalickú štruktúru.

7. Anomálie vody

Chemicky čistá voda má množstvo vlastností, ktoré ju výrazne odlišujú od iných prírodných telies a chemických analógov (hydridy prvkov skupiny 6 periodického systému Mendelejeva) a od iných kvapalín. Tieto špeciálne vlastnosti sú známe ako anomálie vody.

Štúdiom vody a najmä jej vodných roztokov sa vedci znovu a znovu presvedčili, že voda má abnormálne – anomálne vlastnosti, ktoré sú vlastné iba jej Veličenstvo – vode, ktorá nám dala Život a schopnosť myslieť. Ani netušíme, že takéto známe a prirodzené vlastnosti vody v prírode, v rôznych technológiách a napokon v našom každodennom živote sú jedinečné a nenapodobiteľné.

Hustota

Pre celú biosféru je mimoriadne dôležitou vlastnosťou vody jej schopnosť pri zamrznutí skôr zväčšovať ako zmenšovať svoj objem, t.j. znížiť hustotu. V skutočnosti, keď sa akákoľvek kvapalina premení na pevný stav, molekuly sú umiestnené bližšie k sebe a samotná látka, ktorá zmenšuje objem, sa stáva hustejšou. Áno, pre akúkoľvek z veľmi odlišných kvapalín, ale nie pre vodu. Voda je tu výnimkou. Pri ochladzovaní sa voda spočiatku správa ako iné kvapaliny: postupne hustne, zmenšuje svoj objem. Tento jav je možné pozorovať až do +3,98°C. Potom s ďalším poklesom teploty na 0°C všetka voda zamrzne a zväčší svoj objem. Výsledkom je, že merná hmotnosť ľadu je menšia ako voda a ľad pláva. Ak by ľad neplával, ale klesol, potom by všetky vodné plochy (rieky, jazerá, moria) zamrzli na dno, výpar by sa prudko znížil a všetky sladkovodné živočíchy a rastliny by zomreli. Život na Zemi by sa stal nemožným. Voda je jediná kvapalina na Zemi, ktorej ľad neklesá kvôli tomu, že jej objem je o 1/11 väčší ako objem vody.

Povrchové napätie

Vďaka tomu, že guľaté guľôčky vody sú veľmi elastické, prší a padá rosa. Čo je to za úžasnú silu, ktorá zachováva kvapky rosy a robí povrchovú vrstvu vody v akejkoľvek kaluži pružnou a relatívne odolnou?

Je známe, že ak sa oceľová ihla opatrne položí na hladinu vody naliatej do tanierika, ihla sa nepotopí. Špecifická hmotnosť kovu je však oveľa väčšia ako hmotnosť vody. Molekuly vody sú viazané silou povrchového napätia, čo im umožňuje stúpať hore kapilárami a prekonávať gravitačnú silu. Bez tejto vlastnosti vody by bol život na Zemi tiež nemožný.

Tepelná kapacita

Žiadna látka na svete neabsorbuje ani neuvoľňuje toľko tepla do okolia ako voda. Tepelná kapacita vody je 10-krát väčšia ako tepelná kapacita ocele a 30-krát väčšia ako tepelná kapacita ortuti. Voda zadržiava teplo na Zemi.

Z povrchu morí, oceánov a pevniny sa ročne vyparí 520 000 kubických kilometrov vody, ktorá pri kondenzácii uvoľňuje množstvo tepla do chladných a polárnych oblastí.

Voda v ľudskom tele tvorí 70-90%. z telesnej hmotnosti. Ak by voda nemala takú tepelnú kapacitu ako teraz, metabolizmus v teplokrvných a studenokrvných organizmoch by bol nemožný.

Voda sa najľahšie ohrieva a najrýchlejšie ochladzuje v akejsi „teplotnej jame“ zodpovedajúcej +37°C, teplote ľudského tela.

Voda má niekoľko ďalších anomálnych vlastností:

Žiadna kvapalina neabsorbuje plyny tak nenásytne ako voda. Ale tiež ich ľahko rozdáva. Dážď rozpúšťa všetky jedovaté plyny v atmosfére. Voda je jej silným prírodným filtrom, ktorý čistí atmosféru od všetkých škodlivých a jedovatých plynov. Ďalšia úžasná vlastnosť vody sa objaví, keď je vystavená magnetickému poľu. Voda podrobená magnetickému spracovaniu mení rozpustnosť solí a rýchlosť chemických reakcií.

Ale najúžasnejšia vlastnosť vody je vlastnosť takmer univerzálneho rozpúšťadla. A ak sa v ňom niektoré látky nerozpustia, zohralo to obrovskú úlohu aj v evolúcii života: život s najväčšou pravdepodobnosťou vďačí za svoj vzhľad a vývoj vo vodnom prostredí hydrofóbnym vlastnostiam primárnych biologických membrán.

Voda známa aj neznáma. Pamäť vody

Brómová voda je nasýtený roztok Br2 vo vode (3,5 % hmotn. Br2). Brómová voda je oxidačné činidlo, bromačné činidlo v analytickej chémii. Amoniakálna voda vzniká pri kontakte surového koksárenského plynu s vodou...

Voda ako činidlo a ako médium pre chemický proces (anomálne vlastnosti vody)

Úloha vody v modernej vede a technike je veľmi veľká. Tu sú len niektoré z oblastí, kde je možné vodu využiť. 1. V poľnohospodárstve na napájanie rastlín a kŕmenie zvierat 2. V chemickom priemysle na výrobu kyselín, zásad, organických látok. 3...

Voda, ktorá dáva život

Voda je najdôležitejšou chemickou zlúčeninou, ktorá určuje možnosť života na Zemi. Denná spotreba pitnej vody človeka je v priemere asi 2 litre...

Vodík – palivo budúcnosti

Ďalším problémom, pri ktorom sa znovu objavil stav beztiaže, bol problém odvádzania vody vytvorenej v palivovom článku. Ak sa neodstráni, zakryje elektródu filmom a sťaží prístup plynu...

Informačno-štrukturálna pamäť vody

Molekula vody je malý dipól obsahujúci kladné a záporné náboje na svojich póloch. Keďže hmotnosť a náboj jadra kyslíka sú väčšie ako jadrá vodíka, elektrónový oblak je ťahaný smerom k jadru kyslíka...

Stanovenie tvrdosti vody komplexometrickou metódou

Vzhľadom na rozšírený výskyt vápnika sa jeho soli takmer vždy nachádzajú v prírodnej vode. Z prírodných vápenatých solí je vo vode trochu rozpustná iba sadra, ak však voda obsahuje oxid uhličitý...

Výpočet a výber odparovacieho zariadenia

Gv sa určí z tepelnej bilancie kondenzátora: Gv=W3(hbk-svtk)/cv(tk-tn), kde hbk je entalpia pár v barometrickom kondenzátore; tн = 200С - počiatočná teplota chladiacej vody; Cv = 4...

Výpočet a návrh dvojčinného odparovacieho zariadenia

Prietok chladiacej vody GB sa určí z tepelnej bilancie kondenzátora: kde IBK je entalpia pár v barometrickom kondenzátore, J kg; tн - počiatočná teplota chladiacej vody, 0С...

Sorpčné čistenie vody

Vo výrobe sa inštaluje v závislosti od požiadaviek technologického procesu. Voda použitá pri výrobe...

Sorpčné čistenie vody

Aby sa zabránilo vzniku bakteriálneho biologického znečistenia vo výmenníkoch tepla, ako aj v potrubiach, odporúča sa pravidelne používať chlórovanie vody 3-4 krát denne, každé obdobie trvajúce 40-60 minút...

Sorpčné čistenie vody

Jedným z najbežnejších typov úpravy vody je jej zmäkčovanie. Prvou priemyselnou metódou na odstraňovanie solí s tvrdosťou bolo sodnovápenaté...

Síran vápenatý, kryštálový hydrát a bezvodá soľ

Úžasná látka - voda

Hydrológia je veda, ktorá študuje prírodné vody, ich interakciu s atmosférou a litosférou, ako aj javy a procesy, ktoré sa v nich vyskytujú (vyparovanie, zamŕzanie atď.). Predmetom štúdia hydrológie sú všetky typy hydrosférických vôd v oceánoch...

Anomálie fyzikálnych a chemických vlastností vody

(charakteristické abnormálne vysokým informačným obsahom vody)

V periodickej tabuľke prvkov D.I. Mendelejevov kyslík tvorí samostatnú podskupinu. Kyslík, síra, selén a telúr, ktoré obsahuje, majú veľa spoločného vo svojich fyzikálnych a chemických vlastnostiach. Spoločné vlastnosti možno vysledovať spravidla pre zlúčeniny rovnakého typu, ktoré tvoria členovia podskupiny. Voda sa však vyznačuje odchýlkou ​​od pravidiel.

Z najľahších zlúčenín podskupiny kyslíka (a to sú hydridy) je najľahšia voda. Fyzikálne charakteristiky hydridov, podobne ako iných typov chemických zlúčenín, sú určené pozíciou v tabuľke prvkov zodpovedajúcej podskupiny. Čím je teda prvok podskupiny ľahší, tým vyššia je prchavosť jeho hydridu. Preto by v podskupine kyslíka mala byť prchavosť vody – hydridu kyslíka – najvyššia. Táto istá vlastnosť sa veľmi jasne prejavuje v schopnosti vody „prilepiť“ sa k mnohým predmetom, to znamená, že ich zmáča.

Pri skúmaní tohto javu sa zistilo, že všetky látky, ktoré ľahko zmáča voda (hlina, piesok, sklo, papier atď.), určite obsahujú atómy kyslíka. Pre vysvetlenie podstaty zvlhčovania sa tento fakt ukázal ako kľúčový: energeticky nevyvážené molekuly povrchovej vrstvy vody sú schopné vytvárať ďalšie vodíkové väzby s „cudzími“ atómami kyslíka. V dôsledku povrchového napätia a zmáčacej schopnosti môže voda stúpať v úzkych vertikálnych kanáloch do výšky väčšej, než akú umožňuje gravitácia, to znamená, že voda má vlastnosť vzlínavosti.

Kapilarita hrá dôležitú úlohu v mnohých prírodných procesoch prebiehajúcich na Zemi. Vďaka tomu voda zmáča pôdnu vrstvu, ktorá leží výrazne nad hladinou podzemnej vody, a dodáva živné roztoky ku koreňom rastlín. Kapilarita je zodpovedná za pohyb krvi a tkanivových tekutín v živých organizmoch.

Ale voda sa vyznačuje určitými vlastnosťami svojich vlastností. Napríklad najvyššie vlastnosti vody sú práve tie vlastnosti, ktoré by mali byť najnižšie: teplota varu a mrazu, teplo vyparovania a topenia.

Teploty varu a tuhnutia hydridov prvkov kyslíkovej podskupiny sú graficky znázornené na obr. 1.7. Najťažší z hydridov
sú negatívne: nad 0°C je táto zlúčenina plynná. Keď prejdeme k ľahším hydridom (
,
) teploty varu a mrazu čoraz viac klesajú. Ak by tento vzor pokračoval, dalo by sa očakávať, že voda by mala vrieť pri -70 °C a zamrznúť pri -90 °C. V tomto prípade by za pozemských podmienok nikdy nemohol existovať ani v pevnom, ani v kvapalnom stave. Jediný možný stav by bol plynný (parný) stav. Ale na grafe závislosti kritických teplôt pre hydridy v závislosti od ich molekulovej hmotnosti je nečakane prudký nárast - bod varu vody je +100°C, bod tuhnutia je 0°C. To je jasná výhoda asociatívnosti – široký teplotný rozsah existencie, schopnosť realizovať všetky fázové stavy v podmienkach našej planéty.

Asociativita vody ovplyvňuje aj veľmi vysoké špecifické teplo jej vyparovania. Na odparenie vody už zohriatej na 100 °C je potrebné šesťkrát viac tepla ako na zohriatie rovnakého množstva vody o 80 °C (z 20 na 100 °C).

Každú minútu sa v hydrosfére solárnym ohrevom odparí milión ton vody. Výsledkom je, že do atmosféry sa neustále uvoľňuje obrovské množstvo tepla, ekvivalentné tomu, ktoré by vyprodukovalo 40 tisíc elektrární s kapacitou 1 miliarda kilowattov každej.

Keď sa ľad topí, veľa energie sa vynakladá na prekonanie asociatívnych väzieb ľadových kryštálov, hoci šesťkrát menej ako pri odparovaní vody. Molekuly
vlastne zostávajú v rovnakom prostredí, mení sa len fázový stav vody.

Špecifické teplo topenia ľadu je vyššie ako u mnohých látok; zodpovedá množstvu tepla spotrebovaného pri zahriatí 1 g vody o 80 °C (z 20 na 100 °C). Pri zamrznutí vody sa do prostredia dostane zodpovedajúce množstvo tepla a pri topení ľadu sa absorbuje. Ľadové masy sú preto na rozdiel od masy parnej vody akýmsi absorbérom tepla v prostredí s kladnými teplotami.

Abnormálne vysoké hodnoty merného tepla vyparovania vody a merného tepla topenia ľadu využívajú ľudia v priemyselných činnostiach. Znalosť prirodzených vlastností týchto fyzikálnych charakteristík niekedy naznačuje odvážne a efektívne technické riešenia. Voda je teda široko používaná vo výrobe ako pohodlné a cenovo dostupné chladivo v širokej škále technologických procesov. Po použití môže byť voda vrátená do prírodného rezervoára a nahradená čerstvou porciou, alebo môže byť po ochladení v špeciálnych zariadeniach - chladiacich vežiach odoslaná späť do výroby. V mnohých hutníckych závodoch sa ako chladivo používa skôr vriaca než studená voda. K ochladzovaniu dochádza využitím výparného tepla – účinnosť procesu sa niekoľkonásobne zvyšuje a nie je potrebné stavať objemné chladiace veže. Samozrejme, vriaci vodný chladič sa používa tam, kde je potrebné chladiť predmety zohriate nad 100°C.

Široké používanie vody ako chladiacej kvapaliny sa vysvetľuje nielen a nie tak jej dostupnosťou a lacnosťou. Skutočný dôvod treba hľadať aj v jeho fyzických vlastnostiach. Ukazuje sa, že voda má ďalšiu pozoruhodnú schopnosť - vysokú tepelnú kapacitu. Voda, ktorá absorbuje obrovské množstvo tepla, sa výrazne nezohrieva. Špecifické teplo vody je päťkrát vyššie ako u piesku a takmer desaťkrát vyššie ako u železa. Schopnosť vody akumulovať veľké zásoby tepelnej energie umožňuje vyhladiť prudké teplotné výkyvy na zemskom povrchu v rôznych obdobiach roka a v rôznych denných dobách. Vďaka tomu je voda hlavným regulátorom tepelného režimu našej planéty.

Zaujímavosťou je, že tepelná kapacita vody je anomálna nielen svojou hodnotou. Špecifická tepelná kapacita je pri rôznych teplotách rôzna a povaha teplotnej zmeny mernej tepelnej kapacity je jedinečná: klesá so zvyšujúcou sa teplotou v rozsahu od 0 do 37 °C a s ďalším zvyšovaním teploty sa zvyšuje. . Minimálna hodnota mernej tepelnej kapacity vody bola zistená pri teplote 36,79 °C, čo zodpovedá normálnej teplote ľudského tela. Normálna teplota takmer všetkých teplokrvných živých organizmov je tiež blízko tohto bodu.

Ukázalo sa, že pri tejto teplote prebiehajú mikrofázové premeny aj v systéme „tekuté kryštály“, teda „voda-ľad“. Zistilo sa, že keď sa teplota zmení z 0 na 100 °C, voda postupne podstúpi päť takýchto premien. Nazývali sa mikrofáza, pretože dĺžka kryštálov je mikroskopická, nie viac ako 0,2...0,3 nm. Teplotné limity prechodov sú 0, 15, 30, 45, 60 a 100 °C.

Teplotný rozsah života teplokrvných živočíchov je v hraniciach tretej fázy (30...45°C). Iné druhy organizmov sa prispôsobili iným teplotným rozsahom. Napríklad ryby, hmyz, pôdne baktérie sa rozmnožujú pri teplotách blízkych polovici druhej fázy (23...25°C), efektívna teplota jarného prebúdzania semien je v polovici prvej fázy (5. ..10°C).

Je charakteristické, že fenomén prechodu špecifickej tepelnej kapacity vody minimom počas zmeny teploty má zvláštnu symetriu: pri negatívnych teplotách sa tiež nachádza minimum tejto charakteristiky. Klesá pri -20°C.

Ak voda pod 0°C zostane nezmrazená, napríklad jemne rozptýlená, potom okolo -20°C jej tepelná kapacita prudko vzrastie. Americkí vedci to dokázali štúdiom vlastností vodných emulzií tvorených kvapôčkami vody s priemerom asi 5 mikrónov.

Chemicky čistá voda má množstvo vlastností, ktoré ju výrazne odlišujú od iných prírodných telies a chemických analógov (hydridy prvkov skupiny 6 periodického systému Mendelejeva) a od iných kvapalín. Tieto špeciálne vlastnosti sú známe ako anomálie vody.

Štúdiom vody a najmä jej vodných roztokov sa vedci znovu a znovu presvedčili, že voda má abnormálne – anomálne vlastnosti, ktoré sú vlastné iba jej Veličenstvo – vode, ktorá nám dala Život a schopnosť myslieť. Ani netušíme, že takéto známe a prirodzené vlastnosti vody v prírode, v rôznych technológiách a napokon v našom každodennom živote sú jedinečné a nenapodobiteľné.

Hustota

Pre celú biosféru je mimoriadne dôležitou vlastnosťou vody jej schopnosť pri zamrznutí skôr zväčšovať ako zmenšovať svoj objem, t.j. znížiť hustotu. V skutočnosti, keď sa akákoľvek kvapalina premení na pevný stav, molekuly sú umiestnené bližšie k sebe a samotná látka, ktorá zmenšuje objem, sa stáva hustejšou. Áno, pre akúkoľvek z veľmi odlišných kvapalín, ale nie pre vodu. Voda je tu výnimkou. Pri ochladzovaní sa voda spočiatku správa ako iné kvapaliny: postupne hustne, zmenšuje svoj objem. Tento jav je možné pozorovať až do +3,98°C. Potom s ďalším poklesom teploty na 0°C všetka voda zamrzne a zväčší svoj objem. Výsledkom je, že merná hmotnosť ľadu je menšia ako voda a ľad pláva. Ak by ľad neplával, ale klesol, potom by všetky vodné plochy (rieky, jazerá, moria) zamrzli na dno, výpar by sa prudko znížil a všetky sladkovodné živočíchy a rastliny by zomreli. Život na Zemi by sa stal nemožným. Voda je jediná kvapalina na Zemi, ktorej ľad neklesá kvôli tomu, že jej objem je o 1/11 väčší ako objem vody.

Povrchové napätie

Vďaka tomu, že guľaté guľôčky vody sú veľmi elastické, prší a padá rosa. Čo je to za úžasnú silu, ktorá zachováva kvapky rosy a robí povrchovú vrstvu vody v akejkoľvek kaluži pružnou a relatívne odolnou?

Je známe, že ak sa oceľová ihla opatrne položí na hladinu vody naliatej do tanierika, ihla sa nepotopí. Špecifická hmotnosť kovu je však oveľa väčšia ako hmotnosť vody. Molekuly vody sú viazané silou povrchového napätia, čo im umožňuje stúpať hore kapilárami a prekonávať gravitačnú silu. Bez tejto vlastnosti vody by bol život na Zemi tiež nemožný.

Tepelná kapacita

Žiadna látka na svete neabsorbuje ani neuvoľňuje toľko tepla do okolia ako voda. Tepelná kapacita vody je 10-krát väčšia ako tepelná kapacita ocele a 30-krát väčšia ako tepelná kapacita ortuti. Voda zadržiava teplo na Zemi.

Z povrchu morí, oceánov a pevniny sa ročne vyparí 520 000 kubických kilometrov vody, ktorá pri kondenzácii uvoľňuje množstvo tepla do chladných a polárnych oblastí.

Voda v ľudskom tele tvorí 70-90%. z telesnej hmotnosti. Ak by voda nemala takú tepelnú kapacitu ako teraz, metabolizmus v teplokrvných a studenokrvných organizmoch by bol nemožný.

Voda sa najľahšie ohrieva a najrýchlejšie ochladzuje v akejsi „teplotnej jame“ zodpovedajúcej +37°C, teplote ľudského tela.

Voda má niekoľko ďalších anomálnych vlastností:

Žiadna kvapalina neabsorbuje plyny tak nenásytne ako voda. Ale tiež ich ľahko rozdáva. Dážď rozpúšťa všetky jedovaté plyny v atmosfére. Voda je jej silným prírodným filtrom, ktorý čistí atmosféru od všetkých škodlivých a jedovatých plynov. Ďalšia úžasná vlastnosť vody sa objaví, keď je vystavená magnetickému poľu. Voda podrobená magnetickému spracovaniu mení rozpustnosť solí a rýchlosť chemických reakcií.

Ale najúžasnejšia vlastnosť vody je vlastnosť takmer univerzálneho rozpúšťadla. A ak sa v ňom niektoré látky nerozpustia, zohralo to obrovskú úlohu aj v evolúcii života: život s najväčšou pravdepodobnosťou vďačí za svoj vzhľad a vývoj vo vodnom prostredí hydrofóbnym vlastnostiam primárnych biologických membrán.

Oddiel I.
NÁVRH STUDNÍ NA VODU
Kapitola 1. NIEKOĽKO INFORMÁCIÍ O VODE

Anomálie vody

V zložení ľadu dominujú molekuly trihydrolu, v zložení vodnej pary (pri teplotách nad 100°C) molekuly hydrolu a v kvapôčkovo-kvapalnej vode - zmes hydrolu, dihydrolu a trihydrolu, pomery medzi ktorými sa menia s teplota.

Nasledujúce anomálie sú určené zvláštnosťami štruktúry vody:

1) voda má najväčšiu hustotu pri 4 °C, s poklesom teploty na 0 °C alebo zvýšením na 100 °C jej hustota klesá;

2) objem vody počas zmrazovania sa zväčší približne o 10 %, zatiaľ čo tuhá fáza sa stáva ľahšou ako kvapalina;

3) voda má vysokú mernú tepelnú kapacitu, ktorá klesá so zvyšujúcou sa teplotou na 40 °C a potom sa opäť zvyšuje;

4) voda má veľmi vysokú špecifickú vnútornú energiu (318,8 J/kg);

5) voda zamŕza pri 0 °C, so zvyšujúcim sa tlakom bod tuhnutia klesá a minimálnu hodnotu (-22 °C) dosahuje pri tlaku 211,5 MPa;

6) voda má najväčšie špecifické množstvo tepla (2156 J/kg) pri teplote 100 °C;

7) voda má najvyššiu dielektrickú konštantu pri 20 °C;

8) voda má najvyššie povrchové napätie v porovnaní s inými kvapalinami.

Pri interakcii s alkáliami sa voda správa ako kyselina a pri interakcii s kyselinami ako zásada. Pri reakcii aktívnych kovov a vody sa uvoľňuje vodík. Voda spôsobuje proces výmenného rozkladu (hydrolýza) interakciou s určitými soľami.