I bo'lim.
SUV UCHUN QUDUQLARNI LOYIHALASHTIRISH
1-bob. SUV HAQIDA BAYIR MA'LUMOT

Suv anomaliyalari

Muzning tarkibida trigidrol molekulalari, suv bug'i tarkibida (100°S dan yuqori haroratda) gidrol molekulalari, tomchi-suyuq suvda esa gidrol, digidrol va trihidrol aralashmasi ustunlik qiladi, ular orasidagi nisbatlar o'zgaradi. harorat.

Quyidagi anomaliyalar suv tuzilishining o'ziga xos xususiyatlari bilan belgilanadi:

1) suvning eng katta zichligi 4 ° C da, haroratning 0 ° C gacha pasayishi yoki 100 ° C gacha ko'tarilishi bilan uning zichligi pasayadi;

2) muzlash paytida suv hajmi taxminan 10% ga oshadi, qattiq faza suyuqlikdan engilroq bo'ladi;

3) suvning o'ziga xos issiqlik sig'imi yuqori bo'lib, u harorat 40 ° C gacha ko'tarilganda kamayadi va keyin yana ortadi;

4) suvning solishtirma ichki energiyasi juda yuqori (318,8 J/kg);

5) suv 0 ° C da muzlaydi, bosimning oshishi bilan muzlash nuqtasi pasayadi va 211,5 MPa bosimda minimal qiymatiga (-22 ° C) etadi;

6) suv 100 ° S haroratda eng katta issiqlik miqdori (2156 J / kg) ga ega;

7) suv 20 ° C da eng yuqori dielektrik o'tkazuvchanlikka ega;

8) suv boshqa suyuqliklarga nisbatan eng yuqori sirt tarangligiga ega.

Ishqorlar bilan ta'sirlashganda suv o'zini kislota kabi, kislotalar bilan o'zaro ta'sirlashganda esa asos kabi harakat qiladi. Aktiv metallar va suvning reaksiyasi jarayonida vodorod ajralib chiqadi. Suv ma'lum tuzlar bilan o'zaro ta'sir qilish orqali almashinuvning parchalanishi (gidroliz) jarayonini keltirib chiqaradi.

7. Suv anomaliyalari

Kimyoviy toza suv bir qator xususiyatlarga ega bo'lib, uni boshqa tabiiy jismlardan va kimyoviy analoglardan (Mendeleyev davriy tizimining 6-guruh elementlari gidridlari) va boshqa suyuqliklardan keskin farq qiladi. Ushbu maxsus xususiyatlar suv anomaliyalari deb nomlanadi.

Suvni va, ayniqsa, uning suvli eritmalarini o'rganar ekan, olimlar suvning g'ayritabiiy - anomal xususiyatlarga ega ekanligiga qayta-qayta ishonch hosil qilishdi, Janobi Oliylari - Suv bizga hayot va fikrlash qobiliyatini berdi. Tabiatda, turli texnologiyalarda va nihoyat kundalik hayotimizda suvning bunday tanish va tabiiy xossalari o'ziga xos va betakror ekanligiga biz hatto shubha qilmaymiz.

Zichlik

Butun biosfera uchun suvning o'ta muhim xususiyati muzlaganda uning hajmini kamaytirish emas, balki ko'paytirish qobiliyatidir, ya'ni. zichlikni kamaytirish. Darhaqiqat, har qanday suyuqlik qattiq holatga aylanganda, molekulalar bir-biriga yaqinroq joylashadi va moddaning o'zi hajmi kamayib, zichroq bo'ladi. Ha, har xil suyuqliklar uchun, lekin suv emas. Bu erda suv istisno. Sovutganda, suv dastlab boshqa suyuqliklar kabi harakat qiladi: asta-sekin zichroq bo'lib, uning hajmini kamaytiradi. Ushbu hodisani +3,98 ° S gacha kuzatish mumkin. Keyin, haroratning 0 ° C ga yanada pasayishi bilan barcha suv muzlaydi va hajmda kengayadi. Natijada, muzning solishtirma og'irligi suvdan kamroq bo'ladi va muz suzadi. Agar muz suzmay, cho'kib ketgan bo'lsa, unda barcha suv havzalari (daryolar, ko'llar, dengizlar) tubiga qadar muzlaydi, bug'lanish keskin kamayadi va barcha chuchuk suv hayvonlari va o'simliklari nobud bo'ladi. Erdagi hayot imkonsiz bo'lib qoladi. Suv Yerdagi yagona suyuqlik bo'lib, uning hajmi suv hajmidan 1/11 ga katta bo'lganligi sababli muzlari cho'kmaydi.

Yuzaki taranglik

Dumaloq suv sharlari juda elastik bo'lganligi sababli, yomg'ir yog'adi va shudring tushadi. Shudring tomchilarini saqlaydigan va har qanday ko'lmakdagi suvning sirt qatlamini elastik va nisbatan bardoshli qiladigan bu ajoyib kuch nima?

Ma'lumki, likopchaga quyilgan suv yuzasiga po'lat igna ehtiyotkorlik bilan qo'yilsa, igna cho'kmaydi. Ammo metallning solishtirma og'irligi suvnikidan ancha katta. Suv molekulalari sirt taranglik kuchi bilan bog'lanadi, bu ularga tortishish kuchini engib, kapillyarlarni ko'tarishga imkon beradi. Suvning bu xususiyatisiz Yerdagi hayot ham imkonsiz bo'lar edi.

Issiqlik quvvati

Dunyoda hech bir modda suv kabi atrof-muhitga issiqlikni yutmaydi yoki chiqarmaydi. Suvning issiqlik sig'imi po'latning issiqlik sig'imidan 10 marta va simobdan 30 barobar ko'pdir. Suv Yerda issiqlikni saqlaydi.

Dengizlar, okeanlar va quruqlik yuzasidan yiliga 520 ming kub kilometr suv bug'lanadi, ular kondensatsiyalanganda sovuq va qutbli mintaqalarga juda ko'p issiqlik beradi.

Inson tanasidagi suv 70-90% ni tashkil qiladi. tana vaznidan. Agar suv hozirgidek issiqlik sig'imi bo'lmaganida, issiq va sovuq qonli organizmlarda metabolizm imkonsiz bo'lar edi.

Suv +37 ° C ga to'g'ri keladigan "harorat chuqurida" eng oson qiziydi va eng tez soviydi. inson tanasi.

Suvning yana bir qancha anomal xususiyatlari mavjud:

Hech qanday suyuqlik gazlarni suv kabi ochko'zlik bilan yutmaydi. Lekin u ham ularni osonlik bilan beradi. Yomg'ir atmosferaning barcha zaharli gazlarini eritib yuboradi. Suv uning kuchli tabiiy filtri bo'lib, atmosferani barcha zararli va zaharli gazlardan tozalaydi. Suvning yana bir ajoyib xususiyati magnit maydon ta'sirida paydo bo'ladi. Magnit bilan ishlov berilgan suv tuzlarning eruvchanligini va kimyoviy reaktsiyalar tezligini o'zgartiradi.

Ammo suvning eng hayratlanarli xususiyati deyarli universal erituvchining xususiyatidir. Va agar ba'zi moddalar unda erimasa, bu hayot uchun evolyutsiyada ham katta rol o'ynadi: hayot, ehtimol, suv muhitida paydo bo'lishi va rivojlanishi birlamchi biologik membranalarning hidrofobik xususiyatlariga qarzdordir.

Suv ma'lum va noma'lum. Suv xotirasi

Bromli suv - Br2 ning suvdagi to'yingan eritmasi (og'irligi bo'yicha 3,5% Br2). Bromli suv oksidlovchi, analitik kimyoda bromlashtiruvchi vositadir. Ammiakli suv xom koks gazi suv bilan aloqa qilganda hosil bo'ladi ...

Suv kimyoviy jarayon uchun reagent va vosita sifatida (suvning anomal xususiyatlari)

Zamonaviy ilm-fan va texnikada suvning roli juda katta. Bu erda suvdan foydalanish mumkin bo'lgan ba'zi joylar mavjud. 1. Qishloq xo'jaligida o'simliklarni sug'orish va hayvonlarni boqish uchun 2. Kimyo sanoatida kislotalar, asoslar, organik moddalar olish uchun. 3...

Hayot beradigan suv

Suv Yerda hayotning mavjudligini belgilovchi eng muhim kimyoviy birikma hisoblanadi. Bir kishining kunlik ichimlik suvi iste'moli o'rtacha 2 litrni tashkil etadi...

Vodorod - kelajak yoqilg'isi

Vaznsizlik qayta tiklangan navbatdagi muammo yonilg'i xujayrasida hosil bo'lgan suvni to'kish muammosi edi. Agar u olib tashlanmasa, u elektrodni plyonka bilan qoplaydi va unga gaz kirishini qiyinlashtiradi...

Suvning axborot-struktura xotirasi

Suv molekulasi - bu qutblarida musbat va manfiy zaryadlarni o'z ichiga olgan kichik dipol. Kislorod yadrosining massasi va zaryadi vodorod yadrolarinikidan kattaroq bo'lgani uchun elektron buluti kislorod yadrosi tomon tortiladi...

Suvning qattiqligini kompleksometrik usul yordamida aniqlash

Kaltsiyning keng tarqalganligi tufayli uning tuzlari deyarli har doim tabiiy suvda mavjud. Tabiiy kaltsiy tuzlaridan faqat gips suvda biroz eriydi, ammo agar suvda karbonat angidrid bo'lsa ...

Bug'lanish uskunasini hisoblash va tanlash

Gv kondensatorning issiqlik balansidan aniqlanadi: Gv=W3(hbk-svtk)/cv(tk-tn), bunda hbk barometrik kondensatordagi bug'ning entalpiyasi; tn = 200S - boshlang'ich harorat sovutish suvi; Cv =4...

Ikki ta'sirli bug'lanish qurilmasini hisoblash va loyihalash

Sovutish suvi oqimining tezligi GV kondensatorning issiqlik balansidan aniqlanadi: , bu erda IBK - barometrik kondensatordagi bug'ning entalpiyasi, J?kg; tn - sovutish suvining boshlang'ich harorati, 0S...

Sorbtiv suvni tozalash

Ishlab chiqarishda texnologik jarayonning talablariga qarab o'rnatiladi. Ishlab chiqarishda ishlatiladigan suv...

Sorbtiv suvni tozalash

Issiqlik almashtirgichlarda, shuningdek, quvurlarda bakterial biologik ifloslanishning rivojlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun suvni vaqti-vaqti bilan kuniga 3-4 marta, har bir davr 40-60 daqiqa davom etadigan xlorlashdan foydalanish tavsiya etiladi...

Sorbtiv suvni tozalash

Suvni tozalashning eng keng tarqalgan turlaridan biri uni yumshatishdir. Qattiqlik tuzlarini olib tashlashning birinchi sanoat usuli soda-ohak edi ...

Kaltsiy sulfat, kristallgidrat va suvsiz tuz

Ajoyib modda - suv

Gidrologiya - tabiiy suvlarni, ularning atmosfera va litosfera bilan o'zaro ta'sirini, shuningdek ularda sodir bo'ladigan hodisa va jarayonlarni (bug'lanish, muzlash va boshqalar) o'rganadigan fan. Gidrologiya fanining predmeti - okeanlardagi barcha turdagi gidrosfera suvlari...

Suv. Suvning anomal xossalari va ularning sabablari

Suv universal erituvchi bo'lgani uchun suvning xususiyatlarini ko'rib chiqaylik. Yerdagi eng keng tarqalgan modda suvdir. Yer shari yuzasining deyarli 3/4 qismi suv bilan qoplangan. Bu tirik organizmlarda kimyoviy jarayonlar sodir bo'ladigan muhit va o'zi biokimyoviy jarayonlarda ishtirok etadi.

Suv barcha hayotiy jarayonlarning asosiy katalizatoridir. Bizning tanamiz 65-75% suvdan iborat. Kundalik talab Insonning suv darajasi 2 dan 6 litrgacha va unga bog'liqlik oziq-ovqatga qaraganda ancha kuchli. Ko'pgina oziq-ovqatlar (sabzavot, meva, sut, go'sht) 95-65% suvdan iborat. Insoniyat o'z ehtiyojlari uchun tabiiy suvdan keng foydalanadi. Suvning asosiy qismi Jahon okeanidan keladi. Foydalanish uchun mavjud chuchuk suv zaxiralari gidrosfera hajmining 0,15% ni tashkil qiladi.

Jismoniy xususiyatlar. Bu rangsiz va hidsiz suyuqlikdir. Keling, fizik-kimyoviy xususiyatlarning xususiyatlarini ko'rib chiqaylik ( anomaliyalar) suv.

1. Suv erituvchi sifatida g'ayritabiiy darajada yuqori qutbga ega.

m = 1,84·10 -29 Sm (H 2 S uchun - m = 0,93·10 -29 Sm).

2. Suvning anomal darajada yuqori issiqlik sig'imi c = 75,3 J/mol K, spirt 1,5 marta ko'p, shuning uchun kechasi va yozdan qishga o'tishda u sekin soviydi, teskari o'tishda esa sekin qiziydi, t. .O. yer shari haroratini tartibga solish. Suvdan tashqari har qanday moddani 0 dan 37 o C gacha qizdirganda issiqlik sig'imi ortadi, suvniki esa kamayadi, keyin esa ortadi. Aynan 37 o C da tana haroratini ushlab turish uchun tana kamroq energiya sarflaydi.

3. Anormal yuqori harorat Tmelt = 0 o C va harorat Tbp = 100 o C analoglar bilan solishtirganda.

4. 0 o C da suv muzlaydi. Muzning zichligi suvnikidan kamroq. Shu bilan birga muzning hajmi 9% ga oshadi.Boshqa moddalar uchun u kamayadi.

5. Qattiq holatdan suyuqlikka o'tishda suvning zichligi kamaymaydi, aksincha ortadi. Suv 0 dan 4 o C gacha qizdirilganda uning zichligi ham ortadi. Suvning zichligi 4 o C - r = 0,998 g / sm 3 da maksimal qiymatga etadi.

Anomaliyalar suv molekulasining tuzilishi va ular orasidagi vodorod aloqasining shakllanishi bilan bog'liq.

Suv molekulasi burchakli tuzilishga ega. Suv molekulasidagi kislorod atomi sp 3 gibridlanish holatidadir. Shu sababli, bog'lanish burchagi tetraedralga yaqin (109 o 28").

Vodorod aloqasining shakllanishi molekulalarning birlashishiga olib keladi. Har bir kislorod atomi ikkita vodorod aloqasini hosil qilishda ishtirok etadi. Kristallanish jarayonida molekulalar qatlamlarni hosil qiladi, ularning har biri bu qatlamdagi uchta molekula va qo'shni molekulalardan biriga bog'langan. Bu bo'shliqlarning shakllanishiga olib keladi.

Muz erishi bilan vodorod aloqalarining faqat bir qismi buziladi va suv hajmi kamayadi. 0 o C da suv muz tuzilishi qoldiqlarini o'z ichiga oladi. 0 dan 4 o C gacha, muzning yo'q qilinishi tufayli suvning zichligi ortadi.

Suvning yuqori issiqlik sig'imi vodorod aloqalarini uzish uchun sarflangan issiqlik bilan izohlanadi.

Kimyoviy xossalari. H 2 O molekulasi issiqlikka chidamli. 1000 o C dan yuqori haroratlarda u termal dissotsiatsiyaga uchraydi, ᴛ.ᴇ. parchalanish

H 2 O ↔ 2 H 2 + O 2

Bu jarayon issiqlikning yutilishi bilan sodir bo'ladi.

Suv juda reaktiv moddadir. Ko'pgina metallar va metall bo'lmaganlar oksidlari H 2 O bilan birikib, hosil bo'ladi:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Faol metallar suv bilan reaksiyaga kirishib, H 2 ni chiqaradi.

Suv kimyoviy faol bo'lmagan moddalar bilan birikmalar hosil qiladi (ksenon gidrat - Xe 6 H 2 O). Xe H 2 O strukturasida molekulalararo bo'shliqni to'ldiradi, deb ataladigan birikmalar hosil qiladi klatratlar .

"Suv - bu hayot" - biz bu iborani bolaligimizdan bilamiz, lekin biz doimo o'zimizni o'rab turgan narsaga har doim ham ahamiyat bermaymiz, biz ularsiz qila olmaymiz.

"SUV" nima ekanligini bilasizmi?

"Suv, sizning ta'mingiz, rangingiz, hidingiz yo'q, sizni tasvirlab bo'lmaydi, ular sizning kimligingizni bilmasdan, sizdan zavqlanishadi."

Antuan de Sent-Ekzyuperi.

Birinchidan, bu savol unchalik oddiy emasligini tushunishingiz uchun tarixdan bir nechta misollar keltiraman!

Xronikalarga ko'ra, 1472 yilda abbot Charlz Xastings ma'lum bir hurmatli ayolga kasallik qo'zg'atganligi uchun yolg'on ayblov asosida qo'lga olingan va so'roq qilingan. Qamalgan abbatga har kuni faqat bir bo‘lak quruq non va bir chelak chirigan, badbo‘y suv berishardi. 40 kundan so'ng, qamoqxona nazoratchisi bu vaqt ichida rohib Charlz nafaqat yo'qotmaganini, balki sog'lig'i va kuchga ega bo'lganini payqadi, bu faqat inkvizitorlarni abbatning yovuz ruhlar bilan aloqasi borligiga ishontirdi. Keyinchalik, og'ir qiynoqlar ostida, Karl Xastings, unga olib kelingan chirigan suv ustida, unga yuborilgan sinovlar uchun Rabbiyga rahmat aytib, ibodat o'qiganini tan oldi. Shundan so'ng suv ta'mi yumshoq, yangi va shaffof bo'lib qoldi.

Tarixda fikr ta'sirida suvning tuzilishini o'zgartirish holatlari ma'lum. Misol uchun, 1881 yil qishda Lara kemasi Liverpuldan San-Frantsiskoga uchayotgan edi. Sayohatning uchinchi kuni kemada olov boshlandi. Kemani tark etganlar orasida kapitan Nil Keri ham bor edi. Qiyinchilikda bo'lganlar har soatda kuchayib borayotgan tashnalik azobini boshdan kechira boshladilar. Keyin, dengiz bo'ylab og'riqli kezib, qirg'oqqa eson-omon yetib borganlarida, kapitan, haqiqatga juda ehtiyotkorlik bilan munosabatda bo'lgan odam, ularni nima qutqarganini quyidagi so'zlar bilan tasvirlab berdi: “Biz chuchuk suvni orzu qilgan edik. Biz qayiq atrofidagi suv ko'k dengizdan yashil rangga aylanganini tasavvur qila boshladik. Men kuchimni yig'ib, uni to'pladim. Men sinab ko'rganimda, u yumshoq edi ».

Biokimyoviy nuqtai nazardan suv haqida qisqacha

Suv Yerdagi eng ko'p tarqalgan moddadir. Uning miqdori 1018 tonnaga etadi va u yer yuzasining taxminan beshdan to'rt qismini egallaydi. Suv Yer yuzasining 70% ni egallaydi. Xuddi shu miqdor (70%) inson tanasida. Embrion deyarli butunlay (95%) suvdan iborat bo'lsa, yangi tug'ilgan chaqaloqning tanasida bu 75% ni tashkil qiladi. Faqat keksalikda inson organizmidagi suv miqdori 60% ni tashkil qiladi.Bu tabiiy sharoitda suyuq, qattiq (muz) va gaz (suv bug'i) hollarida mavjud bo'lgan yagona kimyoviy birikma. Suv sanoat va kundalik hayotda muhim rol o'ynaydi; hayotni saqlab qolish uchun mutlaqo zarurdir. Erdagi 1018 tonna suvning atigi 3 foizi chuchuk suv bo'lib, ulardan 80 foizi foydalanishga yaroqsiz, chunki u muzlik qutb qoplarini hosil qiladi. Toza suv odamlarga gidrologik tsiklda yoki tabiatdagi suv aylanishida ishtirok etish natijasida mavjud. Har yili taxminan 500 000 km 3 suv bug'lanishi va yomg'ir yoki qor shaklida yog'ishi natijasida suv aylanishiga kiradi. Nazariy jihatdan, foydalanish mumkin bo'lgan chuchuk suvning maksimal miqdori yiliga taxminan 40 000 km 3 ni tashkil qiladi. Gap yer yuzasidan dengiz va okeanlarga oqib tushadigan suv haqida bormoqda.

Suvning xususiyatlari o'ziga xosdir. Shaffof suyuqlik, hidsiz, ta'msiz va rangsiz (molekulyar og'irligi - 18,0160, zichligi - 1 g/sm3; deyarli barcha metallarni oksidlash va qattiq jinslarni yo'q qilishga qodir noyob erituvchi). Suvni suv molekulalarining zich qadoqlanishi bilan bog'liq suyuqlik sifatida tasavvur qilishga urinishlar, masalan, har qanday idishning sharlari, oddiy faktik ma'lumotlarga mos kelmadi. Bunday holda, suvning o'ziga xos zichligi 1 g / sm3 bo'lmasligi kerak, lekin 1,8 g / sm3 dan ortiq bo'lishi kerak.

Sferik suv tomchilari eng kichik (optimal) hajm yuzasiga ega. Sirt tarangligi 72,75 din/sm. Suvning solishtirma issiqlik sig'imi ko'pgina moddalarnikidan yuqori. Suv ko'p miqdorda issiqlikni yutadi, lekin ozgina isitiladi.

Suv molekulasining maxsus tuzilishi foydasiga ikkinchi muhim dalil shundaki, boshqa suyuqliklardan farqli o'laroq, suv - bu allaqachon ma'lum edi - uning dipol tuzilishini tashkil etadigan kuchli elektr momentiga ega. Shuning uchun kislorod atomiga nisbatan ikkita vodorod atomining simmetrik tuzilishida suv molekulasining juda kuchli elektr momenti mavjudligini tasavvur qilishning iloji yo'q edi, unga kiritilgan barcha atomlarni to'g'ri chiziqqa joylashtirdi, ya'ni. N-O-N.

Tirik organizmdagi suvning tuzilishi ko'p jihatdan muzning kristall panjarasining tuzilishiga o'xshaydi. Va muzning tuzilishini uzoq vaqt saqlaydigan erigan suvning o'ziga xos xususiyatlarini hozir aynan shu narsa tushuntiradi. Erigan suv turli moddalar bilan oddiy suvga qaraganda osonroq reaksiyaga kirishadi va tana tuzilishini qayta qurish uchun qo'shimcha energiya sarflashi shart emas.

Suyuq holatda qo'shni suv molekulalarining aloqalari beqaror va tez o'tadigan tuzilmalarni hosil qiladi. Muzlaganda, har bir muz molekulasi boshqa to'rtta molekula bilan qattiq bog'langan.

Biologiya fanlari doktori S.V.Zenin barqaror uzoq umr ko'radigan suv klasterlarini topdi. Ma'lum bo'lishicha, suv muntazam hajmli tuzilmalar ierarxiyasidir. Ular 57 ta molekuladan tashkil topgan kristall shakllanishlarga asoslangan. Va bu 912 ta suv molekulasidan iborat heksahedrlar shaklida yuqori tartibli tuzilmalarning paydo bo'lishiga olib keladi. Klasterlarning xossalari yer yuzasiga chiqadigan kislorod va vodorodning nisbatiga bog'liq. Konfiguratsiya har qanday tashqi ta'sir va iflosliklarga ta'sir qiladi. Klaster elementlarining yuzlari orasida Coulomb jozibador kuchlari harakat qiladi. Bu suvning tuzilgan holatini maxsus ma'lumot matritsasi shaklida ko'rib chiqishga imkon beradi.

Suvning hal etilmagan xossalari

Suv har doim inson ongi uchun katta sir bo'lib kelgan. Suvning xususiyatlari va harakatlarida ko'p narsa bizning ongimiz uchun tushunarsiz bo'lib qolmoqda. Oqayotgan yoki oqayotgan suv oqimini tomosha qilib, odam o'zining asabiy va ruhiy stressini engillashtirishi mumkin. Bunga nima sabab bo'ladi? Ma'lumki, suvda bunday ta'sir ko'rsatadigan moddalar mavjud emas. Olimlarning ta'kidlashicha, suv har qanday ma'lumotni qabul qilish va uzatish qobiliyatiga ega, uni butun holda saqlaydi. O'tmish, hozirgi va kelajak suvda eriydi. Suvning bu xususiyatlari sehr va shifoda keng qo'llanilgan va keng tarqalgan. Hali ham "suvga shivirlaydigan" va shu bilan kasalliklarni davolaydigan an'anaviy tabiblar va tabiblar mavjud. Oqayotgan suv doimo Kosmos energiyasini oladi va uni sof shaklda Yer yaqinidagi kosmosga chiqaradi, u erda oqim oqimi yaqinida joylashgan barcha tirik organizmlar tomonidan so'riladi, chunki oqayotgan suvdan hosil bo'lgan biofild doimiy ravishda o'sib boradi. chiqarilgan energiya tufayli. Suv oqimi qanchalik tez harakat qilsa, bu maydon kuchliroq bo'ladi. Ushbu kuch ta'sirida tirik organizmlarning energiya qobig'i tekislanadi, oddiy odamlarga ko'rinmaydigan tana qobig'idagi (aura) "buzilishlar" yopiladi va tana tuzalib ketadi.

Suvning anomal xossalari

Suvning birinchi anomal xossasi qaynash va muzlash nuqtasi anomaliyasi: Agar suv - kislorod gidridi - H 2 O oddiy monomolekulyar birikma bo'lsa, masalan, elementlarning davriy jadvalining oltinchi guruhidagi analoglari D.I. Mendeleev oltingugurt gidridi H 2 S, selen gidridi H 2 Se, tellur gidridi H 2 Te, keyin suyuq holatda suv minus 90 o C dan minus 70 o S gacha bo'lgan oraliqda bo'lar edi. Suvning bunday xususiyatlari bilan Yerda hayot mavjud bo'lmaydi.

Suvning "g'ayritabiiy" erishi va qaynash harorati suvdagi yagona anomaliyalardan uzoqdir. Butun biosfera uchun bu juda muhim Suvning o'ziga xos xususiyati muzlaganda uning hajmini kamaytirish emas, balki oshirish qobiliyatidir, ya'ni. zichlikni kamaytirish. Bu suvning ikkinchi anomaliyasi deb ataladi zichlik anomaliyasi. Suvning bu o'ziga xos xususiyatini birinchi marta G. Galiley payqagan. Har qanday suyuqlik (galliy va vismutdan tashqari) qattiq holatga aylanganda, molekulalar bir-biriga yaqinroq joylashadi va moddaning o'zi hajmi kamayib, zichroq bo'ladi. Har qanday suyuqlik, lekin suv emas. Bu erda suv ham istisno. Sovutganda, suv dastlab boshqa suyuqliklar kabi harakat qiladi: asta-sekin zichroq bo'lib, uning hajmini kamaytiradi. Ushbu hodisani +4 ° C gacha (aniqrog'i + 3,98 ° S gacha) kuzatish mumkin. Aynan +3,98 ° S haroratda suv eng yuqori zichlikka va eng kichik hajmga ega. Suvni keyingi sovutish asta-sekin kamayishiga emas, balki hajmning oshishiga olib keladi. Ushbu jarayonning silliqligi to'satdan to'xtatiladi va 0 ° C da deyarli 10% ga o'sish hajmining keskin sakrashi kuzatiladi! Bu vaqtda suv muzga aylanadi. Sovutish va muz hosil bo'lish paytida suvning o'ziga xos harakati tabiat va hayotda juda muhim rol o'ynaydi. Suvning ana shu xususiyati yer yuzidagi barcha suv havzalarini - daryolar, ko'llar, dengizlarni qishda to'liq muzlashdan himoya qiladi va shu bilan odamlarning hayotini saqlab qoladi.

Chuchuk suvdan farqli o'laroq, dengiz suvi sovutilganda o'zini boshqacha tutadi. 0 ° C da emas, balki minus 1,8-2,1 ° S da muzlaydi - unda erigan tuzlarning konsentratsiyasiga qarab. Maksimal zichlik + 4 ° C da emas, balki -3,5 ° C da. Shunday qilib, u eng katta zichlikka erishmasdan muzga aylanadi. Agar chuchuk suv havzalarida vertikal aralashtirish suvning butun massasi +4 ° C gacha sovutilganda to'xtasa, u holda dengiz suvi vertikal aylanish hatto 0 ° C dan past haroratlarda ham sodir bo'ladi. Yuqori va pastki qatlamlar orasidagi almashinuv jarayoni uzluksiz sodir bo'lib, hayvon va o'simlik organizmlarining rivojlanishi uchun qulay sharoit yaratadi.

Suvning barcha termodinamik xususiyatlari boshqa moddalardan sezilarli yoki keskin farq qiladi.

Ulardan eng muhimi Maxsus issiqlik anomaliyasi. Suvning g'ayritabiiy darajada yuqori issiqlik sig'imi dengiz va okeanlarni sayyoramizning gigant harorat regulyatoriga aylantiradi, buning natijasida qishda va yozda, kechayu kunduzda keskin harorat o'zgarishlari bo'lmaydi. Dengizlar va okeanlar yaqinida joylashgan qit'alar yumshoq iqlimga ega, bu erda yilning turli vaqtlarida harorat o'zgarishi ahamiyatsiz.

Bug'lanish jarayonida so'rilgan katta miqdordagi issiqlikni o'z ichiga olgan kuchli atmosfera oqimlari, ulkan okean oqimlari sayyoramizda ob-havoni yaratishda alohida rol o'ynaydi.

Issiqlik sig'imi anomaliyasi quyidagicha:
Har qanday modda qizdirilganda uning issiqlik sig'imi doimo ortadi. Ha, har qanday modda, lekin suv emas. Suv bundan mustasno, hatto bu erda ham u o'ziga xos bo'lish imkoniyatini qo'ldan boy bermaydi: harorat oshishi bilan suvning issiqlik sig'imi o'zgarishi anomaldir; 0 dan 37 ° C gacha pasayadi va faqat 37 dan 100 ° S gacha issiqlik sig'imi har doim ortadi. 37 ° C ga yaqin haroratlarda suvning issiqlik sig'imi minimaldir. Bu haroratlar inson tanasining harorat diapazoni, bizning hayotimiz maydoni. 35-41 ° S harorat oralig'idagi suv fizikasi (inson organizmida mumkin bo'lgan, normal sodir bo'ladigan fiziologik jarayonlar chegaralari) kristalli va quyma suv massalari teng bo'lganda suvning noyob holatiga erishish ehtimolini bildiradi. bir-biriga va bir strukturaning boshqasiga aylanish qobiliyati maksimaldir. Suvning bu ajoyib xususiyati inson organizmidagi qaytar va qaytarilmas biokimyoviy reaktsiyalarning teng ehtimolini aniqlaydi va ularni "oson nazorat qilish" ni ta'minlaydi.

Suvning har qanday moddani eritish uchun ajoyib qobiliyati hammaga ma'lum. Va bu erda suv suyuqlik uchun g'ayrioddiy anomaliyalarni ko'rsatadi va birinchi navbatda suvning dielektrik doimiyligining anomaliyalari . Buning sababi shundaki, uning dielektrik o'tkazuvchanligi (yoki dielektrik o'tkazuvchanligi) juda yuqori va 81 ni tashkil qiladi, boshqa suyuqliklar uchun esa 10 dan oshmaydi. Kulon qonuniga muvofiq, suvdagi ikkita zaryadlangan zarrachalar orasidagi o'zaro ta'sir kuchi shunday bo'ladi. 81 marta kam bo'lsin, masalan, havoda, bu xususiyat birlikka teng. Bunda molekula ichidagi bog’lanish kuchi 81 marta kamayadi va issiqlik harakati ta’sirida molekulalar dissosiatsiyalanib, ionlar hosil qiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, suv boshqa moddalarni eritishning ajoyib qobiliyati tufayli hech qachon mukammal toza bo'lmaydi.

Yana bir ajoyib suv anomaliyasini eslatib o'tish kerak - juda yuqori sirt tarangligi. Barcha ma'lum suyuqliklardan faqat simob yuqori sirt tarangligiga ega. Bu xususiyat suvning har doim sirtini kamaytirishga intilishida namoyon bo'ladi. Kvant mexanik sabablarga ko'ra yuzaga kelgan suvning tashqi (yuza) qatlamining kompensatsiyalanmagan molekulalararo kuchlari tashqi elastik plyonka hosil qiladi. Film tufayli suvdan og'irroq bo'lgan ko'plab narsalar suvga botirilmaydi. Agar, masalan, po'lat igna suv yuzasiga ehtiyotkorlik bilan qo'yilsa, igna cho'kmaydi. Ammo po'latning solishtirma og'irligi suvning solishtirma og'irligidan deyarli sakkiz baravar katta. Bir tomchi suv shaklini hamma biladi. Yuqori sirt tarangligi erkin tushganda suvning sharsimon shaklga ega bo'lishiga imkon beradi.

Sirt tarangligi va namlanish suv va suvli eritmalarning kapillyarlik deb ataladigan maxsus xususiyatlari uchun asosdir. Kapillyarlik o'simlik va hayvonot dunyosining hayoti, tabiiy minerallar strukturalarining shakllanishi va erning unumdorligi uchun katta ahamiyatga ega. Inson sochidan ko'p marta tor bo'lgan kanallarda suv ajoyib xususiyatlarga ega bo'ladi. U yopishqoqroq bo'lib, 1,5 marta qalinlashadi va minus 80-70 ° S da muzlaydi.

Kapillyar suvning superanomaliyasining sababi molekulalararo o'zaro ta'sirlar bo'lib, ularning sirlari hali ham ochilmagan.

Olimlar va mutaxassislar deb atalmish narsani bilishadi g'ovak suv . U yupqa plyonka shaklida er qobig'ining tog 'jinslari va minerallari va boshqa tirik va jonsiz tabiat ob'ektlarining teshiklari va mikro bo'shliqlari yuzasini qoplaydi. Boshqa jismlar yuzasi bilan molekulalararo kuchlar bilan bog'langan bu suv kapillyar suv kabi maxsus tuzilishga ega.

Shunday qilib, suvning anomal va o'ziga xos xususiyatlari uning tirik va jonsiz tabiat bilan turli xil o'zaro ta'sirida asosiy rol o'ynaydi. Suv xususiyatlarining barcha g'ayrioddiy xususiyatlari barcha tirik mavjudotlar uchun shunchalik "muvaffaqiyatli" bo'lib, ular suvni Yerda hayot mavjudligi uchun ajralmas asosga aylantiradi.

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning

Talabalar, aspirantlar, bilimlar bazasidan o‘z o‘qishlarida va ishlarida foydalanayotgan yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘lishadi.

E'lon qilingan http://www.allbest.ru//

E'lon qilingan http://www.allbest.ru//

Kirish

Suv hayotimizda eng keng tarqalgan va keng tarqalgan moddadir. Biroq, ilmiy nuqtai nazardan, bu eng noodatiy, eng sirli suyuqlikdir. Ehtimol, u bilan faqat suyuq geliy raqobatlasha oladi. Ammo suyuq geliyning g'ayrioddiy xususiyatlari (masalan, o'ta suyuqlik) juda past haroratlarda (mutlaq nolga yaqin) paydo bo'ladi va o'ziga xos kvant qonunlari bilan belgilanadi. Shuning uchun suyuq geliy ekzotik moddadir. Bizning fikrimizdagi suv barcha suyuqliklarning prototipidir va biz uni eng g'ayrioddiy deb atasak, bu yanada hayratlanarli. Lekin nima suvni g'ayrioddiy qiladi? Haqiqat shundaki, uning anomal bo'lmagan biron bir xossasini nomlash qiyin, ya'ni uning xatti-harakati (harorat, bosim va boshqa omillarning o'zgarishiga qarab) boshqa suyuqliklarning aksariyat qisminikidan sezilarli darajada farq qiladi. bu xatti-harakat shunga o'xshash va eng umumiy jismoniy tamoyillardan tushuntirilishi mumkin. Bunday oddiy, oddiy suyuqliklarga, masalan, erigan metallar, suyultirilgan asil gazlar (geliydan tashqari), organik suyuqliklar (ularning aralashmasi bo'lgan benzin yoki spirtlar) kiradi.Ko'pgina kimyoviy reaktsiyalarda suv muhim ahamiyatga ega, Xususan, biokimyoviy. Alkimyogarlarning qadimgi pozitsiyasi - "tanalar erimaguncha hech qanday ta'sir ko'rsatmaydi" - asosan to'g'ri. Odamlar va hayvonlar o'z tanalarida birlamchi (balog'atga etmagan) suvni sintez qilishlari va uni oziq-ovqat mahsulotlari va to'qimalarning yonishi paytida hosil qilishlari mumkin. Masalan, tuyada dumg‘azadagi yog‘ oksidlanish natijasida 40 litr suv ishlab chiqarishi mumkin. Suv va hayot o‘rtasidagi bog‘liqlik shu qadar buyukki, u hatto V.I.Vernadskiyga “hayotni maxsus kolloid suv tizimi... tabiiy suvlarning alohida shohligi sifatida ko‘rib chiqishga” imkon berdi. Suv tanish va g'ayrioddiy moddadir. Mashhur sovet olimi akademik I.V.Petryanov suv haqidagi oʻzining ilmiy-ommabop kitobini “Dunyodagi eng gʻayrioddiy modda” deb atadi. Va biologiya fanlari doktori B.F. Sergeev o'zining "Qiziqarli fiziologiya" kitobini suv haqidagi "Sayyoramizni yaratgan modda" bo'limidan boshladi. Olimlar to'g'ri: Yerda biz uchun oddiy suvdan muhimroq modda yo'q va shu bilan birga, uning xossalari kabi ko'plab qarama-qarshilik va anomaliyalarga ega bo'lgan bir xil turdagi boshqa modda yo'q.

Zichlik anomaliyasi

Zichlik anomaliyasi, ya'ni muzning zichligi suyuq suvnikidan kamroq va maksimal zichligi 4 C atrofida suvning ichki tuzilishi bilan izohlanadi. Muz erishi bilan uning muntazam tuzilishi buziladi va komplekslarning bir qismi buziladi. Suvda muzning kristall panjarasiga o'xshash tuzilishga ega bo'lgan joylar bilan bir qatorda, bitta molekulalar paydo bo'ladi. Muntazam tuzilishning buzilishi zichlikning oshishi va hajmning pasayishi bilan birga keladi, chunki bitta suv molekulalari muzga o'xshash tuzilishga ega bo'lgan joylarda qolgan bo'shliqlarni to'ldiradi. Harorat ko'tarilgach, ikkita omilning ta'siri o'zini namoyon qiladi: termal kengayish va muzning muntazam tuzilishini buzish. Hajmining biroz ortishi bilan birga bo'lgan issiqlik kengayish molekulalarning joylashishi tartibining pasayishi bilan bog'liq. 4 C da bu ikki omil mutlaq qiymatda bir xil, ammo harakat yo'nalishi bo'yicha qarama-qarshidir. Haroratning yanada oshishi bilan ikkinchi omilning ta'siri kamayadi, termal kengayish ta'siri yanada aniqroq bo'ladi va suvning zichligi pasayadi.

Suv zichligi anomaliyasi mavjud katta ta'sir sayyoramizning iqlimi, shuningdek, hayvonlar va o'simliklar hayoti haqida. Daryolar, ko'llar va dengizlarning suvi 4 dan pastroq soviganida, u engilroq bo'ladi va tubiga cho'kmaydi, balki muzlab qoladigan sirtda qoladi. Bu haroratda hayot mumkin. Agar muzning zichligi suv zichligidan kattaroq bo'lsa, muz hosil bo'lishi bilan u tubiga cho'kib ketadi va okeanlar butunlay muzlaydi, chunki issiq vaqtlarda quyoshdan olingan issiqlik ularni eritish uchun etarli bo'lmaydi.

Suv zichligidagi anomaliya muzlagan suv havzalarida yashovchi tirik mavjudotlar hayoti uchun katta ahamiyatga ega. 4 C dan past haroratlarda suvning sirt qatlamlari pastga tushmaydi, chunki ular sovutilganda engilroq bo'ladi. Shuning uchun suvning yuqori qatlamlari qattiqlashishi mumkin, suv omborlari chuqurligida esa harorat 4 ° C darajasida qoladi. Bunday sharoitda hayot davom etadi.

Binobarin, ular zichlik anomaliyasini dihidrol suvining eng yuqori zichligi bilan tushuntirishga harakat qiladilar.

Suv zichligidagi anomaliya nima bilan izohlanadi?

Suv zichligidagi anomaliyaning tushuntirishlaridan biri shundaki, u o'ziga xos hajmi bo'lgan turli guruhlarni [H2O, (H2O) 2, (H2O) 3] tashkil etuvchi molekulalarining birlashishi tendentsiyasi bilan bog'liq.

har xil haroratlarda har xil bo'ladi va bu guruhlarning kontsentratsiyasi har xil, shuning uchun ularning umumiy solishtirma hajmi boshqacha.

Ulardan birinchisi, harakat natijasida kelib chiqadigan zichlik anomaliyalari pastki groove orqali issiqlik oqimini yaratmaydi. Yuqori chegarada zichlik ko'rsatilgan va qirg'oqda (x 0) gorizontal issiqlik oqimining normal komponenti nolga teng deb hisoblanadi. Tezliklar va va qirg'oqdagi oqimlar va yopishmaslik sharoitlari tufayli yo'qolishi kerak. Gidrostatik yaqinlashish esa, dinamikani shunchalik soddalashtiradiki, sirpanmaslik sharti va; yakunlab bo‘lmaydi.

Uchlamchi va ikkilamchi spirtlar yuqori haroratda bugʻ zichligi anomaliyasi bilan tavsiflanadi (B. ga koʻra aniqlash uchlamchi spirtlar (Cj2 gacha) suvga parchalanishi tufayli naftalinning qaynash nuqtasida molekulyar ogʻirlikning faqat yarmini beradi (218e). va alkilenlar, ikkilamchi spirtlar (C9 gacha) bir xil anomaliyani ko'rsatadi, lekin.

Ishning ijobiy belgisi suv zichligidagi anomaliya bilan bog'liq bo'lishi kerak.

Agar Greb ta'kidlaganidek, Sent-Kler Devilning ishi, bir tomondan, bug 'zichligida kuzatilgan anomaliyalarni tushuntirishga hissa qo'shgan bo'lsa va shu bilan bilvosita bo'lsa-da, Avogadro nazariyasini tasdiqlagan bo'lsa, boshqa tomondan,

Boshqa tomondan, bu ishlar kimyoviy yaqinlikni o'rganish uchun rag'bat bo'lib xizmat qildi, chunki ular ma'lum reaktsiyalarning tabiatini yoritishga yordam berdi.

Suv uchun (64) tenglama 4 haroratgacha to'g'ri natijalar beradi, chunki u zichlik anomaliyasiga ega ekanligi ma'lum. 4 da suvning zichligi eng katta, 4 dan pastda esa murakkab zichlik taqsimoti kuzatiladi, bu tenglama bilan hisobga olinmaydi.

(8.3.56) ga ko'ra, X parametri (L / LH) 2 nisbati va tengsizlik (8.3.19 a) o'lchovidir, oddiygina bosim natijasida hosil bo'lgan zichlik anomaliyalari kichik shkalada aralashtirilganligini anglatadi. L.

Asosiy tabaqalanish mavjud bo'lganda, siljish shamol kuchlanishining musbat rotori va ichki mintaqada bog'liq vertikal harakat butun mintaqa bo'ylab ijobiy zichlik anomaliyasini hosil qiladi, unga sirtdagi issiqlik ortishi tufayli zichlik anomaliyasi qo'shiladi.

Agar ko'pburchaklar ichidagi bog'lanishlar ko'pburchaklar orasidagi bog'lanishlarga qaraganda ancha kuchli bo'lsa, u holda eritmada faqat bular tartibsiz bo'ladi, shuning uchun ko'p yuzli birliklar eritmada mavjud bo'ladi. Suyuq Al-Fe qotishmalarida ba'zi zichlik anomaliyalari bu gipotezani qo'llab-quvvatlaydi.

Bunday asosiy holatning barqarorligi muammosining formulasi atmosferadagi zonal oqim holati uchun beriladi. Okean ishi muammoni shakllantirishda har jihatdan atmosfera uchun muammoning alohida holati sifatida ko'rib chiqilishi mumkin va oddiy zichlikdagi standart profil ps (z) ni doimiy zichlik qiymatiga almashtirish va atmosferani almashtirish orqali olinadi. minus belgisi bilan olingan okean zichligi anomaliyasida potentsial harorat anomaliyasi.

Bosimning oshishi suvning maksimal zichligini pastroq haroratga o'tkazadi. Shunday qilib, 50 atmda maksimal zichlik 0 S atrofida kuzatiladi. 2000 atm dan yuqori, suv zichligi anomaliyasi yo'qoladi.

Shunday qilib, keng harorat oralig'ida vodorod va kislorodning eng energiya barqaror birikmasi suvdir. U Yerda okeanlar, dengizlar, muz, bugʻ va tuman hosil qiladi katta miqdorda atmosferada topilgan, tosh qatlamlarida suv kapillyar va kristall gidrat shaklida ifodalangan. Bunday keng tarqalganlik va g'ayrioddiy xususiyatlar (suv va muzning zichligidagi anomaliya, molekulalarning qutbliligi, elektrolitik dissotsilanish qobiliyati, gidratlar, eritmalarning hosil bo'lishi va boshqalar).

suvni faol kimyoviy vositaga aylantiring, unga nisbatan odatda ko'plab boshqa birikmalarning xususiyatlari hisobga olinadi.

Suyuqliklar qizdirilganda sezilarli darajada kengayadi. Ba'zi moddalar (masalan, suv) izobarik kengayish koeffitsienti qiymatlarida xarakterli anomaliyaga ega. Yuqori bosimlarda maksimal zichlik (minimal o'ziga xos hajm) pastroq haroratlar tomon siljiydi va 23 MPa dan yuqori bosimlarda suvdagi zichlik anomaliyasi yo'qoladi.

Bu baho quvonarli, chunki Ba qiymati kuzatilgan termoklin chuqurligi bilan yaxshi mos keladi, u o'rta kengliklarda 800 m dan tropik va qutb zonalarida 200 m gacha o'zgarib turadi. 50 chuqurlik okean chuqurligidan sezilarli darajada kamroq bo'lgani uchun, termoklinni chegara qatlami sifatida ko'rib chiqish oqilona ko'rinadi; shunga ko'ra, pastki chegarada chegara shartini o'rnatishda, BO dan katta chuqurlikdagi harorat asimptotik tarzda qandaydir gorizontal bir hil taqsimlanishga intiladi, deb taxmin qilishimiz mumkin. z shkalasi allaqachon D ga teng bo'lganligi sababli, koordinatani sirtga ko'chirish va okean yuzasidan z ni o'lchash qulay. Shunday qilib, z - - da zichlik anomaliyasi yemirilishi va hali noma'lum asimptotik qiymatga moyil bo'lishi kerak, xuddi Ekman qatlamining pastki chegarasida yaratilgan vertikal tezlikni apriori aniqlab bo'lmaydi.

Doimiy UEni yerdagi sharoitlardan aniqlash kerak. Gidrostatik qatlamda vertikal harakat (La S / E) natijasida hosil bo'lgan katta zichlik gradientlari tufayli y kattaligi bo'yicha vj dan ancha katta. Shu bilan birga, v f x O uchun sirpanmaslik shartini qondirishi kerak. Vn nolga teng va shuning uchun o'zi. Agar ichki mintaqada zichlikning vertikal aralashuvi vertikal harakat ta'sirini muvozanatlashini, gidrostatik qatlamda esa vertikal harakat natijasida hosil bo'lgan zichlik anomaliyasini faqat gorizontal aralashtirish ta'sirida muvozanatlashini eslasak, bu qiyinchilik hal qilinadi. Shunday qilib, ichki hudud va gidrostatik qatlam o'rtasida oraliq mintaqa bo'lishi kerak, bunda vertikal va gorizontal diffuziya bir xil darajada muhimdir. (8.3.20) ko'rsatilganidek, bu hudud Lff gorizontal shkalasiga ega, shuning uchun bu masshtab bilan hisoblangan A birlikka teng.

Ma'lumki, suv nol haroratdan qizdirilganda qisqaradi va eng kichik hajmiga va shunga mos ravishda eng yuqori zichligiga 4 C haroratda erishadi. Texas universiteti tadqiqotchilari nafaqat o'zaro ta'sirni hisobga oladigan tushuntirishni taklif qilishdi. yaqin atrofdagi suv molekulalarining, balki uzoqroq bo'lganlarning ham. Muzning barcha 10 ta ma'lum shakllarida va suvda yaqin atrofdagi molekulalarning o'zaro ta'siri xuddi shu tarzda sodir bo'ladi. Uzoqroq molekulalarning o'zaro ta'sirida vaziyat boshqacha. Suyuq fazada, zichlikda anomaliya mavjud bo'lgan harorat oralig'ida, yuqori zichlikka ega bo'lgan holat barqarorroq bo'ladi. Olimlar hisoblagan zichlik va harorat egri chizig'i suv uchun kuzatilganiga o'xshaydi.

Toza suv shaffof va rangsizdir. Uning hidi ham, ta'mi ham yo'q. Suvning ta'mi va hidini unda erigan nopok moddalar beradi. Ko'pgina jismoniy xususiyatlar va ularning toza suvdagi o'zgarishi tabiati anomaldir. Bu erish va qaynash haroratlari, bu jarayonlarning entalpiyalari va entropiyalarini bildiradi. Suv zichligi o'zgarishidagi harorat o'zgarishi ham anomaldir. Suvning maksimal zichligi 4 C. Bu haroratdan yuqori va pastroqda suvning zichligi pasayadi. Qattiqlashuv jarayonida zichlikning yanada keskin pasayishi sodir bo'ladi, shuning uchun muzning hajmi bir xil haroratdagi suvning teng hajmidan 10% ga katta. Bu anomaliyalarning barchasi harorat o'zgarishi va fazaviy o'tishlar bilan molekulalararo vodorod aloqalarining shakllanishi va yo'q qilinishi bilan bog'liq bo'lgan suvdagi tarkibiy o'zgarishlar bilan izohlanadi. Suv zichligidagi anomaliya muzlagan suv havzalarida yashovchi tirik mavjudotlar hayoti uchun katta ahamiyatga ega. 4 C dan past haroratlarda suvning sirt qatlamlari pastga tushmaydi, chunki ular sovutilganda engilroq bo'ladi. Shuning uchun suvning yuqori qatlamlari qotib qolishi mumkin, suv omborlari chuqurligida harorat 4 S darajasida qoladi. Bunday sharoitda hayot davom etadi.

Suyuqliklarning xossalari. Yuzaki taranglik

Suyuq holatdagi moddaning molekulalari bir-biriga deyarli yaqin joylashgan. Qattiq kristall jismlardan farqli o'laroq, molekulalar kristalning butun hajmi bo'ylab tartibli tuzilmalar hosil qiladi va qo'zg'almas markazlar atrofida termal tebranishlarni amalga oshira oladi, suyuq molekulalar ko'proq erkinlikka ega. Suyuqlikning har bir molekulasi, xuddi qattiq moddada bo'lgani kabi, qo'shni molekulalar tomonidan har tomondan "sendvichlangan" va ma'lum bir muvozanat pozitsiyasi atrofida termal tebranishlarga duchor bo'ladi. Biroq, vaqti-vaqti bilan har qanday molekula yaqin atrofdagi bo'sh joyga o'tishi mumkin. Suyuqlikdagi bunday sakrashlar tez-tez sodir bo'ladi; shuning uchun molekulalar kristallardagi kabi ma'lum markazlarga bog'lanmagan va suyuqlikning butun hajmi bo'ylab harakatlana oladi. Bu suyuqliklarning suyuqligini tushuntiradi. Bir-biriga yaqin joylashgan molekulalar o'rtasidagi kuchli o'zaro ta'sir tufayli ular bir nechta molekulalarni o'z ichiga olgan mahalliy (beqaror) tartibli guruhlarni hosil qilishi mumkin. Bu hodisa qisqa masofali tartib deb ataladi (1-rasm).

H2O suv molekulasi 104° burchak ostida joylashgan bitta kislorod atomi va ikkita vodorod atomidan iborat. Bug 'molekulalari orasidagi o'rtacha masofa suv molekulalari orasidagi o'rtacha masofadan o'nlab marta kattaroqdir. Molekulalarning zich qadoqlanishi tufayli suyuqliklarning siqilishi, ya'ni bosimning o'zgarishi bilan hajmning o'zgarishi juda kichik; gazlarga qaraganda o'nlab va yuz minglab marta kam. Masalan, suv hajmini 1% ga o'zgartirish uchun siz bosimni taxminan 200 marta oshirishingiz kerak. Atmosfera bosimiga nisbatan bosimning bu oshishiga taxminan 2 km chuqurlikda erishiladi.

Suyuqliklar, qattiq moddalar kabi, haroratning o'zgarishi bilan hajmini o'zgartiradi. Juda katta bo'lmagan harorat oralig'ida DV / V0 hajmining nisbiy o'zgarishi DT haroratining o'zgarishiga proportsionaldir:

Koeffitsient b ga hajmli kengayishning harorat koeffitsienti deyiladi. Suyuqliklar uchun bu koeffitsient qattiq moddalarga qaraganda o'nlab marta katta. Suvda, masalan, 20 ° S haroratda. 2·10-4 K-1, po'lat stendda? 3,6·10-5 K-1, kvarts shishasi vkv uchun? 9·10-6 K-1.

Yerdagi hayot uchun qiziqarli va muhim anomaliyaga ega. 4 °C dan past haroratlarda harorat pasayganda suv kengayadi (da< 0). Максимум плотности св = 103 кг/м3 вода имеет при температуре 4 °С.

Suyuqliklarning eng qiziqarli xususiyati - erkin sirt mavjudligi. Suyuqlik, gazlardan farqli o'laroq, u quyilgan idishning butun hajmini to'ldirmaydi. Suyuqlik va gaz (yoki bug ') o'rtasida suyuqlikning qolgan qismiga nisbatan maxsus sharoitda bo'lgan interfeys hosil bo'ladi. Suyuqlikning chegara qatlamidagi molekulalar, uning chuqurligidagi molekulalardan farqli o'laroq, har tomondan bir xil suyuqlikning boshqa molekulalari bilan o'ralgan emas. Qo'shni molekulalardan suyuqlik ichidagi molekulalardan biriga ta'sir qiluvchi molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlari, o'rtacha, o'zaro kompensatsiyalanadi. Chegara qatlamidagi har qanday molekula suyuqlik ichida joylashgan molekulalar tomonidan tortiladi (ma'lum suyuqlik molekulasiga gaz (yoki bug ') molekulalaridan ta'sir qiluvchi kuchlarni e'tiborsiz qoldirish mumkin). Natijada, suyuqlikka chuqur yo'naltirilgan ma'lum bir natijaviy kuch paydo bo'ladi. Yuzaki molekulalar molekulalararo tortishish kuchlari bilan suyuqlikka tortiladi. Lekin barcha molekulalar, shu jumladan chegara qatlamining molekulalari ham muvozanat holatida bo'lishi kerak. Bu muvozanat sirt qatlami molekulalari va suyuqlik ichidagi eng yaqin qo'shnilari orasidagi masofani biroz qisqartirish orqali erishiladi. Shakldan ko'rinib turibdiki. 1, molekulalar orasidagi masofa kamayishi bilan itaruvchi kuchlar paydo bo'ladi. Agar suyuqlik ichidagi molekulalar orasidagi o'rtacha masofa r0 ga teng bo'lsa, u holda sirt qatlamining molekulalari biroz zichroq bo'ladi va shuning uchun ular ichki molekulalarga nisbatan qo'shimcha potentsial energiya zaxirasiga ega (2-rasmga qarang). Shuni yodda tutish kerakki, juda past siqilish tufayli, zichroq o'ralgan sirt qatlamining mavjudligi suyuqlik hajmining sezilarli o'zgarishiga olib kelmaydi. Agar molekula sirtdan suyuqlikka o'tsa, molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlari ijobiy ish qiladi. Aksincha, suyuqlikning chuqurligidan ma'lum miqdordagi molekulalarni sirtga tortish uchun (ya'ni suyuqlikning sirt maydonini oshirish) tashqi kuchlar DS ning o'zgarishiga mutanosib ravishda DAex ijobiy ishini bajarishi kerak. sirt maydoni:

y koeffitsienti sirt taranglik koeffitsienti (y > 0) deb ataladi. Shunday qilib, sirt taranglik koeffitsienti doimiy haroratda suyuqlikning sirt maydonini bir birlikka oshirish uchun zarur bo'lgan ishga tengdir.

SIda sirt taranglik koeffitsienti kvadrat metr uchun joulda (J/m2) yoki nyutonda (1 N/m = 1 J/m2) o'lchanadi.

Binobarin, suyuqlikning sirt qatlamining molekulalari suyuqlik ichidagi molekulalarga nisbatan ortiqcha potentsial energiyaga ega. Suyuqlik yuzasining Er potentsial energiyasi uning maydoniga proportsionaldir:

suv anomaliyasi zichligi keskinligi

Mexanikadan ma'lumki, tizimning muvozanat holatlari uning potensial energiyasining minimal qiymatiga mos keladi. Bundan kelib chiqadiki, suyuqlikning erkin yuzasi uning maydonini kamaytirishga intiladi. Shu sababli suyuqlikning erkin tomchisi sharsimon shaklga ega bo'ladi. Suyuqlik o'zini xuddi uning yuzasiga tangensial ta'sir etuvchi kuchlar bu sirtni qisqarayotgan (tortayotgan) kabi tutadi. Bu kuchlar sirt taranglik kuchlari deyiladi.

Sirt taranglik kuchlarining mavjudligi suyuqlikning sirtini elastik cho'zilgan plyonkaga o'xshatadi, yagona farq shundaki, plyonkadagi elastik kuchlar uning sirt maydoniga (ya'ni, plyonka qanday deformatsiyalanganiga) va sirt tarangligiga bog'liq. kuchlar suyuqliklarning sirt maydoniga bog'liq emas.

Ba'zi suyuqliklar, masalan, sovunli suv, nozik plyonka hosil qilish qobiliyatiga ega. Taniqli sovun pufakchalari muntazam sharsimon shaklga ega - bu ham sirt taranglik kuchlarining ta'sirini ko'rsatadi. Agar yon tomonlaridan biri harakatlanuvchi simli ramka sovun eritmasiga tushirilsa, u holda butun ramka suyuqlik plyonkasi bilan qoplanadi (3-rasm).

Yuzaki kuchlanish kuchlari plyonka sirtini kamaytirishga intiladi. Ramkaning harakatlanuvchi tomonini muvozanatlash uchun unga tashqi kuch ta'sir qilish kerak.Agar kuch ta'sirida ko'ndalang ustun Dx ga harakat qilsa, u holda ish bajariladi DAvn = FvnDx = DEp = yDS, bu erda DS = 2LDx. sovun plyonkasining har ikki tomonining sirt maydonidagi o'sish. Kuchlarning modullari va bir xil bo'lganligi sababli, biz yozishimiz mumkin:

Shunday qilib, sirt taranglik koeffitsienti y sirtni chegaralovchi chiziq uzunligi birligiga ta'sir qiluvchi sirt taranglik kuchi moduli sifatida aniqlanishi mumkin.

Xulosa

Suv Yerdagi eng ko'p o'rganilgan moddadir. Lekin bunday emas. Misol uchun, yaqinda olimlar, agar suv avval muzlab, keyin eritilsa, o'chiriladigan ma'lumotni suvga olib borishi mumkinligini aniqladilar. Shuningdek, olimlar suvning musiqani idrok eta olishini tushuntira olmaydilar. Masalan, Chaykovskiy, Motsart, Baxni tinglash va undan keyingi muzlashda to'g'ri shakldagi kristallar hosil bo'ladi va qattiq toshdan keyin shaklsiz narsa hosil bo'ladi. Xuddi shu narsa Tereza ona va Gitlerni solishtirganda kuzatiladi; "sevgi", "umid" so'zlari va "ahmoq" so'zlari. Bundan tashqari, olimlar suvning energiyasini solishtirishdi va Afrikaning stol tog'laridagi suv musluk suvidan ko'ra ko'proq zaryadlanganligi va ulkan idishlardagi suv qanchalik toza bo'lmasin, o'lik ekanligi ma'lum bo'ldi. Bundan tashqari, qanchalik paradoksal bo'lmasin, suvsiz yonish mumkin emas! Axir, suv hamma joyda mavjud va bu ko'p narsani aytadi. Agar siz benzindan barcha suvni olib tashlasangiz, u butunlay yonishni to'xtatadi. Va hatto suvning o'zi ham yonmoqda !!! Haqiqat unchalik kuchli emas, lekin baribir haqiqat haqiqat bo'lib qolmoqda.

Ko'pchilik suvning neft bilan juda barqaror birikma hosil qilishi mumkinligini biladi, bu esa qayta ishlashga mos kelmaydi. Ammo rus olimlari ularni ajratish yo‘lini o‘ylab topishdi. Buning uchun neft substrati bir hafta davomida elektromagnit maydonga ta'sir qildi. Va muddati tugagandan so'ng, u yog' va suvga bo'linadi. Lekin eng qizig'i shundaki, maydonning chastotasi yurak biotoklarining chastotasiga teng edi.

Gidrosfera - Yerning suv qobig'i: sayyora yuzasining 3/4 qismi suv bilan qoplangan.Suv zahiralarining umumiy hajmi 1 400 000 000 km3 ni tashkil qiladi, shundan:

97% - Jahon okeanining sho'r suvi;

2,2% - muzliklar va tog' va suzuvchi muzlarni qoplaydi;

Batafsil geologik o'lchovlar shuni ko'rsatdiki, 80-100 million yil davomida Yerning barcha quruqliklari suv oqimi bilan Jahon okeaniga olib ketilgan. Bu jarayonning harakatlantiruvchi kuchi tabiatdagi suv aylanishi - asosiy sayyora jarayonlaridan biridir.

Ta'sir ostida quyosh energiyasi Dunyo okeanlari daqiqada taxminan 1 milliard tonna suvni bug'laydi. Atmosferaning sovuq yuqori qatlamlariga ko'tarilib, suv bug'lari asta-sekin kattalashib, bulutlarni hosil qiladigan mikrotomchilarga kondensatsiyalanadi. Bulutning o'rtacha umri 8-9 kun. Buning uchun

vaqt o'tishi bilan shamol uni 5-10 ming km masofaga siljitishi mumkin, shuning uchun bulutlarning katta qismi quruqlik ustida tugaydi.

Allbest.ru saytida e'lon qilingan

Shunga o'xshash hujjatlar

Suvning fizik xossalari, qaynash temperaturasi, muzning erishi. Suv bilan qiziqarli tajribalar, ta'lim va qiziq faktlar. Suvning sirt taranglik koeffitsientini, muzning solishtirma erish issiqligini, aralashmalar mavjudligida suv haroratini o'lchash.

ijodiy ish, qo'shilgan 11/12/2013


Suv molekulalarining strukturaviy tuzilishi uning uchta agregat holatida. Suv turlari, uning anomaliyalari, fazaviy o'zgarishlar va fazalar diagrammasi. Suv va muzning tuzilishi modellari, shuningdek muzning agregat turlari. Muz va uning molekulalarining termal modifikatsiyalari.

kurs ishi, 12/12/2009 qo'shilgan


Tez o'ta sovutishda suvning strukturaviy xususiyatlarini o'rganish. mVt potentsial modeli asosida suvning molekulyar dinamikasini modellashtirish algoritmlarini ishlab chiqish. Suv tomchilari va suv bug'larining sirt tarangligini haroratga bog'liqligini hisoblash.

dissertatsiya, 06/09/2013 qo'shilgan


Sirt taranglik hodisasini o'rganish va uni aniqlash usullari. Buralish balanslari yordamida sirt taranglik koeffitsientini aniqlash xususiyatlari. Suvning sirt taranglik koeffitsientini hisoblash va uning indikatoriga aralashmalarning ta'siri.

taqdimot, 04/01/2016 qo'shilgan


Suvdagi vodorod bog'lanishi. Yerda mutlaqo toza suv yo'q, bu oqibat va muammodir. Suv va muzning zichligi. Suvdagi qo'pol, kolloid, molekulyar, ionli aralashmalar, ularning xavfi va konlarning oqibatlari. Suv kuchli qutbli erituvchidir.

ma'ruza, 12/10/2013 qo'shilgan


Suvning tabiat va inson hayotidagi ahamiyati. Uning molekulyar tuzilishini o'rganish. Suvni isitish tizimlarida, atom elektr stansiyalarining suv reaktorlarida, bug 'dvigatellarida, yuk tashishda va vodorod energiyasida xom ashyo sifatida noyob energiya moddasi sifatida foydalanish.

maqola, 04.01.2011 qo'shilgan


Suvning fizik va kimyoviy xossalari. Yerda suvning tarqalishi. Suv va tirik organizmlar. Suvning qaynash vaqtining uning sifatiga bog'liqligini eksperimental o'rganish. Suvni isitishning eng tejamli usulini aniqlash.

kurs ishi, 2011-yil 18-01-da qo'shilgan


Suv haqida tarixiy ma'lumotlar. Tabiatdagi suv aylanishi. Turli o'zgarishlardan ta'lim turlari. Suvning yangilanish darajasi, uning turlari va xususiyatlari. Suv ham dipol, ham erituvchidir. Suvning yopishqoqligi, issiqlik sig'imi, elektr o'tkazuvchanligi. Musiqaning suv kristallariga ta'siri.

referat, 11/13/2014 qo'shilgan


Taxometr suv hisoblagichining ishlash printsipi. Kollektiv, umumiy va individual o'lchash moslamasi. Nam suv hisoblagichlari. Suv hisoblagichini qanday to'xtatish, orqaga qaytarish va aldash kerak. Aholi uchun sovuq va issiq suv uchun tariflar. Suv iste'moli standartlari.

test, 03/17/2017 qo'shilgan


Suvning tarqalishi, fizik xususiyatlari va xossalari, agregatsiya holati, sirt tarangligi. Suv molekulasining hosil bo'lish sxemasi. Suv omborlarining issiqlik sig'imi va ularning tabiatdagi roli. Muzlatilgan suv fotosuratlari. Undagi tasvirning sinishi.