Без воды невозможно представить нашу жизнь. Ежедневно мы ее пьем, используем в процессе приготовления пищи, умываемся и принимаем душ. При этом, мало кто задумывается о воде на физическом и химическом уровне. Далее рассмотрим свойства ценнейшего вещества детальнее.
Что такое вода?
Вода — это вещество, представляющее собой химическое соединение водорода и кислорода. Стандартная жидкость, в которой отсутствуют примеси, не имеет цвета, вкуса и запаха. Однако вода обладает и другими уникальными особенностями.
Из чего состоит вода: химический состав
Вода представляет собой неорганическое соединение элементов в разных химических и физических состояниях, которое имеет уникальную структуру. Свойства зависят от строения молекул, их расположения, физической природы атомов. Из чего состоит молекула воды? Молекула представлена в виде равнобедренного треугольника, в верхушке которого — ядро атома кислорода. Характерной особенностью молекул является значительная полярность.
Химический и ионный состав воды изменяется в зависимости от условий ее залегания и формирования. Сейчас свойства водных ресурсов в крупных городах зависят от различных источников загрязнения, которые находятся на поверхности. Сюда относят стоки с различных территорий, строительных площадок, транспортных развязок, а также уровень концентрации ксенобиотиков. О том, какое свойство характерно для воды, расскажем далее.
Физические свойства воды
К физическим свойствам относятся характеристики, которые мы можем воспринимать органами чувств — это вкус, запах, тактильные и визуальные ощущения.
Тепловые свойства
В природных водоемах температура воды зависит от различных внешних факторов, таких как: солнечные лучи, атмосферные явления, наличие течений, смешивание водных масс. От температурных значений во многом зависят процессы, которые формируют состав и свойства жидкости.
Агрегатное состояние
Благодаря наличию уникальных физических свойств рассматриваемая жидкость обладает способностью находиться в таких состояниях:
Круговорот воды в природе является постоянным. Благодаря наличию способности менять агрегатное состояние, обеспечивается важный гидрологический цикл планеты, включающий осадки, испарение и конденсацию.
Уровень плотности
Плотность воды в жидком состоянии, температура которой находится на отметке +4°C, составляет 1 г/см3. Во время замерзания плотность снижается, поэтому лед всегда имеет меньший вес.
Кипит вода при температуре +100°C, а растапливание наблюдается при нулевом значении. Этот нюанс объясняет специфика водородных связей, от которых зависит, например, форма снежинок при замерзании капель.
Вкусовые качества
Вкус воды во многом зависит от присутствующих в составе соединений. Соленый привкус придает хлорид калия. Это соединение присутствует в природных источниках — морях и океанах, а также в искусственно подсоленной воде. Подсластить можно, добавив сахарозу.
Запах
Появление запахов воды обусловлено веществами, которые попадают в жидкость в результате:
При наличии специфического запаха нужно проверить жидкость на пригодность к питью, поскольку это яркое свидетельство чрезмерного загрязнения органикой.
Биологическое значение
Вода представляет собой физико-химическую среду, без которой невозможны основные реакции обмена веществ, для обеспечения непрерывного процесса разрушения и восстановления живых тканей. Это главная биологическая жидкость, вступающая в реакцию с другими элементами живой материи. Особое значение вода имеет в биологическом круговороте, она одновременно участвует в регулировании температуры организма и орошает его ткани.
Естественной потребностью является чувство жажды. Оно появляется при росте осмотического давления внутри организма, и утолить «тканевую жажду» можно лишь путем введения жидкости в организм. За сутки в пищеварительный канал может поступать до 10 литров жидкости. Впитывается она слизистой оболочкой.
Применение в различных сферах
Вода — это жидкость, которая используется повсеместно. Невозможно представить без нее такие сферы жизнедеятельности:
1. Химическая отрасль. Вода является многофункциональным элементом, несмотря на ее простой состав, используется как растворитель, реагент, а также транспортное вещество, необходимое для протекания реакций.
2. Бытовые потребности. Очищенная жидкость Н2О нужна для питья, приготовления любимых блюд, проведения гигиенических процедур.
3. Медицина. В этой сфере вода используется аналогично с предыдущей отраслью. Кроме того, без нее невозможно обеспечить необходимые санитарные условия.
4. Теплоэнергетика. Н2О выступает в качестве теплоносителя. При этом чаще всего используют для охлаждения различных узлов систем, а не для нагревания. На масштабных производствах нехватка воды в системе охлаждения может привести к катастрофическим последствиям.
5. Сельское хозяйство. Вода необходима для обеспечения жизнедеятельности животных и растений, разведения агрохимикатов, других веществ, а также для очистки.
Технические потребности обеспечивают с помощью воды промышленного назначения, основными критериями которой являются показатели температуры, плотности и количество жидкости. При необходимости использования воды в химической и медицинской отрасли, а также в быту ключевое значение имеет химический состав.
Выводы
Уникальность воды очевидна — она выражается во множестве факторов, благодаря которым жидкость выделяется на фоне других веществ. Не удивительно, что сфера применения является достаточно широкой. Помимо важнейшей роли в жизни человека, вода является отличным теплоносителем, замедлителем нейтронов в ядерных реакторах. Без нее не обойтись при тушении пожаров, а также в различных спортивных дисциплинах.
