1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 (0 голосов)

Физические свойства воды

 
Вода - самое аномальное вещество, хотя принята за эталон меры плотности и объема для других веществ.
Давайте рассмотрим какие же свойства воды существуют.
 

Плотность

Все вещества увеличивают объем при нагревании, уменьшая при этом плотность. Однако при давлении 0.1013 МПа (1 атм) у воды в интервале от 0 до 4°С при увеличении температуры объем уменьшается и максимальная плотность наблюдается при 4°С (при этой температуре 1 кубический сантиметр воды имеет массу 1 грамм). При замерзании объем воды резко возрастает на 11 % а при таянии льда при 0°С так же резко уменьшается.
 
С увеличением давления температура замерзания воды понижается через каждые 13,17 МПа (130 атм) на 1 °С. Поэтому на больших глубинах при минусовых температурах вода в океане не замерзает. С увеличением температуры до 100 °С плотность жидкой воды понижается на 4% (при 4°С плотность ее рав-
на 1).
 

Точки кипения и замерзания (плавления)

При давлении 0,1013 МПа (1 атм) точки замерзания и кипения воды находятся при 0°С и 100°С, что резко отличает Н20 от соединений водорода с элементами VI группы периодическои системы Менделеева. В ряду Н2Те. Н2Se, Н2S и т. д. с увеличением относительной молекулярной массы точки кипения и замерзания этих веществ повышаются.
При соблюдении этого правила вода должна была бы иметь точки замерзания между —90 и — 120°С, а кипения — между 75 и 100°С.
Температура кипения воды возрастает с увеличением давления, а температура замерзания (плавления) — падает.
 

Теплота плавления

Скрытая теплота плавления льда очень высока — около 335 Дж/г (для железа — 25, для серы - 40). Это свойство выражается, например, в том, что лед при нормальном давлении может иметь температуру от — 1 до — 7°С. Скрытая теплота парообразования воды (2,3 кДж/г) почти в 7 раз выше скрытой теплоты плавления.
 

Теплоемкость

Величина теплоемкости воды (т. е. количество теплоты, необходимое для повышения температуры на 1 градус Цельсия) в 5-30 раз выше, чем у других веществ. Лишь водород и аммиак обладают большей теплоемкостью. Кроме тою, лишь у жидкой воды и ртути удельная теплоемкость с повышением температуры от 0 до 35 °С падает (затем начинает возрастать).Удельная теплоемкость воды при 16°С условно принята за единицу, служа эталоном для других веществ. Поскольку теплоемкость песка в 5 раз меньше, чем у жидкой воды, то при одинаковом нагреве солнцем вода в водоеме нагревается в 5 раз слабее, чем песок на берегу, но во столько же раз дольше сохраняет теплоту. Высокая теплоемкость воды защищает растения от резкого повышения температуры при высокой температуре воздуха, а высокая теплота парообразования участвует в терморегуляции у растений.
 
Высокие температуры плавления и кипения, высокая теплоемкость свидетельствуют о сильном притяжении между соседними молекулами, вследствие чего жидкая вода обладает большим внутренним сцеплением.
 

Поверхностное натяжение и прилипание

На поверхности воды из-за нескомпенсированности сцепления (когезии) ее молекул создается поверхностное натяжение, величина которого при 18 °С равна 0,72 мН/см (выше только у ртути -5 мН/см). Вода обладает также свойством адгезии (прилипания). которое обнаруживается при ее подъеме против гравитационных сил. В капиллярах сочетаются силы сцепления молекул воды в пограничном с воздухом слое с се адгезией с материалом стенок капилляра. В результате в капилляре образуется вогнутая поверхность воды выше ее исходного уровня. У ртути, не обладающей свойством адгезии, поверхность мениска в капилляре выпуклая. То же наблюдается в капиллярах с несмачиваемыми водой стенками.