Интересные факты о воде. самое удивительное

От чего зависит процент Н2О в организме

На количество жидкости влияют пол, возраст, место проживания, образ жизни и строение тела. Кстати, у тучных за счет жировой ткани процент жидкости в организме более высокий, чем у людей с нормальным или недостаточным весом.

Но не только физиология определяет содержание воды. Характер питания также сказывается на нем. Алкоголь, кофе, курение и потребление мяса в большом количестве ускоряют выведение влаги. Вызвать водный дисбаланс также могут газировки, в составе которых есть химические вещества, ускоряющие дегидратацию.

Эти знания важно учитывать, составляя индивидуальную программу потребления воды. А вот обычная поваренная соль поможет задержать влагу в теле

Помня об этом легко предотвратить обезвоживание в жаркую погоду или после пищевых расстройств.

Предупредить потери влаги поможет смесь из 1,5 г соли, 2,5 г витамина С и 5 г глюкозы, разведенных в полулитре воды. Данный рецепт активно используют путешественники в условиях нехватки жидкости для питья.

Агрегатные состояния

Из всех веществ, существующих на Земле, только вода может иметь три принципиально разных агрегатных состояния: жидкое, газообразное и твердое. Благодаря трём агрегатным состояниям происходит круговорот воды в природе и жизнь на Земле. Рассмотрим подробнее каждое агрегатное состояние.

1. Жидкое (вода). В нормальных условиях вода является жидкостью. Образует мировой океан, реки, ручьи и т.д.
2. Газообразное (водяной пар) — это бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха. Испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и поступает в воздух или образуется путём кипения жидкой воды или сублимации из льда. Сублимация — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя стадию плавления (перехода в жидкое состояние).
3. Твердое (лёд). При температуре от нуля и ниже вода превращается в лёд. В холодное время года он сковывает реки и лужи, выпадает в виде осадков: снежинок, града, инея, образует ледяные облака. Встречается в виде ледников и айсбергов.

Строение в различных агрегатных состояниях

Жидкая вода, лёд и водяной пар имеют один и тот же состав, но разные состояния.

Рассмотрим строение молекулы на изображении.

Многочисленные исследования ученых подтверждают, что по структуре вода и лед близки друг к другу. Структура льда – это решетчатый каркас. Структура воды зависит от содержания разных веществ, которые в ней растворяются, а также от нерастворимых соединений и некоторых других факторов.

В воде возникают структуры, которые стали называть «кластерами» — группа атомов или молекул, которые представляют собой единую структуру, но внутри имеют свои индивидуальные особенности.

При температуре близкой к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы, практически так, как в кристаллах. При температуре близкой к точке кипения они располагаются более свободно.

Свойства

Вода — уникальный природный компонент, который обладает рядом свойств. Рассмотрим основные:

• не имеет цвета, запаха и вкуса;
• распространенный растворитель;
• обладает высоким поверхностным натяжением, уступая в этом только ртути;
• имеет большую теплоту испарения (используется для терморегуляции);
• чистая вода — хороший изолятор;
• обладает большой теплоёмкостью (увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры);
• плотность в разных диапазонах температур меняется неодинаково.

Существуют необычные свойства. Например, в твердом виде вода легче, чем в жидком. Лёд не тонет в воде. В твёрдом состоянии частички воды располагаются по порядку, между ними остается много свободного пространства. Когда лёд тает, активность частичек повышается, свободное пространство заполняется. Жидкая форма становится более тяжелой, нежели твердая.

Такая уникальная способность даёт возможность любому водоёму не замерзать по всей глубине. Даже при самом сильном морозе температура воды у дна не опускается ниже +4 ᵒС. Все живые существа (рыбы и другие) могут спокойно пережить самую суровую зиму подо льдом.

Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Это связано с большей скоростью испарения и излучения тепла.

Теплоемкость и некоторые другие физические свойства воды тоже зависят от температуры неодинаково. Другие виды жидкостей не имеют таких особенностей – чтобы какой-то один параметр менялся по-разному на разных порогах температуры.

Круговорот воды в природе

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу.

Её делят на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные водоёмы. Переходы H2O из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле

Круговорот воды в природе — это непрерывное движение воды в гидросфере Земли. В процессе этого обмена водная масса меняет агрегатное состояние: из жидкой или твердой превращается в газообразную и обратно.

Рассмотрим на примере.

• С поверхности океанов, морей, рек и суши вода в виде пара поднимается вверх.
• Высоко над землей он охлаждается и образует множество водяных капелек и льдинок. Из них образуются облака.
• В виде осадков вода возвращается на Землю.

Основные физические свойства

К таковым принято относить кристаллическую решетку, температуры кипения и плавления, особенные индивидуальные характеристики. Все их и рассмотрим.

1. Строение кристаллической решетки оксида водорода зависит от агрегатного состояния. Оно может быть твердым — лед, жидким — основная вода при обычных условиях, газообразным — пар при повышении температуры воды свыше 100 С. Красивые узорные кристаллы формирует лед. Решетка в целом рыхлая, но соединение очень прочное, плотность низкая. Видеть ее можно на примере снежинок или морозных узоров на стеклах. У обычной воды решетка не имеет постоянной формы, она изменяется и переходит из одного состояния в другое.
2. Молекула воды в космическом пространстве имеет правильную форму шара. Однако под действием земной силы тяжести она искажается и в жидком состоянии принимает форму сосуда.
3. То, что по структуре оксид водорода — диполь, обуславливает следующие свойства: высокая теплопроводность и теплоемкость, которая прослеживается в быстром нагревании и долгом остывании вещества, способность ориентировать вокруг себя как ионы, так и отдельные электроны, соединения. Это делает воду универсальным растворителем (как полярным, так и нейтральным).
4. Состав воды и строение молекулы объясняют способность этого соединения образовывать множественные водородные связи, в том числе с другими соединениями, имеющими неподеленные электронные пары (аммиак, спирт и прочие).
5. Температура кипения жидкой воды — 100С, кристаллизация наступает при +4С. Ниже этого показателя — лед. Если же увеличивать давление, то температура кипения воды резко возрастет. Так, при высоких атмосферах в ней можно растопить свинец, но она при этом даже не закипит (свыше 300С).
6. Свойства воды весьма значимы для живых существ. Например, одно из самых важных — поверхностное натяжение. Это формирование тончайшей защитной пленки на поверхности оксида водорода. Речь идет о воде в жидком состоянии. Эту пленку разорвать механическим воздействием очень сложно. Учеными установлено, что понадобится сила, равная весу в 100 тонн. Как ее заметить? Пленка очевидна, когда вода капает из крана медленно. Видно, что она словно в какой-то оболочке, которая растягивается до определенного предела и веса и отрывается в виде круглой капельки, слегка искаженной силой тяжести. Благодаря поверхностному натяжению многие предметы могут находиться на поверхности воды. Насекомые, имеющие особые приспособления, могут свободно передвигаться по ней.
7. Вода и ее свойства аномальны и уникальны. По органолептическим показателям данное соединение — бесцветная жидкость без вкуса и запаха. То, что мы называем вкусом воды, — это растворенные в ней минералы и другие компоненты.
8. Электропроводность оксида водорода в жидком состоянии зависит от того, сколько и каких солей в нем растворены. Дистиллированная вода, не содержащая никаких примесей, электрический ток не проводит.

Лед — это особое состояние воды. В структуре этого ее состояния молекулы связаны друг с другом водородными связями и формируют красивую кристаллическую решетку. Но она достаточно неустойчива и легко может расколоться, растаять, то есть деформироваться. Между молекулами сохраняется множество пустот, размеры которых превышают размеры самих частиц. Благодаря этому плотность льда меньше, чем жидкого оксида водорода.

Это имеет большое значение для рек, озер и прочих пресных водоемов. Ведь в зимний период вода в них не замерзает полностью, а лишь покрывается плотной коркой более легкого льда, всплывающего наверх. Если бы данное свойство не было характерно для твердого состояния оксида водорода, то водоемы промерзали бы насквозь. Жизнь под водой была бы невозможна.

Кроме того, твердое состояние воды имеет большое значение как источник огромного количества питьевых пресных запасов. Это ледники.

Особенным свойством воды можно назвать явление тройной точки. Это такое состояние, при котором лед, пар и жидкость могут существовать одновременно. Для этого требуются такие условия, как:

• высокое давление — 610 Па;
• температура 0,01С.

Показатель прозрачности воды варьируется в зависимости от посторонних примесей. Жидкость может быть полностью прозрачной, опалесцентной, мутной. Поглощаются волны желтого и красного цветов, глубоко проникают лучи фиолетовые.

Плотность воды

В справочных таблицах плотность воды указывается как 1г/мл, 1000 г/л или 1000 кг/м3. То есть принято считать, что количество воды объёмом в 1 литр (1 кубический дециметр) весит ровно 1 килограмм. Всегда ли это утверждение справедливо? Оказывается, оно верно только для абсолютно чистой (дистиллированной) воды.

Опытным путём учёные выяснили, что плотность воды увеличивается при охлаждении, но только до температуры 3,8-4,2°С. В этом температурном диапазоне плотность воды достигает максимума и составляет 999,972 кг/м3.

При дальнейшем понижении температуры плотность начинает снижаться, а объем воды увеличивается. Когда охлаждение достигает нуля градусов по шкале Цельсия, в воде начинается процесс кристаллизации – перехода в твёрдое состояние или, попросту, замерзания. При этом объём вещества продолжает увеличиваться, а плотность уменьшаться. Ни одна другая жидкость на Земле не проявляет таких свойств.

Кроме температуры, на плотность воды влияет количество примесей минеральных веществ в химическом составе. Наиболее плотными являются морская и грунтовая (минеральная) вода. В них содержится много солей. Следует учитывать, что эти виды воды тоже значительно различаются в зависимости от источника. Наиболее солёной, а значит, и плотной на планете признана вода Мёртвого моря, ее плотность составляет 1,3-1,4 г/см3.

Что такое ирригация

Ирригация – орошение почвы для сельскохозяйственных нужд

Розовые кусты с системой ирригации в виде трубок

Ирригация (или по-русски “орошение”) – это система мероприятий, направленная на повышение влагосодержания в почве, используемой в сельском хозяйстве. Орошение – древнейший метод повышения урожайности, используемый человеком уже многие тысячелетия. Первые оросительные системы в виде каналов, проведенных от русел полноводных рек к полям, существовали уже в древних Египте, Междуречье и Китае в 4-м тысячелетии до нашей эры.

Ирригация – основное условие для успешной сельскохозяйственной деятельности. А для многих засушливых районов с плодородными почвами и вовсе обязательное и непременное условие для выращивания люьых культур, даже засухоустойчивых, наряду с удобрением почв и закупкой посевного материала.

Но еще большее значение правильная ирригация, обязательно учитывающая при организации полива и собственную почвенную влагу, приобретает в наше время, когда человечество то и дело сталкивается с нехваткой питьевой воды.  Об этом стоит поговорить подробнее.

Сколько выпивать воды?

1. Человек должен выпивать 8 стаканов воды в день

Это миф. Не понятно откуда взялась эта норма

Да это уже и неважно. Дело в том, что людям с разным весом и разной мышечной массой, нужно разное количество воды

Обычно рекомендуют исходить из среднего показателя потребности: 30-40 мл на килограмм веса. Но и эти показатели не являются точными. Дневная норма напрямую зависит от климата, возраста, особенностей работы, хронических заболеваний. Если вы занимаетесь спортом или работа связана с физическими нагрузками – потребность в жидкости увеличивается.

Однако не забывайте, что большая часть этой воды содержится в продуктах, которые вы потребляете. Еще в 2007 году журнал BMJ включил пункт о восьми стаканах воды в день в список главных медицинских мифов современности.

2. Вода вымывает токсины из организма

Это факт. Нормальную деятельность почек обеспечивает употребление достаточного количества чистой воды. Как известно, почки являются естественным фильтром организма, и вода способствует выведению токсинов из организма, и главным образом через почки.

Полезные свойства воды, о которых нужно знать

3. Если у вас отеки, пейте меньше воды

Это миф. Если отеки не связаны с серьезными заболеваниями, то как раз наоборот. Если в организме мало воды, он начинает запасаться впрок. Особенно, если вы регулярно пьете мало воды. Как только вы начнете пить достаточное количество воды, все придет в норму, организм перестанет делать запасы.

4. Вода поможет коже быть увлажненной

Это миф. Принято считать, что главный фактор играющий роль в состоянии увлажненности кожи, это большое количество потребляемой воды. Конечно, если организм сильно обезвожен, то это ухудшит состояние организма в целом. Но вода не доходит до эпидермиса (верхнего слоя кожи). Если вы здоровы, то состояние кожи зависит от внешних факторов. Это и окружающая среда, и правильный уход за кожей. Количество сальных желёз и их функционирование также влияет нас сухость кожи.

Сточные воды промышленных предприятий:

По своему составу, сточные воды, выводимые с промышленных предприятий, классифицируются, как бытовые, производственные и атмосферные.

Бытовые производственные сточные воды – продукт душевых и туалетов производственно-административных зданий.

Производственные воды – водный ресурс, используемый для обеспечения технологических процессов на предприятии.

Атмосферные воды – следствие дождевых осадков, а также выпавшего, а затем растаявшего снега.

Производственные сточные воды делятся на две подгруппы – загрязненные и условно чистые воды.

Загрязнение производственных вод проявляется в увеличении солей тяжелых металлов, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных микроорганизмов, уменьшении кислорода.

Загрязненные воды на предприятии делятся на три подгруппы:

– воды, насыщенные минеральными примесями (отрасли металлургии, машиностроения, угледобычи);

– воды, насыщенные органикой (предприятия пищевой отрасли, молокоперерабатывающие заводы, бумажно-целлюлозные комбинаты, предприятия по переработке рыбы и морепродуктов);

– воды, насыщенные неорганическими примесями (нефтеперерабатывающие предприятия, комбинаты легкой и текстильной промышленности).

От чего зависит выбор покупателя

Питьевую воду в 19-литровых бутылях покупают не только для домашнего использования.Кулеры стали привычным элементом интерьера в больницах и школах, в развлекательных центрах и государственных учреждениях, в офисах и супермаркетах. Каким же образом частные и юридические лица делают выбор той или иной марки воды?

Безусловно, определяющим фактором становится цена, ведь питьевая вода относится к продуктам ежедневного употребления, и потребитель в первую очередь оценивает финансовую нагрузку на свой личный бюджет.

Но в каждой ценовой категории можно встретить продукты разного качества, поэтому потребителю нужно определить, какая именно торговая марка максимально соответствует его понятию о качестве

Как правило, внимание покупателя привлекают хорошо разрекламированные марки.Кроме того, на выбор влияют отзывы знакомых, вкусовые пристрастия и другие факторы. Однако ни один из них не даст вам 100% гарантии качества.Точные сведения о чистоте и безопасности воды можно получить только в результате лабораторных исследований,проведение которых не по карману обычному гражданину

Однако существуют государственные организации, в обязанности которых входит регулярная проверка качества товаров. Именно поэтому при выборе воды стоит предварительно ознакомиться с результатами их исследований.Это единственный способ найти надёжного производителя, продукция которого не нанесёт вреда вашему здоровью. Роспотребнадзор, Росконтроль и Роскачествосоставляют собственные рейтинги питьевой воды на основании экспертной оценки важнейших показателей продукта.

Представляем вам рейтинги питьевой воды для кулера по версии этих трёх организаций.В исследованиях приняли участие самые популярные торговые марки, которые реализуются на территории Москвы и Московской области.Ознакомившись с рекомендациями экспертов, Вы сможете быть уверены в качестве воды, которую используете для утоления жажды и приготовления пищи.

Запивать или не запивать – вот в чем вопрос…

Первое, второе и компот – этот обеденный набор известен всем еще с детского сада. В этом рационе все, казалось бы, правильно, кроме порядка приема продуктов. Обычно компот, чай или воду мы оставляем на окончание трапезы. И в этом вся ошибка. Если выпитая перед едой жидкость нормализует физиологические процессы в организме и способствует понижению холестерина в крови, то все напитки после трапезы – только во вред.

Врачи выступают категорически против такой практики, поскольку вода разбавляет желудочный сок, замедляя процесс пищеварения. Поэтому любой напиток следует потреблять не ранее чем через полтора-два часа после еды. Но питаться всухомятку также не стоит. Бутерброды, выпечку и другую сухую пищу лучше кушать с напитками или чистой водой.

Краткая характеристика роли воды для организмов

Вода — важнейшее неорганическое соединение, без которого невозможна жизнь на планете Земля. Это вещество является и важнейшей частью живого вещества, и играет большую роль как внешний фактор для всех живых существ.

На планете Земля вода встречается в трех агрегатных состояниях: газообразном (пары в атмосфере), жидком (вода в гидросфере и туманообразная в атмосфере) и твердом (вода в ледниках, айсбергах и т.д.). Формула парообразной воды — Н₂О, жидкой (Н₂О)₂ (при Т = 277 К) и (Н₂O)_n — для твердой воды (кристаллы льда), где n = 3, 4, … (зависит от температуры — чем ниже температура, тем больше величина n). Молекулы воды объединяются в частицы с формулой (Н₂O)_n в результате образования особых химических связей, называемых водородными; такие частицы называются ассоциатами; за счет образования ассоциатов возникают более рыхлые структуры, чем жидкая вода, поэтому при температуре ниже 277 К плотность воды, в отличие от других веществ, не увеличивается, а уменьшается, в результате лед плавает на поверхности жидкой воды и глубокие водоемы не промерзают до дна, тем более что вода имеет малую теплопроводность. Это имеет большое значение для организмов, живущих в воде, — они не погибают при сильных морозах и выживают во время зимних холодов до наступления более благоприятных температурных условий.

Наличие водородных связей обусловливает высокую теплоемкость воды, что делает возможным жизнь на поверхности Земли, так как наличие воды способствует уменьшению перепада температур днем и ночью, а также зимой и летом, ведь при охлаждении вода конденсируется и тепло выделяется, а при нагревании вода испаряется, на разрыв водородных связей затрачивается энергия и поверхность Земли не перегревается.

Молекулы воды образуют водородные связи не только между собой, но и с молекулами других веществ (углеводов, белков, нуклеиновых кислот), что является одной из причин возникновения комплекса химических соединений, в результате образования которого и возможно существование особого вещества — живого вещества, образующего различные живые организмы.

Экологическая роль воды огромна и имеет два аспекта: она является как внешним (первый аспект), так и внутренним (второй аспект) экологическим фактором. Как внешний экологический фактор вода входит в состав абиотических факторов (влажность, среда обитания, составная часть климата и микроклимата). Как внутренний фактор вода играет большую роль внутри клетки и внутри организма. Рассмотрим роль воды внутри клетки.

В клетке вода выполняет следующие функции:

1) среда, в которой располагаются все органоиды клетки;

2) растворитель как для неорганических, так и для органических веществ;

3) среда для протекания различных биохимических процессов;

4) катализатор для реакций обмена между неорганическими веществами;

5) реагент для процессов гидролиза, гидратации, фотолиза и т.д.;

6) создает определенное состояние клетки, например тургор, что делает клетку упругой и механически прочной;

7) выполняет строительную функцию, состоящую в том, что вода входит в состав различных клеточных структур, например мембран, и т. д.;

8) является одним из факторов, объединяющих все клеточные структуры в единое целое;

9) создает электрическую проводимость среды, переводя неорганические и органические соединения в растворенное состояние, вызывая электролитическую диссоциацию ионных и сильно полярных соединений.

В организме роль воды состоит в том, что она:

1) выполняет транспортную функцию, так как переводит вещества в растворимое состояние, а полученные растворы за счет различных сил (например, осмотического давления и др.) перемещаются от одного органа к другому;

2) осуществляет проводящую функцию за счет того, что в организме содержатся растворы электролитов, способные проводить электрохимические импульсы;

3) связывает воедино отдельные органы и системы органов за счет наличия в воде особых веществ (гормонов), осуществляя при этом гуморальную регуляцию;

4) является одним из веществ, которые регулируют температуру тела организма (вода в виде пота выделяется на поверхность тела, испаряется, за счет чего теплота поглощается и организм охлаждается);

5) входит в состав пищевых продуктов и т. д.

Значение воды вне организма охарактеризовано выше (среда для обитания, регулятор температуры внешней среды и т. д.).

Для организмов большую роль играет пресная вода (содержание солей менее 0,3%). В природе химически чистой воды практически не существует, наиболее чистой является дождевая вода сельской местности, удаленной от крупных населенных пунктов. Для организмов пригодна вода, содержащаяся в пресных водоемах — реках, прудах, пресных озерах.

Модель строения воды

Молекула воды включает два атома водорода (Н) и один атом кислорода (О). Элементы, из которых состоит жидкость, определяют всю функциональность и особенности. Модель молекулы воды имеет форму треугольника. Вершину этой геометрической фигуры представляет крупный элемент кислорода, а внизу находятся небольшие атомы водорода.

Молекула воды обладает двумя положительными и двумя отрицательными полюсами зарядов. Отрицательные заряды формируются из-за излишка электронной плотности у атомов кислорода, а положительные – из-за нехватки электронной плотности у водорода.

Неравномерное распределение электрических зарядов создает диполе, где диполярный момент составляет 1,87 дебай. Вода обладает способностью растворять вещества, поскольку ее молекулы пытаются нейтрализовать электрическое поле. Диполя приводят к тому, что на поверхности погруженных в жидкость веществ становятся слабее межатомные и межмолекулярные связи.

Вода отличает большой устойчивостью при растворении прочих соединений. В обычных условиях из 1 млрд молекул только 2 распадаются, а протон переходит в строение иона гидроксония (образуется при растворении кислот).

Вода не меняет свой состав при взаимодействии с другими веществами и не влияет на структуру этих соединений

Такая жидкость считается инертным растворителем, что особо важно для живых организмов. Полезные вещества поступают к различным органам через водные растворы, поэтому важно, чтобы их состав и свойства оставались неизменными

Вода сохраняет в себе память о растворенных в ней веществах и может применяться многократно.

Каковы особенности пространственной организации молекулы воды:

• Соединение проводится противоположными зарядами;
• Появляются межмолекулярные водородные связи, которые исправляют электронную неполноценность водорода с помощью дополнительной молекулы;
• Вторая молекула фиксирует водород по отношению к кислороду;
• Благодаря этому образуются четыре водородные связи, которые могут контактировать с 4 соседями;
• Такая модель напоминает бабочку и имеет углы равные 109 градусам.

Атомы водорода соединяются с атомами кислорода и образуют молекулу воды с ковалентной связью. Водородные соединения более сильные, поэтому, когда они разрываются, то молекулы присоединяются к другим веществам, способствуя их растворению.

Прочие химические элементы, в состав которых входит водород, замерзают при -90 градусах, а закипают при 70 градусах. Но вода становится льдом, когда температура достигает нуля, а закипает при 100 градусах. Чтобы объяснить такие отклонения от нормы, требуется разобраться, в чем особенность строения молекулы воды. Дело в том, что вода – это ассоциированная жидкость.

Это свойство подтверждается и большой теплотой парообразования, что делает жидкость хорошим энергоносителем. Вода – отличный регулятор температуры, способен нормализировать резкие перепады этого показателя. Теплоемкость жидкости повышается, когда ее температура 37 градусов. Минимальные показатели соответствуют температуре человеческого тела.

Относительная молекулярная масса воды составляет 18. Рассчитать этот показатель достаточно легко. Следует заранее ознакомиться с атомной массой кислорода и водорода, которая равна 16 и 1 соответственно. В химических задачах нередко встречается массовая доля воды. Этот показатель измеряется в проценте и зависит от формулы, которую требуется рассчитать.