Основы современного естествознания. Беломестных В.Н - 119 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

119
Лекция № 16. ГИДРОСФЕРА И ЗАГАДКИ ВОДЫ
Формулу счастья ищите … в воде.
Шварцев С.Л., профессор ТПУ
Вода в нашей жизни – самое обычное, самое распространенное и
самое необычное вещество. Вода в нашем сознании является прообра-
зом всех жидкостей и авторы этой книги, например, не скрывают того
факта, что сами они на 80% состоят из воды. Тем не менее вода – одно
из самых удивительных веществ. Дело в том, что
трудно назвать какое-
либо ее свойство, которое не было бы аномальным. Всем известна ано-
малия плотности. Она двоякая. Во-первых, после таяния льда плотность
увеличивается, проходит через максимум при 4°С и только затем
уменьшается с ростом температуры (в обычных жидкостях плотность
всегда уменьшается с температурой). Вторая аномалия плотности со-
стоит
в том, что плотность воды больше плотности льда (лед плавает в
воде). Переохлажденная вода остается в жидком состоянии ниже точки
замерзания 0°С (в капиллярах или в виде эмульсии). Сжимаемость воды
проходит через минимум при 45°С (в обычных жидкостях она линейно
растет с температурой). Вода является абсолютным рекордсменом среди
всех веществ
по скачку теплоемкости при плавлении: в два раза увели-
чивается теплоемкость при плавлении льда, тогда как при плавлении
других кристаллов увеличение теплоемкости никак не более 10%. Ди-
электрическая проницаемость воды 81, а у керосина, например, всего 2,
у масла 5. Необычные, а часто и уникальные свойства воды обусловле-
ны особенностями ее структуры. Существуют
несколько десятков моде-
лей структуры воды, но ни одна из них не описывает весь набор ее ано-
мальных свойств. Наиболее реалистичной картиной структуры воды яв-
ляется случайная четырежды координированная сетка водородных свя-
зей.
“Великое множество вещей возникает из воды и возвращается в
воду”, – считал древнегреческий мыслитель Фалес. Воду еще с
древних
времен рассматривали как основу жизни. У Аристотеля она входила в
число четырех “начал”, и ее соединения с другими “началами” (землей,
огнем, воздухом) порождало все многообразие мира. Изучение молеку-
лярной структуры вещества привело к пониманию исключительной ро-
ли воды растворителя, способного образовывать связи с частицами
практически всех веществ. Уникальные свойства воды
связаны с малым
размером молекулы и ее полярностью (неравномерным распределением
электрического заряда в молекуле), наличием слабых водородных свя-
зей. Удивительное свойство воды, способность при стандартных усло-

Страницы