Удивительное вещество - вода Подготовила ученица 11 «Б» класса Драева Дз. Р. Руководитель работы Козаева Т. А.
Цель проекта: - провести опытные исследования физических свойств воды Задачи проекта: 1. Используя различные информационные источники, расширить свои теоретические знания о физических свойствах воды и ее аномалиях. 2.Провести опытную проверку изученных свойств. 3. На основе знаний физики объяснить большинство явлений и процессов, связанных с водой. 4. Представить результат в доступной привлекательной форме
Что же это за вещество – ВОДА? Вода́ (оксид водорода) — прозрачная жидкость, не имеющая цвета (в малом объёме), запаха и вкуса. Химическая формула: Н2O. В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, лёд на полюсах). Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы). Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.
Физические свойства воды При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается При нагревании от 0 °C до 4 °C (точнее, 3,98 °C) вода сжимается. Соответственно, при остывании - плотность падает. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура Высокая температура и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом
Физические свойства воды Высокая теплоёмкость жидкой воды Высокая вязкость Высокое поверхностное натяжение Отрицательный электрический потенциал поверхности воды
Агрегатные состояния Твёрдое — лёд Жидкое — вода Газообразное — водяной пар
При атмосферном давлении вода замерзает (превращается в лёд) при температуре в 0 °C и кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100 °C. При снижении давления температура плавления воды медленно растёт, а температура кипения — падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Типы снежинок
Изотопные модификации воды И кислород, и водород имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды: 1. Лёгкая вода (просто вода). 2. Тяжёлая вода (дейтериевая). 3. Сверхтяжёлая вода (тритиевая).
Легкая и тяжелая вода Парадокс в том, что такого жидкого продукта, как легкая вода, в природе не существует. Ученым понадобилось много усилий и времени, чтобы приготовить эталонную воду. Так что сегодня воды в чистом виде существует в нескольких ведущих мировых лабораториях и используется как сырье для исследования изотопных соединений. Тяжелой называют тяжеловодородную воду, в которой нет легкого водорода. Его заменяет дейтерий. Жидкость используется в атомной энергетике и других отраслях, связанных с ядерной техникой. Еще несколько десятилетий назад о существовании такой воды никто не подозревал, а сегодня современные заводы в развитых государствах мира перегоняют миллионы тонн в год, чтобы извлечь из состава дейтерий. Удельный вес тяжелой воды меняется, в зависимости от источника:150 г в тонне водопроводной жидкости.165 г в тонне воды из Тихого океана.157-160 г в тонне ледников на Кавказе.
Химические свойства воды С формальной точки зрения вода имеет несколько различных корректных химических названий: 1. Оксид водорода 2. Гидроксид водорода 3. Монооксид дигидрогена 4. Гидроксильная кислота 5. англ. hydroxic acid 6. Оксидан (англ. oxidane) 7. Дигидромонооксид
Виды воды 1. Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию катионов кальция и магния 2. Подземные воды 3. Талая вода 4. Пресная вода 5. Морская вода 6. Солоноватая вода (en:Brackish water) 7. Минеральная вода 8. Дождевая вода 9. Питьевая вода, Водопроводная вода 10. Тяжёлая вода, дейтериевая и тритиевая 11. Дистиллированная вода и деионизированная вода 12. Сточные воды 13. Ливневая вода или поверхностные воды 14. По изотопам молекулы: 15. Лёгкая вода (просто вода) 16. Тяжёлая вода (дейтериевая) 17. Сверхтяжёлая вода(тритиевая) 18. Выдуманная вода (обычно со сказочными свойствами) 19. Мёртвая вода — вид воды из сказок 20. Живая вода — вид воды из сказок 21. Святая вода — особый вид воды согласно религиозным учениям 22. Поливода 23. Структурированная вода — термин, применяемый в различных неакадемических теориях.
Опытные исследования физических свойств воды Вода исчезает В первый день эксперимента наполняем два одинаковы сосуда водой одинакового объема. Оставляем один сосуд открытым, второй накрываем тарелкой (рис. 3). Эксперимент проводится при комнатной температуре Через 6 дней замечаем, что в открытой банке воды стало существенно меньше чем в закрытой (рис. 4).
Только ли тепло может растопить лед? Для эксперимента понадобились: вода, сосуд, нитка, кусок льда, нить (рис. 5). Для проведения опыта необходимо опустить кубик льда в воду, затем положить на него нить. Сверху кубика посыпаем соль. Вывод: Чистая вода замерзает при температуре 0° С, а соленая при -20 °С. Именно для этого зимой улицы посыпают солью.
Плавающая иголка Возьмём слишком толстую швейную иголку, обмажем ее слегка маслом и положим аккуратно на поверхность воды в стакане. К нашему изумлению, игла не пойдет ко дну. Она будет держаться на поверхности, наглядно опровергая всеобщую уверенность в том, что игла не может плавать на воде. Почему же она не тонет? Ведь сталь тяжелее воды! Безусловно, она в 8 раз тяжелее, и, очутись игла под водою, она не всплыла бы сама собою, как всплывает спичка. Но наша игла под воду не погружается. Чтобы найти причину, поддерживающую ее на воде, рассмотрите внимательно поверхность воды возле нашей плавающей иглы. Вы увидите, что близ нее вода образует вогнутость, небольшую долину, на дне которой и лежит игла.
Заключение Вода - одно из главных богатств на Земле. Трудно представить, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла пресная вода. Человеку нужно выпивать в день около 1,7 литров воды. И примерно в 20 раз больше ежедневно требуется каждому из нас для мытья, приготовления пищи и так далее. Угроза исчезновения пресной воды существует. От загрязнения воды страдает всё живое, она вредна для здоровья человека. Вода – вещество привычное и необычное. Известный советский ученый академик И.В. Петрянов свою научно – популярную книгу о воде назвал «Самое необыкновенное вещество в мире». А доктор биологических наук Б.Ф.Сергеев начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде – «Вещество, которое создало нашу планету». Ученые правы: нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.
