Какие свойства воды не меняются с изменением состояния воды
Вода — основа жизни и в природе она может находиться в трех
основных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. Однако, искусственно можно
создать условия, при которых вода переходит в состояние плазмы.
В этой статье мы разберем, почему вода может быть в жидком,
твердом и газообразном состояниях, и при каких условиях меняются ее агрегатные
состояния.
Жидкое состояние воды в природных условиях планеты Земля
преобладает.
Твердое состояние воды
Вода в твердом состоянии – это лёд и снег. Некоторые не
понимают, к какому агрегатному состоянию воды относится иней. Конечно, к
твёрдому! Это мелкая ледяная крошка, замерзшие капли росы.
Твердая – это замороженная вода. Когда она замерзает, ее
молекулы отодвигаются подальше друг от друга, делая лед менее плотным, чем
жидкость, т.е. вода в твердом состоянии занимает больший объем, чем в жидком.
Большинство веществ при снижении температуры сжимается, а
вода – расширяется, и в этом ее уникальная особенность.
Замерзает – это значит, что при 0 градусов Цельсия вода
кристаллизуется и переходит из жидкого состояния в твердое. Наличие в воде
солей снижает температуру замерзания.
На школьных олимпиадах встречается такой интересный вопрос:
какой металл, находясь в расплавленном состоянии, может заморозить воду? Ответ
– ртуть, которая начинает плавиться при температуре -39 градусов Цельсия.
Понятно, что жидкая ртуть при температуре от -38 до 0 способна заморозить воду,
отбирая у нее тепло.
Несмотря на то, что самое распространенное на нашей планете
— жидкое состояние воды, значительная ее часть (2/3 всех пресноводных запасов)
находится в замороженном виде. Площадь ледников – около 11% всей суши Земли.
Если жидкое состояние пресной воды переходит в твердое при 0
градусов Цельсия, то морская вода средней солености замерзает примерно при -1,8
градусах Цельсия.
Жидкое состояние воды
Вода в жидком состоянии встречается на нашей планете не
только в реках и океанах. Облака состоят из крошечных капелек воды и
кристалликов льда, и дождь – это тоже жидкая вода.
Также вода в жидком состоянии просачивается через почву и
образует подземные водные горизонты, из которых черпается основная масса
питьевой воды.
Вода в жидком состоянии отличается высокой прилипчивостью к
различным твердым материям. Сама по себе она не является «влажной», но легко
делает влажными большинство твердых материалов.
Жидкая вода легко переходит в твердое и газообразное
состояние. Главным образом, это зависит от температуры. Но свою роль играет и
давление.
Физический переход воды из жидкого состояния в газообразное
называется испарением, потому что газообразное состояние воды называется паром.
Как жидкое состояние воды превращается в газообразное? Когда
мы кипятим воду, она превращается из жидкости в газ, или водяной пар. Когда его
часть остывает, мы видим небольшое облако, которое и называют паром. Хотя, если
мы его видим, то это уже жидкое состояние воды, т.е. скопление ее
микроскопических капелек.
Пар — это вода в газообразном состоянии, которое образуется,
когда вода кипит или испаряется. Настоящий пар невидим; однако слово «пар»
часто ошибочно относят к влажному пару, видимому туману, как аэрозолю водяных
капель, образующихся при конденсации водяного пара.
И тут всплывает такое понятие, как «точка росы». Это
температура воздуха, которая меняется в зависимости от давления и влажности,
ниже которой водный пар начинает конденсироваться в водяные капли и образуется
роса. Т.е. агрегатное состояние воды из газообразного состояния меняется на
жидкое.
Закипает жидкая пресная вода при 100°C (градусах Цельсия)
или 212°F (градусах Фарингейта), в условиях нормального атмосферного давления.
Чем ниже давление (например, в горах), тем выше температура кипения.
Состояние газа
Итак, вода в газообразном состоянии – это пар. Утверждение,
что большая часть воды в гидросфере находится в газообразном состоянии – не
верно.
Не все хорошо себе представляют, в каком состоянии вода
способна испаряться. Оказывается, вода в твердом состоянии испаряется так же,
как и жидкая, только медленнее! Скорость испарения зависит от температуры. Т.е.
в газообразное состояние вода может переходить прямо из твердого, минуя жидкое.
Испаренная с поверхности Земли вода в газообразном состоянии
образует облака и тучи
Четвертое агрегатное состояние: плазма
Все знают, в каких трех состояниях вода находится в
окружающей природе. Однако, ученые знают и четвертое состояние воды – плазму,
которую называют гидроплазмой.
Водяной пар можно нагреть до такой температуры (2 200 -13
900°С, или 4 000- 25 000 ° F), что молекулы воды распадаются и получается
просто смесь атомов водорода и кислорода в виде плазмы. Там динамически может
присутствовать некоторое количество молекул воды, но всё равно эта смесь ионов
и молекул будет водородно-кислородной плазмой.
Вообще плазма – это такое состояние вещества, которое
настолько насыщено энергией, что от атомов отлетают электроны. Не говоря уже о
разрушении молекулярных структур и кристаллических решеток.
Плазменное состояние воды в природе не встречается, однако оно
всё больше интересует ученых в плане возобновляемых источников энергии. Очень
заманчивая идея – получение из воды топлива в виде горючего водорода, который
реагирует с кислородом и опять образует воду…
Как меняются агрегатные состояния
В принципе, агрегатное (физическое) состояние воды, как и
любого другого вещества, зависит от температуры и давления. В природных
условиях Земли возможны только три состояния веществ: твёрдое, жидкое и
газообразное. Это и есть ответ на вопрос «в каких трех состояниях вода
находится в природе».
Также теперь Вы знаете ответы на многие другие интересные
вопросы типа «какой металл, находясь в расплавленном, т.е. жидком, состоянии,
может заморозить воду, т.е. превратить ее в лёд» и т.п.
И Вы имеете понятие, в каком агрегатном состоянии может
находиться вода в природе и в искусственных условиях.
Dmitry Velikiy · 26 сентября 2015
7,6 K
Арт-директор, дизайнер, рационалист, скептик
Пока я писал, тут уже ответили 🙂 Да, ваши слова, как звук, создают волновое движение, часть волн пройдёт через воду, а часть этих волн будет поглощена и увеличит температуру воды. Это всё, что произойдёт с водой. Но эти изменения будут чрезвычайно незначительны.
Давайте разберёмся, что такое вода. В нормальных условиях это жидкость. Что делает воду жидкой? Водородные связи. Между молекулами воды возникают временные связи, молекулы как бы «липнут» друг к другу. Такие образования из молекул называются агрегатами. Связи то образуются, то рвутся, молекулы могут перемещаться в объёме, но не так свободно, как в газообразном состоянии и получается, что жидкость жидкая 🙂
Вы когда-нибудь видели такую штуку, как «кинетический песок»? Вот эта штука очень наглядно демонстрирует принцип похожий тому, как ведёт себя жидкость (конечно, очень вязкая). Там используется вязкий полимер, который заставляет песчинки слипаться друг с другом. Конечно, это не жидкость, здесь очень велико трение между песчинками.
Так вот, какая же может быть у воды структура? Среднее время жизни водородных связей порядка нескольких пикосекунд (10 в -12 степени). Да и если бы агрегаты воды были очень стабильными, то как вода могла бы быть жидкой?
Единственная структурированная вода — лёд. Нет, музыка никак не влияет на формирование льда (кроме оговоренного выше), как бы там не показывали в ненаучных фильмах по телевизору. Формирование кристаллов очень сложный процесс, который зависит от множества факторов: примесей, частичек мусора, скорости охлаждения, давления и других.
Всё эту чушь придумал некий Жак Бенвенист, кто бы вы думали? Гомеопат. Да-да, один из тех, кто пытается лечить грипп вытяжкой из печени барбарийской утки, в которой якобы есть несуществующие бактерии (оциллококки), разбавленную до состояния, когда содержание вещества в растворе меньше одной молекулы. Сам Жак аж дважды схватил Шнобелевскую премию за свои «исследования».
Сила слов, материальность мысли — всё это часть примитивного «магического» мышления. Это всегда пугало и вдохновляло людей. Попытки дать мифическому научное объяснение предпринимались неоднократно, но всегда безуспешно. Нет, слова лишь греют воздух 🙂
Researcher, Institute of Physics, University of Tartu
Нет. Это не правда. Если громко орать на воду, то, вероятно, удастся создать в воде звуковую волну, но эта волна просто пройдет по воде и потом вода останется такой же, какой была.
Говорят, до Большого Взрыва ничего не было. Что из себя представляет это «ничего»? Это материя или состояние вещества, как это можно объяснить простыми словами?
Нужно искать аналогии хотя всякая аналогия ложна…,но все-таки.
Все мы понимаем что всему есть начало возможно бесконечно отдаленное но есть -это простая логика которой подчиняется все вокруг, а значит это неоспоримый закон…Так же мы знаем из практики что флуктуации пространства порождают некие частицы-которые не будучи под каким то воздействием анигилируют и исчезают. И третий момент
время энергия и пространство связано между собой. Теперь переходим к выводу по аналогии -вселенная порождение некой флуктуации, которая на краткий миг явила форму энергии из чего все видимое вокруг и возникло -период этой флуктуации -форму и протяженность мы не знаем -о чем то догадываемся …. но это неизбежно закончится анигиляцией -мы живем взаймы -не нарушая законов причинной связи …
живем в краткий миг ,пусть он нам и кажется вечностью.
Что было до этого -ничего ,что такое ничто -оно не имеет протяженности ,не имеет соседей и измерений .Как представить -может быть так -представим вселенную как некую субстанцию похожую на пенопласт обычный наш знакомый и вообразим что вдруг она вся сжалась в неизмеримо малую точку опять же окруженную такой же пенопластовой вселенной -мысленно зациклите этот процесс ускорив его до бесконечности -вот так примерно можно ощутить ничто)))))-это аналогия ,но……. И вот в такой абстракции возникла на миг объективная реальность как на стоп кадре этого для нас безумного действа..так что радуемся и машем))))
Прочитать ещё 13 ответов
Что означает поговорка «Дуть на воду»?
Данная поговорка полностью звучит как «Дуть на воду, обжегшись на молоке». Смысл её заключается в том, что часто человек, сталкиваясь с новым жизненным явлением, использует свой прошлый негативный опыт. Боясь повторения отрицательного прошлого явления, мы начинаем осторожничать, сомневаться, боимся принять решение даже в какой-либо простой ситуации. Часто данная фраза имеет негативную смысловую окраску, когда говорят о человеке, который боится нового, или единичную негативную ситуацию переносит на весь мир.
Прочитать ещё 2 ответа
Правда ли, что молитва меняет структуру воды?
«Биомолекула» — научно-популярный сайт о молекулярных основах современной биологии и ее… · biomolecula.ru
Неправда, так как ей просто нечего менять.
Если отвлечься от тонкостей современной физики, то основных агрегатных состояния вещества три. Твёрдое, жидкое и газообразное. Из них только твёрдое способно сохранять постоянную структуру – это делает возможным существование красивых снежинок или кристаллов.
Пограничным состоянием являются жидкие кристаллы – это нечто среднее между жидкостью и твёрдым телом. Поэтому они способны сохранять структуру и менять её под действием электрического тока – что и используется в дисплеях.
Но вода – это жидкость. Просто жидкость. В чистом виде. А жидкости отличаются от твёрдых тел именно отсутствием структуры. Они способны сохранять объём (в противоположность газу), но все молекулы в них постоянно раскачиваются и спустя очень короткое время перепыгивают на новое место. Макроскопически мы видим это как текучесть. То есть у жидкостей структуры в принципе нет.
Вода действительно отличается от других жидкостей способностью образовывать водородные связи между молекулами. Благодаря этому она не кипит при температурах чуть выше нуля, как должна была бы исходя из таблицы Менделеева. И, раз весть связи, то молекулы воды на самом деле образуют ассоциаты, кластеры.
Но это не отменяет общих физических законов – каждая молекула воды быстро меняет своё положение, образуя новый кластер с новыми соседями. Так что кластеры не означают упорядоченности. Это хаотичная система, не имеющая никакой памяти. Потому что это жидкость. Верить в память воды – всё равно что верить в память воздуха.
А значит, менять тут просто нечего. Даже если подвергнуть воду воздействию, которое точно её затронет – приложить к ней электрическое напряжение, бросить лягушку, взорвать в ней бомбу – она этого не «запомнит». Ей нечем. Так что и молитва ничего не меняет. Более того, распространение звука молитвы в воде физически мало будет отличаться от распространения его в воздухе.
Так что молитве просто нечего менять в воде. Зачастую в ответ начинатся рассуждения про «биополя», «информационные поля» и подобное – но это уже, по сути, магические верования, не имещие ничего общего с наукой.
Прочитать ещё 3 ответа
Имеет ли вода свойство запоминать?
местами экономист, немножко психолог, совсем чуть-чуть математик
О да. Вода отлично помнит о том, что в природе не должно останавливаться т.н. «Броуновское движение».
А поскольку вода относится к Броуну с глубоким уважением, она это движение не останваливает до тех пор пока хватает сил (т.е. пока ее температруа выше ноля).
К сожалению, вода настолько уважительно относится к Броуну, что на другую информацию ее памяти просто не хватает.
🙂
Что если внезапно во всём мире вода не сможет закипеть/нагреться?
Сусанна Казарян, США, Физик
Если вода не сможет закипеть/нагреться, на языке физики это значит, что теплоёмкость воды стала бесконечно большой. Но вода это не только пепси кола. Вода это и лёд, это и пар, а значит и у них тоже будет бесконечная теплоёмкость.
Температура нашего тела и внутренних органов перестанет меняться — казалось бы хорошая новость, но вирусы нас медленно съедят, что плохо. Насколько быстро погибнет человек и большинство животных, пусть допишут биологи/медики. Выживут вероятно только простейшие. В природе тоже все изменится. Исчезнут реки и облака, а льды перестанут как таять, так и образовываться …
Коротко все это называется Апокалипсис.
Прочитать ещё 1 ответ
МОУ « СОШ №61» г. Саратова
Разные состояния воды.
Определение свойств воды в разных состояниях.
Тема моего проекта «Разные состояния воды. Определение свойств воды в разных состояниях».
Обоснование темы. Вода занимает практически ¾ поверхности земного шара – это океаны, моря, реки, озера, водопады, болота. Огромный воздушный океан укутывает нашу Землю сплошной оболочкой. А ведь и в воздухе много воды: в виде облаков, пара, туч, туманов. Вода есть и под землей: вытекает ручейками, вырывается гейзерами. Белые шапки ледников покрывают высочайшие горы, плывут по океанам громадные ледяные глыбы-айсберги.
Все без исключения живые существа на Земле и растения содержат в своем организме воду – в среднем 80% веса. Обезвоживание организма на 12%-15% приводит к нарушению обмена веществ, а потеря до 25% воды – к гибели организма. Без воды человек может прожить 3 дня, в то время как без пищи 30-50 дней.
Практическая деятельность с целью установления существенных свойств воды в жидком состоянии, а также в твёрдом и газообразном.
Опыт и анализ его результатов.
Проектным продуктом будет результат исследования. Этот продукт поможет достичь целей проекта, так как будет способствовать преодолению его исходной проблемы.
Первая: предположим, что вода бывает жидкой и твёрдой (лёд).
Вторая: предположим, что вода может быть и в газообразном состоянии.
Третья: предположим, что в жидком состоянии вода бесцветная, без запаха, безвкусная, прозрачная, текучая. Лёд бесцветный, без запаха, безвкусный, прозрачный, хрупкий.
Четвёртая: допустим, что при температуре ниже нуля вода превращается в лёд.
Таким образом, подтвердились все мои гипотезы. Я достигла своих целей, узнала много нового о воде, научилась проводить эксперимент и вести дневник наблюдений (приложение 1), работать в текстовом редакторе Microsoft Word и составлять компьютерную презентацию (приложение 2).
В дальнейшем я планирую продолжить своё исследование.
Цель работы: определить в каких состояниях существует вода в природе и как может переходить из одного состояния в другое, при каких условиях вода испаряется, замерзает.
№ п/п
Ход работы
Результаты наблюдений
Вывод
1.
Взяли цветные полоски бумаги (синий, оранжевый, фиолетовый, красный, зеленый). С их помощью определим цвет воды. Приложим и сравним цвет воды и цвет каждой полоски.
Цвет воды не совпадает ни с одной из полосок.
Вода бесцветна.
2.
В стакан с водой опустим ложку.
Ложка хорошо видна.
Вода прозрачна.
3.
Налили воду в стаканы, попробовали на вкус. Добавили соль, сахар в разные стаканы. Снова попробовали.
Чистая вода безвкусна. Вода приобретает вкус растворённого в ней вещества.
Вода не имеет вкуса.
4.
Налили воду в стаканы, понюхали. Добавили в один стакан чай, в другой каплю ароматного масла апельсина.
Запах у чистой воды не ощущается. Вода с добавками пахуча.
Вода не имеет запаха.
5.
Насыпали в один стакан с водой соли в другой картофельный крахмал. Помешали воду.
Вода растворила кристаллы соли, а часть крахмала осела на дно.
Вода-растворитель, но не все вещества в ней растворяются.
6.
Приготовили стакан с мутной водой (крахмал), чистый стакан, воронку, фильтр. Осторожно вливаем в воронку мутную воду. Наблюдаем за водой, которая вытекает из воронки. Проверяем её на прозрачность.
Не растворившиеся вещества остались на фильтре, а вода прошла через него.
Вода очищается, то есть фильтруется.
7.
Приготовили бледный раствор гуаши розового цвета. Поместили в раствор несколько таблеток активированного угля, размешали.
Не растворившиеся частицы угля осели на дно. А раствор заметно побледнел.
Вода очищается при помощи адсорбентов.
8.
Открыли кран водяной, налили воду на блюдце, слегка наклонили блюдце, перелили воду из одного стакана в другой.
Вода течет.
Вода обладает свойством текучести.
9.
Налили воду в сосуды различной формы (бутылка, банка, графин, стакан, фужер и т.д.).
Вода приняла форму сосуда, в который налита.
Вода не имеет формы.
10.
Сосуд, заполненный водой (предварительно маркером отмечен уровень воды), опускаем в горячую воду.
Вода в сосуде незначительно, но поднимается.
Вода при нагревании расширяется.
11.
Сосуд, заполненный водой (предварительно маркером отмечен уровень воды), опускаем в ледяную воду.
Вода в сосуде незначительно, но опускается.
Вода при охлаждении сжимается.
12.
В чайник налили воды и довели до кипения.
У самого краешка носика чайника почти невидимый водяной пар (очень горячий). Остывая на воздухе, пар превращается в туман. А туман — это мельчайшие капельки воды. Его мы видим, когда он струёй вырывается из носика чайника.
При кипении вода превращается в прозрачный водяной пар – испаряется. Вода из жидкого состояния переходит в газообразное.
13.
Вскипятили воду в кастрюле, накрыли крышкой. Подождали некоторое время.
На крышке появились капли воды – это сконденсированный пар.
При изменении температуры окружающей среды вода переходит из одного состояния в другое. Из жидкого в газообразное, из газообразного в жидкое.
14.
Налили воду в стакан, отметили уровень воды. Перелили в кастрюлю, вскипятили, остудили. Перелили воду в стакан.
Воды в стакане стало меньше.
Вода при кипячении испаряется, её объём уменьшается.
15.
В блюдце налили небольшое количество воды и поставили в морозильную камеру.
Вода в блюдце замёрзла.
Вода из жидкого состояния перешла в твердое (лёд).
16.
Блюдце с замёрзшей водой оставили при комнатной температуре.
Через некоторое время в блюдце снова оказалась вода.
При изменении температуры окружающей среды вода из твёрдого состояния перешла в жидкое.
17.
Налили в сосуд воду. Поместили в него предварительно замороженные кубики льда.
Лёд плавает на поверхности воды.
Лёд легче воды. Плотность льда меньше, чем у жидкой воды, что является аномальным свойством воды.
18.
Налили воду в пластиковую бутылку и стеклянную банку, поместили на ночь в морозильную камеру.
Дно у пластиковой бутылки стало выпуклым. Крышка у стеклянной банки приподнялась, банка раскололась.
При замерзании воды происходит расширение её объёма, что является ещё одним аномальным свойством воды.
19.
В один сосуд налили воду, другой, такой же, заполнили кусочками льда.
Вода равномерно заполнила сосуд, между кусочками льда остались пустоты.
Вода занимает весь предоставленный объём, лед – нет.
20.
В блюдце налили воды и оставили в комнате.
На следующий день в блюдце было очень мало воды, ещё через день её не стало совсем.
Вода при комнатной температуре испаряется.
21.
Мокрое полотенце вывесили на балконе в морозный день.
Наблюдаем.
Сначала полотенце замёрзло, стало жёстким. Примерно через сутки высохло.
Вода испаряется при любой температуре.
Цель работы: определить свойства воды в разных состояниях.