Твёрдое агрегатное состояние воды
Твёрдое агрегатное состояние воды — это либо лёд либо снег. Но есть и некоторые ассоциации, касаемые тому, к какому агрегатному состоянию относится иней — а иней- это твёрдое агрегатное состояние, так как это мелкая ледяная крошка либо замёрзшие капли росы.
При замерзании воды, её молекулы начинают отодвигаться дальше друг от друга, при этом делая лёд менее плотным, чем жидкость, т.е. получается, что вода в твёрдом агрегатном состоянии занимает больший объём, нежели в жидком.
Исходя из закона известного физика Даниила Бернулли «большинство испытываемых веществ при снижении температурного режима начинают сжиматься, а вода — начинает расширяться, в чём заключается её уникальная особенность».
Процесс замерзания воды — это происходящий процесс при значении температурного параметра в по шкале Цельсия (273, 15 К — по шкале Кельвина), т.е. вода кристаллизуется и переходит из жидкого состояния в твёрдое. Есть один фактор, влияющий на температуру замерзания воды — это содержание и наличие солей в составе кристаллической решётки.
Есть интересный вопрос, который зачастую встречается в олимпиадных заданиях по физике: «Назовите металл, который находясь в жидком агрегатном состоянии (т.е. находясь в расплавленном состоянии) может заморозить воду ?».
Единственным ответом на данный вопрос является следующий факт: такой металл как ртуть начинает плавиться при температурном значении. Исходя из этого, следует, что ртуть при температуре от — 38 до 0 градусов по шкале Цельсия способна заморозить воду, при это забирая у неё накопленное тепло.
Самое распространенное состояние воды на нашей планеты в отличие от остальных — это всех пресноводных запасов воды, которые в большей степени находятся в замороженном виде, так как около 11 % — это площадь, занимаемая ледниками на нашей планете.
Жидкое агрегатное состояние воды может перейти в твёрдое при температуре порядка по шкале Цельсия, то морская вода (имея среднюю плотность около 1030, так называемой средней солёности может замерзать при температуре около по шкале Цельсия.
В таком виде вода, в данном случае лёд, сохраняет свою форму и объём. Под воздействием температуры вода начинает менять состояние и превращаться в лёд, т.е. замерзать. Различают два вида твердого состояния воды — это аморфное и кристаллическое. При аморфном состоянии атомы вещества хаотичны, а при кристаллическом — наоборот упорядочены.
Фазовые переходы
Под действием температуры и определенных внешних воздействий вода меняет свое состояние, происходит фазовый переход воды из одного состояния в другое. К фазовым переходам воды относятся такие процессы, как:
1. Лёд-вода, иначе процесс плавления, при котором происходит переход вещества из твердого состояния в жидкое.
2. Вода-лёд, это процесс замерзания (кристаллизации) — жидкое вещество переходит в твердое. Рассмотрим процесс кристаллизации, он возможен, когда понижается температура. Когда молекулы теряют свое теплоту, то становятся менее подвижны, так как им не хватает энергии. Например, мы контейнер с водой поставили в морозильную камеру холодильника, и вода превратится в лед.
3. Вода-пар (газо/парообразование), пар-вода (конденсация). По мере того, как происходит увеличения температуры воды, ускоряется испарение, и как вода достигнет температуры 100*С, она начинает закипать, в таком состоянии она больше не может принимать энергию не изменив свое состояние, в итоге происходит испарение. Кипение — это интенсивный процесс перехода воды в пар, а конденсация это процесс обратный. При конденсации же, процесс происходит наоборот, выделяется небольшое количество тепла в окружающую среду, и ее температура немного повышается.
4. Лёд-пар (минуя состояние воды), такой процесс получил название сублимация примером сублимации может послужить эксперимент с мокрой рубашкой, вывешенной на мороз — лед исчезнет с рубахи, превратившись в пар.
5. Пар — лед, в итоге мы имеем десублимацию. При этом процессе выделяется энергия. Примером может послужить морозный узор на стеклах.
6. Газ-плазма. Для этого необходимо ионизировать газ. Степень ионизации зависит от количества атомов и от температуры.
Заключение
Вода — это и строительный материал, который используется для создания всего живого, и среда, в которой протекают все жизненные процессы, и растворитель, выносящий из организма вредные для него вещества, и уникальный транспорт, снабжающий биологические структуры всем необходимым для нормального протекания в них сложнейших физико-химических процессов.
И это всеобъемлющее влияние воды на любую живую структуру может быть не только положительным, но и отрицательным. В зависимости от своего состояния вода может быть как созидателем цветущей жизни, так и ее разрушителем, могильщиком — всё зависит от ее химического и изотопного состава, структурных, биоэнергетических свойств. Не случайно академик И. В. Петрянов сказал: «Вода — это подлинное чудо природы!». Учёные абсолютно правы: нет на Земле вещества, более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в тоже время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.
«Что такое вода ?» — вопрос далеко не простой. Все, о чем было рассказано о ней в данной работе не является исчерпывающим ответом на этот вопрос, а во многих случаях дать ясный ответ на него пока и совсем нельзя. Например, пока остается открытым вопрос о структуре воды, причинах многочисленных аномалий воды и, вероятно, еще о многих свойствах и разновидностях воды, о которых мы даже не подозреваем. Однозначно можно сказать лишь то, что вода — самое уникальное вещество на земле.
Напомним слова нашего гениального соотечественника акад. В. И. Вернадского о том, о «надо ждать особый исключительный характер физико-химических свойств воды среди всех других соединений, который отражается и на ее положении в мироздании и на структуре мироздания».
Список использованной литературы
- Андреев Ю. А. Три кита здоровья. — СПб., Диамант. 1996.
- Грейсер Е.Л., Иванова Н.Г. Пресные подземные воды: состояние и перспективы водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов. // Разведка и охрана недр. 2005 Вып. 5. С. 36-42.
- Залманов А. С. Тайная мудрость человеческого организма. — М., Наука. 1991.
- Зенин С.В. Структурное состояние воды как показатель ее качества. //«Стандартсервис» Информ. сборник 2004. № 5.
- Масару Эмото Послание воды. М, ООО Издательство «София». 2006.
- Мосин О. В. Химическая природа воды и её память. //«Стандартсервис» Информ.сборник 2008. № 3.
- Неумывакин И. П. Вода – жизнь и здоровье: мифы и реальность. Издательство: Диля. 2015.
- Яхнин Э. Я., Томилин А. М., Шелемотов А. С. Оценка качества и химический состав подземной воды дочетвертичных отложений Ленинградской области // Разведка и охрана недр. 2005. Вып.5, С. 42-48.
- National Research Council // Drinking Water and Health. Washington, 1977. Vol. 7.
- Fletcher N. H., The chemical physics of ice, Camb., 1970.
Если страница Вам понравилась, поделитесь в социальных сетях:
