Вода

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Вода́ — прозрачная бесцветная жидкость, не имеет цвета и запаха. Химическая формула Н₂O. В твёрдом состоянии называется лёд или снег, а в газообразном — [водяной] пар.

Вода (Н₂O)
Схематичное изображение молекулы воды
Наименование	Вода (Н₂O)
Формула	Н₂O
Плотность	998,2 кг/м³ (при 20 °C)
T_{плавления}	0 °C
T_{кипения}	100 °C
Удельный вес	9790 H/м³
Молекулярный вес	18,01528 а.е.м.
Теплопроводность	0,56 Вт/м·°C (при 0 °C)
Удельная теплоемкость	4200 Дж/(кг·°C)
Динамическая вязкость	0,00101 Па·с (при 20 °C)
Кинематическая вязкость	0,01012 см²/с (при 20 °C)

Вода — очень распространённое вещество на Земле, около 3/4^{[Источник?]} поверхности которой покрыто водой, составляющей океаны, моря, озера, реки и т. п. Также вода в газообразном состоянии находится в атмосфере планеты в виде облаков, туманов и т. п. При конденсации выводится из атмосферы в виде атмосферных осадков (дождь, снег, град, роса и т. д.). В совокупности водная оболочка Земли называется гидросферой.

Является активным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы и т. д).

[править] Особенности воды

Интересной особенностью воды является то, что при нагревании от 0 до 4 (3,98 — точно) °C вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода, как менее плотная, остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.

У воды есть и много других необычных особенностей: высокая температура и удельная теплота плавления и кипения (по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом); высокая теплоёмкость и вязкость жидкой воды; вода, в отличие от других веществ, при замерзании расширяется. Вода практически несжимаема.

Все эти особенности обусловлены водородными связями. Поскольку в молекуле воды 2 атома водорода отдают по одному электрону атому кислорода, атом кислорода получает отрицательный заряд, а атомы водорода — положительный. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Каждая молекула воды может участвовать максимум в четырёх водородных связях: 2 атом водорода — каждый в одной, а атом кислорода — в двух. При таянии льда часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 °С этот эффект слабее, чем обычное тепловое расширение; при испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

Капля, ударяющаяся о поверхность воды

По сходным причинам вода является очень хорошим растворителем. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягиваются к атомам водорода, а отрицательно заряженные — к атомам кислорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворимого вещества.

Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Поэтому вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.

Чистая вода была бы хорошим изолятором. Но благодаря тому, что вода — отличный растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, что обуславливает наличие в воде различных положительных и отрицательных ионов, благодаря чему она проводит электрический ток. При температуре 647 K (374 °C or 705 °F) и давлении 22.064 MПa (3200 PSIA or 218атм) вода проходит критическую точку и не может оставаться в жидком состоянии.