Аномалии воды — страница 5

  • Просмотров 7585
  • Скачиваний 587
  • Размер файла 49
    Кб

Плотность льда меньше плотности воды, поэтому он не тонет. При плавлении льда разрушается лишь часть межмолекулярных связей, поэтому при температуре, близкой к 0 °С, жидкая вода содержит как остатки струк­туры льда, так и оторвавшиеся от них моле­кулы воды, которые размещаются в пустотах. Этим достигается более плотная упаковка молекул. Вследствие этого плотность воды в интервале от 0 до 4 °С повышается. При 4 °С плотность воды

наибольшая. Зависимость плотности воды от температуры. Расстояние между атомами кислорода соседних молекул льда равно 0,276 нм. С повышением температуры вследствие тепло­вого движения молекул воды среднее рас­стояние между атомами кислорода увеличи­вается. При 15 °С оно достигает 0,290 нм, а при 83 °С — 0,305 нм. Плотность воды, соот­ветственно, понижается. Это свойство воды очень важно для суще­ствования жизни на Земле. Зимой

намерзаю­щий лед не тонет в воде. Полости придают льду высокие теплоизоляционные свойства. Подо льдом сохраняется постоянная темпе­ратура. При охлаждении водоемов ниже 4 °С более холодная вода как менее плотная ос­тается сверху и перемешивание слоев пре­кращается. Имея структуру, сходную со строением кристаллической решетки алмаза, вода обла­дает свойствами твердых тел. Ничего стран­ного нет в том, что полноводные реки

про­мывают глубокие ущелья или широкие доли­ны в крепчайших породах. Образовавшиеся за миллионы лет обширнейшие равнины на десятки километров в глубину состоят из осадочных пород — продукта работы древ­них рек. При очень быстром ударе стальным бой­ком по тонкой струйке воды она рассыпает­ся на осколки, подобно стеклянной или квар­цевой палочке. Свойства воды как твердого тела широко используют в промышленности. Струя воды,

вытекающая из небольшого от­верстия с большой скоростью (давление в водяной камере свыше 1000 атм), режет ка­мень или стальной лист. Считается, что вода не сжимается. Одна­ко на глубине 10 км плотность морской воды на 4 % больше. Расчеты показывают, что если бы вода была совершенно несжи­маема, уровень океана поднялся бы на 30 м. В отличие от ковалентных водородные свя­зи при сильном сжатии (давлении) не раз­рушаются. В отсутствие силы

тяжести вода имеет форму шара, которую мы можем наблюдать при падении капель, а космонавты — в кос­мическом корабле. Сферическая форма воды связана с поверхностным натяжением, кото­рое обусловлено способностью молекул воды сцепляться (когезия). Это сцепление молекул вызвано водородными связями. Молекулы воды в поверхностном слое испы­тывают действие сил межмолекулярного притяжения только с одной стороны. Моле­кулы,