Состояния воды: характеристика, виды и изменения

Решение задач по фазовым переходам

С теорией разобрались — а теперь давайте практиковаться!

Задачка раз. Температура медного образца массой 100 г повысилась с 20 °С до 60 °С. Какое количество теплоты получил образец? Удельную теплоёмкость меди считать равной 380 Дж/(кг · °С)

Сначала нужно перевести массу в килограммы:

100 г = 0,1 кг

Берем формулу количества теплоты для нагревания вещества:

Q = cm(t_{конечная} − t_{начальная})

Подставляем числа:

Q = 380 · 0,1 · (60 − 20) = 1520 Дж

Ответ: образец получил 1520 Дж

Задачка два. Какое количество теплоты необходимо для плавления 2,5 т стали, взятой при температуре плавления? Удельная теплота плавления стали λ = 80 кДж/кг. Теплопотерями пренебречь.

Сначала нужно перевести массу в килограммы и удельную теплоту в Дж/кг:

2,5 т = 2500 кг

80 кДж/кг = 80 000 Дж/кг

Берем формулу количества теплоты для плавления вещества:

Q = λm

Подставляем числа:

Q = 80 000 · 2500 = 200 000 000 Дж = 200 МДж

Ответ: для плавления 2,5 т стали необходимо 200 МДж теплоты.

В чем разница между водой и льдом?

Лед — это твердая форма воды, имеющая определенную кристаллическую структуру, но вода не имеет такого регулярного расположения молекул. Итак, это ключевое различие между водой и льдом. Здесь эта разница возникает из-за наличия водородных связей между молекулами воды. В процессе замораживания водородные связи удерживают H2Молекулы O находятся на определенном расстоянии друг от друга, что придает льду кристаллическую структуру. Также этот процесс увеличивает громкость

Поэтому в качестве еще одного важного различия между водой и льдом мы можем сказать, что лед имеет более низкую плотность по сравнению с водой. Следовательно, он может плавать на воде

Кроме того, мы можем определить разницу между водой и льдом по их объему и плотности. То есть; при той же массе объем воды сравнительно меньше льда. Потому что плотность воды выше, чем у льда. Приведенная ниже инфографика о разнице между водой и льдом показывает больше различий между ними.

свойства воды

Благодаря поверхностному натяжению в воде могут передвигаться насекомые и пауки. Вода представляет собой вещество без запаха, цвета и вкуса, с нейтральным pH (7, ни кислая, ни щелочная). Он состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода в каждой молекуле.

Его частицы имеют огромные силы сцепления, удерживающие их вместе, поэтому они обладают значительным поверхностным натяжением (которое некоторые насекомые используют, чтобы «ходить» по воде) и требуют много энергии для изменения своего физического состояния.

Вода известна как «универсальный растворитель». потому что она может растворить больше веществ, чем любая другая жидкость

Кроме того, это важное соединение жизни и присутствует в больших количествах во всех живых организмах. Вода покрывает две трети всей площади нашей планеты

Слайд 17ПарПар – газообразная фаза воды. Если оставить воду в

открытой емкости, то она постепенно испарится – все её молекулы

перейдут в воздух. В то же время вода, находящаяся в плотно закупоренном сосуде, испаряется лишь частично, т.е. при определённом давлении водяных паров между водой и воздухом, находящимся над ней, устанавливается равновесие. Давление паров в равновесии зависит от температуры и называется давлением насыщенного пара (или его упругостью). Когда давление насыщенного пара сравнивается с внешним давлением, вода закипает. Испарение происходит даже с поверхности снега и льда, именно поэтому высыхает на морозе мокрое белье. Вопреки общепринятому мнению, пар невидим. Тот «пар», который вырывается из кипящего чайника, – это на самом деле множество мельчайших капелек воды.

Строение молекулы в различных агрегатных состояниях

Вода может быть в нескольких состояниях:

Жидком. Это ее преимущественное состояние в нормальных условиях. Жидкая вода образует многочисленные реки, ручьи, озёра, Мировой океан.
Твердом – это лед, а его кристаллы часто образуют иней или снег.
Газообразном — водяной пар.

Существуют также и переходные состояния жидкости, которые возникают при замерзании или испарении.

Строение молекулы воды, водородная связь способствует расположению молекул воды. Рассмотрим особенности каждого агрегатного состояния по отдельности.

Лед

Представляет собой твердое состояние воды.

Молекулы воды образуют слои, причём каждая молекула связана с тремя молекулами в своём слое и с одной молекулой соседнего слоя. Расстояние между атомами кислорода ближайших молекул равно 0,276 нм.

Атом кислорода связан с четырьмя атомами водорода: с двумя, расположенными на расстоянии 0,096 — 0,102 нм посредством валентных связей, и с двумя другими, находящимися на расстоянии 0,174 — 0,180 нм посредством водородных связей.

Жидкая вода

В отличие от структуры льда структура жидкой воды исследована ещё недостаточно.

Предполагается, что жидкая вода по своему строению представляет нечто среднее между кристаллами льда и паром.

В результате изучения молекулы воды с помощью инфракрасных и рентгеновых лучей было видно, что при температуре близкой к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы, практически так, как в кристаллах.

При температуре близкой к точке кипения они располагаются более свободно.

Водяной пар

Это газообразное агрегатное состояние воды.

При данном состоянии молекула воды не имеет структуры и состоит преимущественно из мономерных молекул воды, которые находятся на расстояние относительно друг друга.

Физические свойства.

Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0 ° С) и кипения (100 ° С). Толстый слой воды имеет голубой цвет, что обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества, ее удельная электропроводность равна 1,5 Ч 10 –8 Ом –1 Ч см –1 при 0 ° С. Сжимаемость воды очень мала: 43 Ч 10 –6 см 3 на мегабар при 20 ° С. Плотность воды максимальна при 4 ° С; это объясняется свойствами водородных связей ее молекул.

Историческая справка.

Идея древних философов о том, что все в природе образуют четыре элемента (стихии): земля, воздух, огонь и вода, просуществовала вплоть до Средних веков

В 1781 Г.Кавендиш сообщил о получении им воды при сжигании водорода, но не оценил в полной мере важности своего открытия. Позже (1783) А.Лавуазье доказал, что вода вовсе не элемент, а соединение водорода и кислорода

Й.Берцелиус и П.Дюлонг (1819), а также Ж.Дюма и Ж.Стас (1842) установили весовой состав воды, пропуская водород через оксид меди, взятый в строго определенном количестве, и взвешивая образовавшиеся медь и воду. Исходя из этих данных, они определили отношение Н:О для воды. Кроме того, в 1820-х годах Ж.Гей-Люссак измерил объемы газообразных водорода и кислорода, которые при взаимодействии давали воду: они соотносились между собой как 2:1, что, как мы теперь знаем, отвечает формуле Н2О.

Из чего состоит вода

При обычных условиях вода выглядит как прозрачная жидкость. У нее отсутствуют вкус и запах. При небольшой толщине слоя не наблюдается даже цвета.

Вода является отличным растворителем. В природе в ней постоянно находятся растворенные газы и соли. При соединении атомов кислорода с водородом получается молекула воды. Поскольку более сильными являются водородные соединения, то, когда происходит их разрыв, они прикрепляются к иным веществам, помогая тем растворяться.

Из-за своего малого размера каждую молекулу растворенного вещества окружают очень много молекул воды. Благодаря этому в ней присутствуют отрицательные и положительные ионы.

Чистая вода является еще и хорошим изолятором с концентрацией протонов и гидроксильных ионов в количестве 10-7 моль/л, это позволяет ей проводить электричество. Именно по ее электропроводности можно оценивать чистоту жидкости.

При взаимодействии с другими веществами состав воды не изменяется, что играет особую роль в жизни любого живого организма

Ведь очень важно, чтобы жидкостные растворы, через которые в организм поступают полезные вещества, не изменялись

Кроме того, вода хорошо поглощает инфракрасное и микроволновое излучение, а также способна хранить в себе память о веществах, которые были в ней растворены.

Элементы

Проходя гидрологический цикл: испарение, конденсацию и выпадение в виде осадков вода может дополняться разными химическими элементами, которые можно разделить на 6 категорий. Рассмотрим информацию в таблице № 1.

Таблица № 1 «Элементы, которые могут входить в состав воды».

Ионы	Na, K, Mg, Ca, анионы: Cl, HCO3 и SO4. Эти компоненты находятся в воде в наибольшем, по сравнению с другими, количестве.
Растворенные газы	Кислород, азот, сероводород, углекислый газ и прочие. Количество каждого газа в воде напрямую зависит от ее температуры.
Биогенные элементы	Главными из них являются фосфор и азот, которые поступают в жидкость из осадков
Микроэлементы	Их насчитывается около 30 видов: бром, селен, медь, цинк и т. д. Показатели их в составе воды очень малы и колеблются от 0,1 до микрограмма на 1 литр.
Органические вещества	Спирты, углеводы, альдегиды, фенолы, пептиды и прочее.
Токсины	Тяжелые металлы и продукты нефтепереработки.

В настоящий момент доступны специальные методы очистки, которые эффективно борются с вредными химическими соединениями.

Вода также может содержать в себе магний и катионы кальция. В зависимости от этого ее подразделяют на мягкую и жесткую.

По изотопам водорода в молекуле воды можно говорить о легкой воде, тяжелой и сверхтяжелой воде.

Что такое лед?

Лед — это твердая форма воды. Когда мы называем воду ниже 0оC начинает замерзать с образованием льда. Лед бывает прозрачным или слегка непрозрачным. Однако иногда он имеет цвет в зависимости от содержащихся в нем примесей. Кроме того, это соединение имеет упорядоченную правильную кристаллическую структуру.

Водородные связи важны для создания этой упорядоченной твердой структуры во льду. Водородные связи удерживают H₂Молекулы O находятся на определенном расстоянии друг от друга, образуя кристаллическую структуру. При этом объем той же массы H₂O расширяется (это означает, что при замерзании масса воды становится сравнительно большим, образуя лед). Поскольку при замерзании объем воды увеличивается, плотность льда ниже, чем у воды. Следовательно, он может плавать на воде. Это предотвращает замерзание воды на дне водоемов в зимний период, тем самым защищая водную жизнь.

Гидраты.

Многие соединения всегда содержат определенное число молекул воды и называются поэтому гидратами. Природа образующихся при этом связей может быть разной. Например, в пентагидрате сульфата меди, или медном купоросе CuSO₄ Ч 5H₂O, четыре молекулы воды образуют координационные связи с ионом сульфата, разрушающиеся при 125 ° С; пятая же молекула воды связана так прочно, что отрывается лишь при температуре 250 ° С. Еще один стабильный гидрат – серная кислота; она существует в двух гидратных формах, SO₃ Ч H₂O и SO₂(OH)₂, между которыми устанавливается равновесие. Ионы в водных растворах тоже часто бывают гидратированы. Так, Н + всегда находится в виде иона гидроксония Н₃О + или Н₅О₂ + ; ион лития – в виде Li (H₂O)₆ + и т.д. Элементы как таковые редко находятся в гидратированной форме. Исключение составляют бром и хлор, которые образуют гидраты Br₂ Ч 10 H₂O и Cl₂ Ч 6H₂О. Некоторые обычные гидраты содержат кристаллизационную воду, например хлорид бария BaCl₂ Ч 2H₂O, английская соль (сульфат магния) MgSO₄ Ч 7H₂O, питьевая сода (карбонат натрия) Na₂CO₃ Ч 10 H₂O, глауберова соль (сульфат натрия) Na₂SO₄ Ч 10 H₂O. Соли могут образовывать несколько гидратов; так, сульфат меди существует в виде CuSO₄ Ч 5H₂O, CuSO₄ Ч 3H₂O и CuSO₄ Ч H₂O. Если давление насыщенного пара гидрата больше, чем атмосферное давление, то соль будет терять воду. Этот процесс называется выцветанием (выветриванием). Процесс, при котором соль поглощает воду, называется расплыванием.

Слайд 5Физические свойства водыБлагодаря сильному притяжению между молекулами у воды

высокие температуры плавления (0° С) и кипения (100° С). Голубой

цвет толстых слоёв воды обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества. Сжимаемость воды очень мала. Вязкость воды с ростом температуры быстро уменьшается и при 100° С оказывается в 8 раз меньше, чем при 0° С. При обычном давлении 760 мм рт. ст. вода кипит при 100° С, а на высоте 2900 м над уровнем моря атмосферное давление падает до 525 мм рт. ст. и температура кипения оказывается равной 90° С.

Изменения в состоянии воды

Как мы видели в некоторых из предыдущих случаев, вода может переходить из одного состояния в другое, просто изменяя свой температурный режим. Это можно сделать в том или ином направлении, и мы дадим каждому процессу свое имя:

Испарение. Переход из жидкости в газ повышает температуру воды до 100°С. Именно это происходит с кипящей водой, поэтому для нее характерно бурление.
Конденсация. Переход из газообразного состояния в жидкое за счет потери тепла. Вот что происходит, когда водяной пар конденсируется на зеркале в ванной: поверхность зеркала холоднее, и пар, осевший на нем, становится жидким.
Замораживание. Переход из жидкого состояния в твердое понижает температуру воды ниже 0°С. Вода замерзает, образуя лед, как это происходит в наших холодильниках или на горных вершинах.
Плавление: превращает твердую воду в жидкость, тепло в лед. Этот процесс является обычным и его можно увидеть, когда мы добавляем лед в напиток.
Сублимация. Процесс перехода из газообразного состояния в твердое, в данном случае из водяного пара непосредственно в лед или снег. Для этого нужны весьма специфические условия температуры и давления, поэтому это явление происходит на вершинах гор, например, при засухе в Антарктиде, где нет жидкой воды.
Обратная сублимация: Непосредственное превращение твердого тела в газообразное, то есть из льда в пар. Мы можем наблюдать это в очень засушливой среде, например, в самой полярной тундре или на вершинах гор, где по мере увеличения солнечной радиации большая часть льда сублимируется непосредственно в газ, минуя жидкую фазу.

Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о состояниях воды и ее характеристиках.

Мягкая и жесткая вода.

Жесткая вода содержит в больших количествах соли кальция и магния. Они растворяются в воде при протекании по породам, сложенным гипсом (СaSO₄), известняком (СаСО₃) или доломитом (карбонаты Mg и Са). В мягкой воде этих солей мало. Если вода содержит сульфат кальция, то говорят, что она обладает постоянной (некарбонатной) жесткостью. Ее можно умягчить добавлением карбоната натрия; это приведет к осаждению кальция в виде карбоната, а в растворе останется сульфат натрия. Соли натрия не вступают в реакцию с мылом, и расход его будет меньше, чем в присутствии солей кальция и магния.

Вода, обладающая временной (карбонатной) жесткостью, содержит бикарбонаты кальция и магния; ее можно умягчить несколькими способами: 1) нагреванием, приводящим к разложению бикарбонатов на нерастворимые карбонаты; 2) добавлением известковой воды (гидроксида кальция), в результате чего бикарбонаты превращаются в нерастворимые карбонаты; 3) с помощью обменных реакций.

Вода, содержащая в большом количестве растворенный диоксид углерода, просачиваясь через известняковые породы, растворяет их, что приводит к образованию пещер. При повышении температуры начинается обратный процесс: бикарбонат разлагается и вновь образуется известняк. Именно из него состоят сталактиты и сталагмиты.

Виды изомерии

Различают два основных вида изомерии: структурную и пространственную (стереоизомерию).

Структурные изомеры отличаются друг от друга взаимным расположением атомов в молекуле; стереоизомеры — расположением атомов в пространстве.

Структурная изомерия

Структурные изомеры – соединения с одинаковым составом, но различным порядком связывания атомов, т.е. с различным химическим строением. Молекулярная формула у структурных изомеров одинаковая, а структурная различается.

1. Изомерия углеродного скелета: вещества различаются строением углеродной цепи, которая может быть линейная или разветвленная.

Например, молекулярной формуле С₅Н₁₂ соответствуют три изомера:

2. Изомерия положения обусловлена различным положением кратной связи, функциональной группы или заместителя при одинаковом углеродном скелете молекул.

2.1. Изомерия положения функциональной группы. Например, существует два изомерных предельных спирта с общей формулой С₃Н₈О: пропанол-1 (н-пропиловый спирт) пропанол-2 (изопропиловый спирт):

2.2. Изомерия положения кратной связи может быть вызвана различным положением кратной (двойной или тройной) связи в непредельных соединениях. Например, в бутене-1 и бутене-2:

2.3. Межклассовая изомерия – ещё один вид структурной изомерии, когда вещества из разных классов веществ имеют одинаковую общую формулу.

Например, формуле С₂Н₆О соответствуют: спирт (этанол) и простой эфир (диметиловый эфир):

Пространственная изомерия

Пространственные изомеры – это вещества с одинаковым составом и химическим строением, но с разным пространственным расположением атомов в молекуле. Виды пространственной изомерии – геометрическая (цис—транс) и оптическая изомерия.

1. Геометрическая изомерия (или цис-транс-изомерия)

Геометрическая изомерия характерна для соединений, в которых различается положение заместителей относительно плоскости двойной связи или цикла.

Например, для алкенов и циклоалканов.

Двойная связь не имеет свободного вращения вокруг своей оси.

Поэтому заместители у атомов углерода при двойной связи могут быть расположены либо по одну сторону от плоскости двойной связи (цис-изомер), либо по разные стороны от плоскости двойной связи (транс-изомер). При этом никаким вращением нельзя получить из цис-изомера транс-изомер, и наоборот.

Например, бутен-2 существует в виде цис— и транс-изомеров

1,2-Диметилпропан также образует цис-транс-изомеры:

Геометрические изомеры различаются по физическим свойствам (температура кипения и плавления, растворимость, дипольный момент и др.). Например, температура кипения цис-бутена-2 составляет 3,73 оС, а транс-бутена-2 0,88оС.

Например, в молекуле бутена-1 CH₂=CH-CH₂-CH₃ заместители у первого атома углерода при двойной связи (два атома водорода) одинаковые, и цис—транс-изомеры бутен-1 не образует. А вот в молекуле бутена-2 CH₃—CH=CH-CH₃ заместители у каждого атома углерода при двойной связи разные (атом водорода и метильная группа CH₃), поэтому бутен-2 образует цис— и транс-изомеры.

Таким образом, для соединений вида СH₂=СHR и СR₂=СHR’ цис—транс-изомерия не характерна.

2. Оптическая изомерия

Оптические изомеры – это пространственные изомеры, молекулы которых соотносятся между собой как предмет и несовместимое с ним зеркальное изображение.

Оптическая изомерия свойственна молекулам веществ, имеющих асимметрический атом углерода.

Асимметрический атом углерода — это атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями.

Такие молекулы обладают оптической активностью — способностью к вращению плоскости поляризации света при прохождении поляризованного луча через раствор вещества.

Например, оптические изомеры образует 3-метилгексан:

Классификация органических соединений

Классификацию органических веществ определяют строение углеродной цепи (углеродного скелета) и наличие и особенности строения функциональных групп.

Углеродный скелет – это последовательность соединенных между собой атомов углерода в органической молекуле.

Функциональная группа – это атом или группа атомов, которая определяет принадлежность молекулы к определенному классу органических веществ и химические свойства, соответствующие данному классу веществ.

Классификация органических веществ по составу
Углеводороды	Кислородсодержащие вещества	Азотсодержащие вещества
Состоят из атомов углерода и водорода	Содержат также атомы кислорода	Содержат также атомы азота

Как второе жидкое состояние воды удалось зафиксировать

Спустя 30 лет ученым-физикам наконец удалось доказать, что вода действительно может иметь, как минимум, два состояния. Результаты опытов опубликованы в журнале Science. Для эксперимента авторы использовали два фемтосекундных лазера. Один из них инфракрасный, который позволяет моментально нагревать лед и превращать его в воду. Второй, рентгеновский, использовался для зондирования образца, то есть позволял ученым отслеживать в каком состоянии находится вода в тот или иной момент времени.

В результате им удалось зафиксировать образование необычных пузырей, которые содержали воду во втором жидком состоянии. Правда, существовала она непродолжительное время — от 20 наносекунд до 3 микросекунд. Через несколько микросекунд вода переходила в твердое состояние. Но главное, что теория тридцатилетней давности была подтверждена.

Вопросы и задачи

Останется ли целой доверху заполненная водой закупоренная стеклянная бутылка, если ее опустить в тающий лед?
Ко дну сосуда с водой изнутри приморожен шарик изо льда. Изменится ли уровень воды в сосуде, когда лед растает?
Можно ли расплавить олово в горячей воде? А заморозить воду расплавленным металлом?
Капельки тумана могут оставаться жидкими и при температуре -30 °С. Почему?
При первых морозах водоемы легче замерзают, если идет снег. Как это объяснить?
Какая физическая ошибка допущена в стихотворении о капле: «Она жила и по стеклу текла, но вдруг ее морозом оковало, и неподвижной льдинкой капля стала, а в мире поубавилось тепла»?
Почему превращение в воду плавающих в море льдов не приводит к наводнениям, тогда как растопление льда, покоящегося на острове Гренландия, вызвало бы катастрофический подъем уровня океана?
Удельная теплота плавления меди значительно меньше, чем у льда. Значит ли это, что для плавления медной пластинки в зимних условиях потребуется меньше энергии, чем для плавления льдинки той же массы?
Почему ожоги паром опаснее ожогов кипятком?
Что быстрее потушит пламя — кипяток или холодная вода?
В кастрюле с тяжелой крышкой вскипятили воду. Сняв кастрюлю с плиты, ей дали слегка остыть, затем в спокойную воду насыпали чайную заварку, и вода бурно закипела. Почему?
Желая ускорить процесс варки, хозяйка усилила огонь под кастрюлей, в которой кипела вода. Верно ли поступила хозяйка?
Одинаковы ли показания термометров, один из которых помещен у поверхности кипящей воды, а другой — в ее толще?
Стакан с небольшим количеством воды поставили под колокол воздушного насоса и стали откачивать воздух. Почему вода сначала закипела, а потом замерзла?
Воду вскипятили в круглодонной колбе, колбу закупорили и перевернули. Если теперь на дно колбы положить немного снега или облить ее холодной водой, то вода в колбе закипит. Как это объяснить?
В каком случае «точка росы» становится «точкой инея»?
Иногда поверхности окон запотевают. Какие это поверхности — внешние или внутренние?
При критической температуре удельная теплота парообразования любой жидкости, в том числе и воды, равна нулю. Почему?
Какого цвета водяной пар?

Слайд 16Когда слой льда становится очень толстым, то лёд под

своей тяжестью начинает течь. Поэтому ледники хоть и медленно, но

постоянно движутся. Обычно горные ледники, например, на Кавказе, за год «проходят» от 10 до 100 метров. Однако иногда скорость движения ледника может составить 100 метров в сутки. Такие «бегуны»-ледники оборачиваются стихийным бедствием.Ученые подсчитали, что если всю массу современных ледников распределить равномерно по поверхности Земли, то толщина ледового панциря составит 50 м. Такие колоссальные ледовые скопления играют в жизни нашей планеты большую роль. Они являются «кладовыми» пресной воды: в ледниках находится две трети мировых запасов пресной воды. Горные реки, вытекающие из ледников, несут воду вниз на равнины.

состояние воды

Все мы знаем, что такое вода, и мы знаем три ее формы, известные как ее физические состояния: жидкие (вода), твердые (лед) и газообразные (пар). Это три формы, в которых вода может находиться в природе, совершенно не меняя своего химического состава: Н2О (водород и кислород).

Состояние воды зависит от давления, которое ее окружает, и температуры, которой она подвергается, то есть условий окружающей среды. Следовательно, манипулируя этими условиями, жидкая вода может быть преобразована в твердое или газообразное состояние и наоборот.

Учитывая важность воды для жизни и ее изобилие на Земле, ваше физическое состояние используется в качестве эталона во многих системах измерения и поэтому может сравниваться с другими материалами и веществами

Давление паров.

Если оставить воду в открытой емкости, то она постепенно испарится – все ее молекулы перейдут в воздух. В то же время вода, находящаяся в плотно закупоренном сосуде, испаряется лишь частично, т.е. при определенном давлении водяных паров между водой и воздухом, находящимся над ней, устанавливается равновесие. Давление паров в равновесии зависит от температуры и называется давлением насыщенного пара (или его упругостью). Когда давление насыщенного пара сравнивается с внешним давлением, вода закипает. При обычном давлении 760 мм рт.ст. вода кипит при 100 ° С, а на высоте 2900 м над уровнем моря атмосферное давление падает до 525 мм рт.ст. и температура кипения оказывается равной 90 ° С.

Испарение происходит даже с поверхности снега и льда, именно поэтому высыхает на морозе мокрое белье.

Вязкость воды с ростом температуры быстро уменьшается и при 100 ° С оказывается в 8 раз меньше, чем при 0 ° С.

Различные состояния воды и их характеристики

сеть

В жидком состоянии вода текуча и гибка. Состояние, с которым мы больше всего связаны, — это жидкое состояние, самое плотное и непостижимое, и самое распространенное на нашей планете. В жидком состоянии, частицы воды расположены близко друг к другу, но не слишком близко друг к другу. Следовательно, жидкая вода обладает гибкостью и текучестью жидкостей, но теряет свою форму, чтобы принять форму сосуда, в котором она находится.

Поэтому жидкая вода требует определенных условий энергии (теплоты, температуры) и давления. Вода представляет собой жидкость при температуре от 0 до 100°С и нормальном атмосферном давлении. Однако, если он подвергается более высокому давлению (перегретая вода), он может превысить свою точку кипения и в жидком состоянии может достичь критической температуры 374 ° C, самой высокой температуры, при которой газ может сжижаться. Жидкая вода обычно находится в океанах, озерах, реках и подземных отложениях, но она также находится внутри живых организмов.

Твердое состояние

Твердое состояние воды, часто называемое льдом, Это достигается снижением его температуры до 0°С и ниже. Одна из странностей замороженной воды заключается в том, что она увеличивает объем по сравнению с жидкой формой. То есть лед менее плотный, чем вода (вот почему лед плавает).

Внешний вид льда твердый, хрупкий и прозрачный, от белого до голубого, в зависимости от чистоты и толщины слоя. При некоторых условиях, может временно оставаться в полутвердом состоянии, называемом снегом.

Твердая вода обычно встречается в ледниках, горных вершинах, вечной мерзлоте (вечной мерзлоте) и на внешних планетах Солнечной системы, а также в наших морозильных камерах.

Газообразный

Газообразное состояние воды, известное как пар или водяной пар, это обычный компонент нашей атмосферы, и он присутствует даже при каждом вздохе.. При низком давлении или высокой температуре вода испаряется и стремится подняться вверх, потому что водяной пар менее плотный, чем воздух.

Пока человек находится на уровне моря (1 атмосфера), переход в газообразное состояние происходит при 100°C.. Газообразная вода образует облака, которые мы видим в небе, находится в воздухе, которым мы дышим (особенно в наших выдохах), и в тумане, который появляется в холодные влажные дни. Если мы поставим кастрюлю с водой кипеть, мы также можем это увидеть.