Вода́ (оксидводорода) —
бинарноенеорганическое
соединение с химической
формулой Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода
и одного — кислорода,
которые соединены между собой ковалентной
связью. При нормальных
условиях представляет собой прозрачную жидкость,
не имеет цвета
(в малом объёме),
запаха
и вкуса.
В твёрдомсостоянии
называется льдом
(кристаллы льда могут образовывать снег или
иней),
а в газообразном —
водяным паром.
Вода также может существовать в виде жидких
кристаллов (на гидрофильных
поверхностях)[3][4].
Около 71 % поверхности
Земли
покрыто водой (океаны,
моря,
озёра,
реки,
льды) — 361,13 млн км2[5][6].
На Земле примерно 96,5 % воды приходится на океаны, 1,7 % мировых запасов
составляют грунтовые воды, ещё 1,7 % — ледники и ледяные шапки Антарктиды
и Гренландии,
небольшая часть находится в реках, озёрах и болотах,
и 0,001 % в облаках (образуются из взвешенных в воздухе частиц льда и жидкой
воды)[7][8]. Бо́льшая часть земной воды — солёная,
непригодная для сельского
хозяйства и питья. Доля пресной
составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и
грунтовых водах.
Менее 0,3 % всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере,
и ещё меньшее количество (0,003 %) находится в живых организмах[7].
Является хорошим сильнополярнымрастворителем.
В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли,
газы).
Исключительно важна
роль воды в возникновении и поддержании жизни
на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата
и погоды.
Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на планете Земля[9].
Химические
названия воды
С формальной точки
зрения вода имеет несколько различных корректных химических
названий:
• Оксид водорода:
бинарное соединение водорода с атомом кислорода в степени окисления −2
• Гидроксид водорода:
соединение гидроксильной группы OH- и катиона
(H+)
• Гидроксильная
кислота:
воду можно рассматривать как соединение катиона H+, который может быть
замещён металлом, и «кислотного остатка» OH-
• Монооксид дигидрогена
• Оксидан
• Дигидромонооксид
Свойства воды
Физические свойства
Вода при нормальных
условиях находится в жидком состоянии, тогда как аналогичные водородные
соединения других элементов являются газами (H2S, CH4,
HF). Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45°
(104°27′). Из-за большой разности электроотрицательностейатомовводорода
и кислородаэлектронные
облака сильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула воды
обладает большим дипольным
моментом (p = 1,84 Д, уступает
только синильной кислоте).
Каждая молекула воды образует до четырёх водородных
связей — две из них образует атом кислорода и две — атомы водорода[10]. Количество водородных связей и их разветвлённая структура
определяют высокую температуру кипения воды и её удельную теплоту парообразования[10]. Если бы не было водородных связей, вода, на основании
места кислорода в таблице Менделеева и температур кипения гидридов аналогичных кислороду
элементов (серы,
селена,
теллура),
кипела бы при −80 °С, а замерзала при −100 °С[11].
При переходе в твёрдое
состояние молекулы воды упорядочиваются, при этом объёмы пустот между молекулами
увеличиваются, и общая плотность воды падает, что и объясняет меньшую плотность
(больший объём) воды в фазе льда. При испарении, напротив, все водородные связи
рвутся. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная
теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы
нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить 4,1868 кДж энергии.
Благодаря этому свойству вода нередко используется как теплоноситель.
Помимо большой удельной теплоёмкости, вода также имеет большие значения удельной теплоты
плавления (333,55 кДж/кг при 0 °C) и парообразования
(2250 кДж/кг).
Температура
°С |
Удельная
теплоёмкость воды
кДж/(кг*К) |
-60
(лёд) |
1,64 |
-20
(лёд) |
2,01 |
-10
(лёд) |
2,22 |
0 (лёд) |
2,11 |
0 (чистая
вода) |
4,218 |
10 |
4,192 |
20 |
4,182 |
40 |
4,178 |
60 |
4,184 |
80 |
4,196 |
100 |
4,216 |
Вода обладает также
высоким поверхностным натяжением, уступая в этом только ртути[12][13][14][15]. Относительно высокая вязкость воды обусловлена
тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.
Вода является хорошим
растворителем
полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды,
причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают
атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула
воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого
вещества.
Это свойство воды
используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают
во взаимодействие растворы различных веществ в воде[16]. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных
и многоклеточных живых существ на Земле.
Вода обладает отрицательным
электрическим
потенциалом поверхности.
Капля, ударяющаяся о поверхность воды
Чистая вода —
хороший изолятор.
При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов
(точнее, ионов гидроксония
H3O+) и гидроксильных
ионов OH− составляет 10-7 моль/л. Но поскольку
вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные
соли, то есть присутствуют другие положительные и отрицательные ионы. Благодаря
этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её
чистоту.
Вода имеет показатель
преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает
инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом,
отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному
моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип
действия микроволновой
печи.
Агрегатные состояния
Фазовая диаграмма
воды: по вертикальной оси — давление
в Па, по
горизонтальной — температура в Кельвинах.
Отмечены критическая
(647,3 K; 22,1 МПа) и тройная
(273,16 K; 610 Па) точки. Римскими цифрами отмечены различные структурные
модификации льда
Основные
статьи: Водяной пар,
Лёд,
Фазовая
диаграмма воды
По состоянию
различают:
• «Твёрдое» —
лёд
• «Жидкое» —
вода
• «Газообразное» —
водяной пар
Типы снежинок.
При нормальном
атмосферном давлении (760 мм рт. ст.,
101 325 Па) вода
переходит в твёрдое состояние при температуре в 0 °C и кипит
(превращается в водяной пар) при температуре 100 °C (температура
0 °C и 100 °C были специально выбраны как температура таяния льда и кипения
воды при создании температурной
шкалы «по Цельсию»). При снижении давления температура таяния (плавления)
льда медленно растёт, а температура кипения воды — падает. При давлении в
611,73 Па (около 0,006 атм) температура
кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такие давление и
температура называются тройной точкой
воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд
превращается непосредственно в пар. Температура возгонки (сублимации)
льда падает со снижением давления. При высоком давлении существуют модификации льда с температурами
плавления выше комнатной.
С ростом давления
температура кипения воды растёт[17]:
Давление,
атм. |
Ткип,
гр. Цельсия |
0,987
(105 Па — нормальные условия) |
+99.63° |
1 |
+100° |
2 |
+120° |
6 |
+158° |
218,5 |
+374,1° |
При росте давления
плотность насыщенного водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды —
падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении
22,064 МПа
(218 атм) вода
проходит критическую
точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной
воды совпадают. При более высоком давлении и/или температуре исчезает разница между
жидкой водой и водяным паром. Такое агрегатное состояние называют «сверхкритическая
жидкость».
Вода может находиться
в метастабильных
состояниях — пересыщенный пар,
перегретая
жидкость, переохлаждённая
жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они
неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. Например,
можно получить переохлаждённую жидкость, охладив чистую воду в чистом сосуде ниже
0 °C, однако при появлении центра кристаллизации жидкая вода быстро превращается
в лёд.
Советский учёный Б. В. Дерягин
заявлял, что существует тип воды, которая имеет плотность на 40 % выше нормальной
и закипает при температуре +300°С. Эта разновидность воды была якобы открыта им
на поверхности кристаллов кварца[10]. Позднее Дерягин опроверг собственные утверждения,
объяснив свою ошибку неряшливо поставленным экспериментом.
Оптические свойства
Оптические свойства
воды оцениваются по ее прозрачности, которая в свою очередь зависит от длины волны
луча, проходящего через воду. Вследствие поглощения оранжевых и красных компонентов
видимого света вода приобретает голубоватую окраску. Вода прозрачна только для видимых
лучей и сильно поглощает инфракрасную радиацию, поэтому на инфракрасных фотографиях
водная поверхность всегда получается черной. Ультрафиолетовые лучи легко проходят
через воду, поэтому растительные организмы способны развиваться в толще воды и на
дне водоемов, инфракрасные лучи проникают только в поверхностный слой. Вода отражает
5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85%. Под лед океана проникает
только 2% солнечного света.
Изотопные модификации воды
Основная
статья: Изотопный состав
воды
И кислород, и водород
имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов
водорода, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды:
• Лёгкая вода (основная
составляющая привычной людям воды)
.
• Тяжёлая вода (дейтериевая)
.
• Сверхтяжёлая вода
(тритиевая)
.
• тритий-дейтериевая
вода
• тритий-протиевая
вода
• дейтерий-протиевая
вода
Последние три вида
возможны, так как молекула воды содержит два атома водорода. Протий —
самый лёгкий изотоп водорода, дейтерий
имеет атомную массу 2,0141017778 а. е. м., тритий —
самый тяжёлый, атомная масса 3,0160492777 а. е. м. В воде из-под крана тяжелокислородной
воды (H2O17 и H2O18) содержится больше,
чем воды D2O16: их содержание, соответственно, 1,8 кг
и 0,15 кг на тонну[11].
Хотя тяжёлая вода
часто считается мёртвой водой, так как живые организмы в ней жить не могут, некоторые
микроорганизмы могут быть приучены к существованию в ней[11].
По стабильным изотопам
кислорода 16O, 17O и 18O существуют
три разновидности молекул воды. Таким образом, по изотопному составу существуют
18 различных молекул воды. В действительности любая вода содержит все разновидности
молекул.
Химические свойства
Вода является наиболее
распространённым растворителем на планете Земля,
во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при
её зарождении как науки, начиналась именно как химия
водных растворов веществ.
Её иногда рассматривают,
как амфолит —
и кислоту и основание одновременно (катион
H+ анион
OH−). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация
гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония),
pKa
≈ 16.
Вода — химически
активное вещество. Сильно полярные молекулы воды сольватируют
ионы и молекулы, образуют гидраты
и кристаллогидраты.
Сольволиз, и в частности гидролиз,
происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической
промышленности.
• Воду можно
получить в ходе реакций:
•
• В ходе
реакций
нейтрализации:
•
• Восстановлением
оксидов металлов водородом:
Под воздействием очень
высоких температур или электрического тока (при электролизе)[18], а также под воздействием ионизирующего
излучения, как установил в 1902 году[19] Фридрих Гизель[en]
при исследовании водного раствора бромида радия[20], вода разлагается на молекулярный кислород
и молекулярный водород:
•
• Вода реагирует
при комнатной температуре:
•
• с активными
металлами
(натрий,
калий,
кальций,
барий
и др.)
•
• со фтором
и межгалоидными соединениями
(при низких температурах)
•
• с солями,
образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз:
•
• с ангидридами
и галогенангидридами карбоновых и неорганических кислот
•
• с активными
металлорганическими соединениями (диэтилцинк, реактивы Гриньяра, метилнатрий и т. д.)
•
• с карбидами,
нитридами,
фосфидами,
силицидами,
гидридами
активных металлов (кальция, натрия, лития и др.)
•
• со многими
солями, образуя гидраты
•
• с боранами,
силанами
•
• с кетенами,
недоокисью углерода
•
• с фторидами
благородных газов
Вода реагирует при
нагревании:
•
• с железом,
магнием:
•
• с углем,
метаном:
•
• с некоторыми
алкилгалогенидами
Вода реагирует в присутствии
катализатора:
•
• с амидами,
эфирами карбоновых кислот;
•
• с ацетиленом
и другими алкинами;
•
• с алкенами;
•
• с нитрилами.
Виды воды
Вода на Земле может
существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом и
приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать друг с другом:
водяной пар и
облака
в небе,
морская вода
и айсберги,
ледники
и реки на
поверхности земли, водоносные слои
в земле. Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических
веществ. Из-за важности воды, «как источника жизни», её нередко подразделяют на
типы по различным принципам.
По особенностям происхождения,
состава или применения, выделяют, в числе прочего:
• Мягкая вода и жёсткая вода —
по содержанию катионов кальция и магния
• По изотопам
водорода в молекуле:
• Лёгкая вода (по составу
почти соответствует обычной)
• Тяжёлая вода (дейтериевая)
• Сверхтяжёлая вода
(тритиевая)
• Пресная вода
• Дождевая вода
• Морская вода
• Подземные воды
• Минеральная вода
• Солоноватая вода (en:Brackish water)
• Питьевая вода, Водопроводная
вода
• Дистиллированная вода
и деионизированная
вода
• Сточные воды
• Ливневая вода или поверхностные
воды
• Апирогенная вода
• Мёртвая вода и Живая вода —
виды воды со сказочными
свойствами
• Лёд-девять (вымышленный материал)
• Святая вода —
особый вид воды с мистическими свойствами согласно религиозным учениям
• Поливода
• Структурированная вода — термин, применяемый в различных неакадемических
теориях.
• Талая вода
Вода в природе
См. также:
Роль воды в
клетке
В атмосференашей планеты
вода находится в виде капель малого размера, в облаках
и тумане,
а также в виде пара.
При конденсации
выводится из атмосферы в виде атмосферных
осадков (дождь,
снег,
град,
роса).
В совокупности жидкая водная оболочка Земли называется гидросферой,
а твёрдая криосферой.
Вода является важнейшим веществом всех живых организмов на Земле. Предположительно,
зарождение жизни
на Земле произошло в водной среде.
Мировой океан содержит
более 97,54 % земной воды, подземные воды — около 0,63 %, ледники —
1,81 %, реки и озера — 0,009 %, материковые солёные воды —
0,007 %, атмосфера — 0,001 %[6].
Атмосферные
осадки
Основная
статья: Атмосферные
осадки
Атмосфе́рные
осадки (также гидрометеоры[1]) — вода в
жидком
или твёрдом состоянии, выпадающая из облаков
или осаждающаяся из воздуха
на земную поверхность и какие-либо предметы.
Различают:
• обложные осадки, связанные преимущественно с тёплыми
фронтами;
• ливневые осадки, связанные преимущественно с холодными
фронтами.
Осадки измеряются
толщиной слоя выпавшей воды в миллиметрах. В среднем на земном шаре выпадает около
1000 мм осадков в год, а в пустынях и в высоких широтах — менее
250 мм в год.
На метеорологических
станциях измерение количества осадков производится осадкомерами
(до 1950-х годов использовались дождемеры),
а интенсивность жидких осадков измеряется плювиографами.
Для больших площадей интенсивность осадков оценивается приближённо с помощью метеорологических
радиолокаторов.
Осадки — одно
из звеньев влагооборота на
Земле.
Многолетнее, среднемесячное,
сезонное, годовое количество осадков, их распределение по земной поверхности, годовой
и суточный ход, повторяемость, интенсивность являются определяющими характеристиками
климата,
имеющими существенное значение для сельского хозяйства и многих других отраслей
народного хозяйства.
Классификация осадков
Осадки,
выпадающие на земную поверхность
Обложные
осадки
Дождь
Переохлаждённый
дождь
Ледяной дождь
Снег
Дождь
со снегом
Моросящие
осадки
Морось
Переохлаждённая
морось
Снежные
зёрна
Ливневые
осадки
Ливневый
дождь
Ливневый
снег
Ливневый
дождь со снегом
Снежная
крупа
Ледяная
крупа
Град
Неклассифицированные
осадки
Ледяные
иглы
Золяция
Осадки,
образующиеся на поверхности земли и на предметах
Роса
Иней
Кристаллическая
изморозь
Зернистая
изморозь
Гололёд
Гололедица
Вода за пределами Земли
Основная
статья: Внеземная вода
Вода — чрезвычайно
распространённое вещество в космосе, однако из-за высокого
внутрижидкостного давления вода не может существовать в жидком состоянии в условиях
вакуума космоса, отчего она представлена только в виде пара или льда.
Одним из наиболее
важных вопросов, связанных с освоением космоса человеком
и возможности возникновения жизни на других планетах,
является вопрос о наличии воды за пределами Земли в достаточно большой концентрации.
Известно, что некоторые кометы более, чем на
50 % состоят из водяного льда. Не стоит, впрочем, забывать, что не любая водная
среда пригодна для жизни.
В результате бомбардировки
лунного кратера, проведённой 9 октября 2009 года НАСА с использованием космического
аппарата LCROSS, впервые были получены
достоверные свидетельства наличия на спутнике Земли водяного льда в больших объёмах[21].
Вода широко распространена
в Солнечной системе. Наличие
воды (в основном в виде льда) подтверждено на многих спутниках Юпитера и Сатурна:
Энцеладе[22][23], Тефии, Европе, Ганимеде и др. Вода присутствует
в составе всех комет и многих астероидов. Учёными предполагается, что многие транснептуновые объекты
имеют в своём составе воду.
Вода в виде паров содержится в атмосфере
Солнца (следы)[24], атмосферах Меркурия (3,4 %, также
большие количества воды обнаружены в экзосфере Меркурия)[25], Венеры (0,002 %)[26], Луны[27], Марса (0,03 %)[28], Юпитера
(0,0004 %)[29], Европы[30], Сатурна, Урана (следы)[31] и Нептуна[32]
(найден в нижних слоях атмосферы).
Содержание водяного
пара в атмосфере Земли у поверхности
колеблется от 3—4 % в тропиках до 2·10−5% в Антарктиде[33].
Кроме того, вода обнаружена
на экзопланетах, например
HD 189733 b[34], HD 209458 b[35] и GJ 1214 b[36].
Жидкая вода, предположительно,
имеется под поверхностью некоторых спутников планет, наиболее
вероятно, на Европе — спутнике
Юпитера.
Биологическая роль
воды[править | править вики-текст]
Основная
статья: Роль воды в клетке
Полный стакан с водой
Вода играет уникальную
роль как вещество, определяющее
возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль
универсального растворителя, в котором
происходят основные биохимические процессы живых организмов. Уникальность
воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и
неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций
и в то же время — достаточную сложность образующихся комплексных соединений.
Благодаря водородной связи, вода
остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том, который широко
представлен на планете Земля в настоящее время.
Поскольку у льда плотность
меньше, чем у жидкой воды, вода в водоемах замерзает сверху, а не снизу. Образовавшийся
слой льда препятствует дальнейшему промерзанию водоема, это позволяет его обитателям
выжить. Существует и другая точка зрения: если бы вода не расширялась при замерзании,
то не разрушались бы клеточные структуры, соответственно замораживание не наносило
бы ущерба живым организмам. Некоторые существа (тритоны) переносят замораживание/оттаивание —
считается что этому способствует особый состав клеточной плазмы, не расширяющейся
при замораживании.
Применение
Земледелие
Выращивание достаточного
количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных
расходов воды на ирригацию, доходящих до
90 % в некоторых странах.
Питьё
и приготовление пищи
Стакан чистой воды для питья
Живое человеческое
тело содержит от 50 % до 75 % воды[37],
в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды
может привести к смерти. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды,
физической активности и т. д. человеку нужно выпивать разное количество
воды. Ведётся много споров о том, сколько воды нужно потреблять для оптимального
функционирования организма.
Питьевая вода представляет
собой воду из какого-либо источника, очищенную от микроорганизмов и вредных
примесей. Пригодность воды для питья при её обеззараживании перед подачей
в водопровод оценивается
по количеству кишечных палочек на литр воды, поскольку кишечные
палочки распространены и достаточно устойчивы к антибактериальным средствам, и если
кишечных палочек будет мало, то будет мало и других микробов. Если кишечных
палочек не больше, чем 3 на литр, вода считается пригодной для питья[38][39].
Растворитель
Вода является растворителем для многих
веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов
человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.
Теплоноситель
Среди существующих
в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью. Теплота её испарения
выше теплоты испарения любых других жидкостей, а теплота кристаллизации уступает
лишь аммиаку. В качестве теплоносителя воду используют
в тепловых сетях, для передачи
тепла по теплотрассам от производителей
тепла к потребителям. Воду в качестве льда используют для охлаждения в системах
общественного питания, в медицине. Большинство атомных электростанций
используют воду в качестве теплоносителя.
Замедлитель
Во многих ядерных реакторах вода
используется не только в качестве теплоносителя, но и замедлителя нейтронов для
эффективного протекания цепной ядерной реакции.
Также существуют тяжеловодные реакторы,
в которых в качестве замедлителя используется тяжёлая вода.
Пожаротушение
В пожаротушении вода зачастую
используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции огня от воздуха
в составе пены.
Спорт
Многими видами спорта
занимаются на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже под водой. Это подводное плавание, хоккей, лодочные виды спорта,
биатлон и др.
Инструмент
Гидроабразивная
резка
Вода используется
как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов. Она
используется в добывающей промышленности,
горном деле и в производстве.
Достаточно распространены установки по резке водой различных материалов:
от резины до стали. Вода, выходящая под давлением несколько тысяч атмосфер способна
разрезать стальную пластину толщиной несколько миллиметров, или более при добавлении абразивных частиц.
Смазка
Вода применяется как
смазочный материал для
смазки подшипников из древесины,
пластиков, текстолита, подшипников с резиновыми обкладками и др. Воду также используют
в эмульсионных смазках[40].
Исследования воды
Гидрология
Основная
статья: Гидрология
Гидроло́гия —
наука, изучающая природные
воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления
и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т. п.).
Предметом изучения
гидрологии являются все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенных и подземных вод.
Гидрология исследует
круговорот воды в природе,
влияние на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным
режимом отдельных территорий; проводит анализ гидрологических элементов для отдельных
территорий и Земли в целом; даёт оценку
и прогноз состояния и рационального
использования водных ресурсов; пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках.
Данные гидрологии моря используются при плавании и ведении боевых действий надводными кораблями и
подводными лодками.
Гидрология подразделяется
на океанологию, гидрологию суши и гидрогеологию.
Океанология подразделяется
на биологию океана, химию океана, геологию океана, физическую океанологию,
и взаимодействие океана и атмосферы.
Гидрология суши подразделяется
на гидрологию рек (речную
гидрологию, потамологию), озероведение (лимнологию),
болотоведение, гляциологию.
Гидрогеология
Основная
статья: Гидрогеология
Гидрогеоло́гия (от
др.-греч. ὕδωρ «водность» + геология) — наука, изучающая происхождение, условия
залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие
подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой. В сферу этой
науки входят такие вопросы, как динамика подземных вод, гидрогеохимия, поиск и разведка
подземных вод, а также мелиоративная и региональная гидрогеология. Гидрогеология
тесно связана с гидрологией и геологией, в том числе и с инженерной геологией, метеорологией,
геохимией, геофизикой и другими науками о Земле. Она опирается на данные математики,
физики, химии и широко использует их методы исследования. Данные гидрогеологии используются,
в частности, для решения вопросов водоснабжения, мелиорации и эксплуатации месторождений.
Факты
• В среднем
в организме растений и животных
содержится более 50 % воды[41].
• В составе
мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане[42].
• При средней
глубине в 3,6 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит
97,6 % известных мировых запасов свободной воды.
• Если бы
на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю слоем толщиной
3 км[43].
• Если бы
все ледники растаяли, то уровень воды в земных океанах поднялся бы на 64 м
и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой[44].
• Морская
вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре −1,91 °C[45].
• Иногда
вода замерзает при положительной температуре[46].
• При определённых
условиях (внутри нанотрубок) молекулы воды
образуют новое состояние, при котором они сохраняют способность течь даже при температурах,
близких к абсолютному нулю[47].
• Вода отражает
5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85 %. Под лёд океана
проникает только 2 % солнечного света.
• Синий
цвет чистой океанской воды объясняется избирательным поглощением и рассеиванием
света в воде.
• С помощью
капель воды из кранов можно создать напряжение до 10 киловольт, опыт называется
«Капельница Кельвина».
• Вода —
это одно из немногих веществ в природе, которые расширяются при переходе из жидкой
фазы в твёрдую (кроме воды, таким свойством обладают сурьма[48], висмут, галлий, германий и некоторые соединения
и смеси).
• Вода и
водяной пар горят в атмосфере фтора фиолетовым пламенем.
Смеси водяного пара с фтором в пределах определенных концентраций взрывоопасны.
В результате этой реакции образуются фтороводород и элементарный
кислород.
См. также
• Активность
воды
• Всемирный
день водных ресурсов
• Влажность
• Загрязнение
океанов
• Загрязнение
пресных вод
• Прозрачность
воды
• Поверхность
воды
• Очистка
сточных вод
• Орошение
• Дигидрогена
монооксид
• Роль воды
в клетке
• Кулер
• Стихия
(алхимия)
• Фазовая
диаграмма воды
• Водный
мостик (физика)
• «Сухая»
вода
• Питьевой
режим
Примечания
↑ Показывать компактно
1 ↑ англ. International
Union of Pure and Applied Chemistry. Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC
RECOMMENDATIONS 2005. RSC Publishing, 2005. — p. 306.
2 ↑ Перейти к: 1 2 Маленков Г. Г. Вода // Физическая энциклопедия. —
М.: Советская энциклопедия,
1988. — Т. I. Ааронова — Бома эффект — Длинные линии. — С. 294—297.
3 ↑ Henniker, J. C. (1949). «The Depth of the Surface
Zone of a Liquid». Reviews of Modern Physics (Reviews of Modern Physics)
21 (2): 322–341. DOI:10.1103/RevModPhys.21.322.
4 ↑ Pollack, Gerald. Water Science.
University of Washington, Pollack Laboratory. — «Water has three phases –
gas, liquid, and solid; but recent findings from our laboratory imply the
presence of a surprisingly extensive fourth phase that occurs at
interfaces.» Проверено 5 февраля 2011. Архивировано из первоисточника 15 февраля 2013.
5 ↑ CIA- The world fact book.
Central Intelligence Agency.
Проверено 20 декабря 2008.
6 ↑ Перейти к: 1 2 Marine Science: An Illustrated Guide to Science
7 ↑ Перейти к: 1 2 Gleick, P.H. Water in Crisis: A Guide to the
World's Freshwater Resources. — Oxford University Press,
1993.
8 ↑ Water Vapor in the Climate System (англ.). American Geophysical Union.
Проверено 13 февраля 2013. Архивировано из первоисточника 15
февраля 2013.
9 ↑ United Nations. Un.org
(22 марта 2005). Проверено 25 июля 2010. Архивировано из первоисточника 15 февраля 2013.
10 ↑ Перейти к: 1 2 3 Ларионов А. К. Занимательная гидрогеология. —
Москва: Недра, 1979. — С. 5-12. —
157 с.
11 ↑ Перейти к: 1 2 3 Петрянов И.В. Самое
необыкновенное вещество // Химия и жизнь. —
1965. — № 3. — С. 2—14.
12 ↑ Свойства воды. Физические свойства воды
13 ↑ Основные физические свойства воды, водяного пара,
льда, снега
14 ↑ Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей
15 ↑ Surface tension (англ.)
16 ↑ Молекулярные преобразователи энергии в живой клетке
(Тихонов А. Н., 1997)
17 ↑ П. И. Воскресенский Техника
лабораторных работ. 9-е изд. Л.: «Химия», 1970. С.
696—697
18 ↑ Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов
П.А. § 7. Атомы // Неорганическая химия: Учебник для 7—8 классов средней школы. —
18-е изд. — М.: Просвещение,
1987. — С. 15—18. — 240 с. — 1 630 000 экз.
19 ↑ Радиационная химия // Энциклопедический словарь
юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика,
1990. — С. 200. — ISBN 5-7155-0292-6.
20 ↑ Le Caër S. (2011). «Water Radiolysis: Influence of Oxide Surfaces on H2 Production
under Ionizing Radiation». Water 3: 236.
21 ↑ Вода на Луне: но откуда?
22 ↑ NASA Space Assets Detect Ocean inside
Saturn Moon. NASA (3 April
2014). Проверено 3 апреля 2014.
23 ↑ (4 April 2014) «The Gravity Field and Interior Structure of Enceladus».
Science (journal) 344:
78-80. DOI:10.1126/science.1250551. Проверено 3
April 2014.
24 ↑ Solanki, S. K. (1994). «New Light on
the Heart of Darkness of the Solar Chromosphere». Science 263 (5143): 64–66. DOI:10.1126/science.263.5143.64. PMID 17748350. Bibcode: 1994Sci...263...64S.
25 ↑ MESSENGER Scientists 'Astonished' to
Find Water in Mercury's Thin Atmosphere. Planetary Society
(3 июля 2008). Проверено 5 июля 2008. Архивировано из первоисточника 16 октября 2010.
26 ↑ Bertaux, Jean-Loup (2007). «A warm
layer in Venus' cryosphere and high-altitude measurements of HF, HCl, H2O
and HDO». Nature 450 (7170): 646–649. DOI:10.1038/nature05974. PMID 18046397. Bibcode: 2007Natur.450..646B.
27 ↑ Sridharan, R.; S.M. Ahmed, Tirtha
Pratim Dasa, P. Sreelathaa, P. Pradeepkumara, Neha Naika, and Gogulapati
Supriya (2010). «'Direct' evidence for water in the sunlit lunar ambience from
CHACE on MIP of Chandrayaan I». Planetary and Space Science 58
(6). DOI:10.1016/j.pss.2010.02.013. Bibcode: 2010P&SS...58..947S.
28 ↑ Donald Rapp. Use of Extraterrestrial Resources for
Human Space Missions to Moon or Mars. — Springer, 28
November 2012. — P. 78–. — ISBN 978-3-642-32762-9.
29 ↑ (2005) «Coupled Clouds and Chemistry of the
Giant Planets — A Case for Multiprobes» (PDF). Space
Science Reviews 116: 121–136. DOI:10.1007/s11214-005-1951-5. ISSN 0032-0633. Bibcode: 2005SSRv..116..121A.
30 ↑ Hubble Sees Evidence of Water Vapor
at Jupiter Moon. NASA (December 12,
2013). Проверено 12 декабря 2013.
31 ↑ Encrenaz, 2003, p. 92
32 ↑ Hubbard, W. B. (1997). «Neptune's Deep
Chemistry». Science 275 (5304): 1279–1280. DOI:10.1126/science.275.5304.1279. PMID 9064785.
33 ↑ БСЭ
34 ↑ Water Found on Distant Planet
12 July 2007 By Laura Blue, Time
35 ↑ Water Found in Extrasolar Planet’s
Atmosphere
36 ↑ Атмосфера экзопланеты GJ 1214b переполнена водой. Компьюлента
(24 февраля 2012). — «Новые наблюдения транзитов GJ 1214 b, удалённой
от Земли на 40 световых лет, показали, что вода должна составлять не менее половины
от всей массы атмосферы этой «суперземли»» Проверено 21 июля 2013. Архивировано из первоисточника 29 августа 2013.
37 ↑ Watson, P. E. et al. (1980) Total body
water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric
measurements, The American Journal for Clinical Nutrition, Vol. 33, No 1,
pp.27-39.
38 ↑ Моргунова Г.С. Вода, которую
мы пьём // Химия и жизнь. —
1965. — № 3. — С. 15—17.
39 ↑ Sharma B.K. Water Pollution. —
1994. — P. 408-409.
40 ↑ Воскресенский В. А., Дьяков В. И.
Глава 2. Смазочные вещества и их физико-химические свойства // Расчет и проектирование
опор скольжения (жидкостная смазка): Справочник. — М.: Машиностроение, 1980. —
С. 15. — (Библиотека конструктора). — ISBN ББК 34.42, УДК
621.81.001.2 (031).
41 ↑ Наука и техника. Книги. Загадки
простой воды.
42 ↑ Состав и природа минтии Земли
43 ↑ Биосфера Земли
44 ↑ Загадки простой воды
45 ↑ Дайвинг: статьи, каталог снаряжения, обучение, магазины, клубы и центры
46 ↑ Всеволод Арабаджи. Загадки простой воды. 2001
47 ↑ Science Daily (англ.)
48 ↑ Сурьма // Энциклопедический словарь
юного химика. 2-е изд. / Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо. — М.: Педагогика,
1990. — С. 235. — ISBN 5-7155-0292-6.
Литература
• Вода // Энциклопедический словарь Брокгауза и
Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Лосев
К. С. Вода. — Л.: Гидрометеоиздат,
1989. — 272 с.
• Гидробионты
в самоочищении вод и биогенной миграции элементов. — М.: МАКС-Пресс. 2008.
200 с. Предисловие члена-корр. РАН В. В. Малахова.
(Серия: Наука. Образование. Инновации. Выпуск 9). ISBN 978-5-317-02625-7.
• О некоторых
вопросах поддержания качества воды и её самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т.
32. № 3. С. 337—347.
• Андреев
В. Г. Влияние протонного обменного взаимодействия на строение молекулы
воды и прочность водородной связи. Материалы V Международной конференции «Актуальные
проблемы науки в России». — Кузнецк 2008, т.3 С. 58-62.
• Всеволод
Арабаджи. Загадки простой воды.
• Л. Кульский,
В. Даль, Л. Ленчина. Вода: знакомая и загадочная
Ссылки
• Вода как
химическое соединение
• Водные
ресурсы России и мира
• Впервые
созданы пятиугольные кристаллы льда // Мембрана
Справочные
материалы
Теплофизические
свойства воды и водяного пара
Диаграмма фазовых состояний (англ.)
Основы геологии —
Геологическая работа текучих вод