Физические свойства воды

Уникальные свойства воды интересуют людей с древнейших времен. Это единственное вещество на Земле, которое при нормальных для человека условиях может находится сразу в трех агрегатных состояниях - жидком, твердом и газообразном.

Физические свойства

Термические свойства

¹ При указанном давлении температура плавления и кипения воды совпадают.
² При указанных условиях плотность и остальные свойства воды и водяного пара совпадают.

Реальные свойства воды резко отличаются от свойств других гидритов (соединений с водородом). Проще говоря, в отличие от других веществ, свойства воды нельзя вычислить на основании ее положения в периодической таблице химических элементов Менделеева. Теоретически, исходя из своего положения в таблице, вода - то есть Н2О, гидрид кислорода - должна переходить в твердую фазу, превращаться в лед при -100С.

Температура. Для такой низкомолекулярной (то есть, простой по структуре) жидкости как вода стоградусный диапазон между точкой плавления и точкой кипения является чрезвычайно большим.

Лед, плотность, кристаллизация. При замерзании плотность воды уменьшается, поэтому лед всплывает. Благодаря этому уникальному свойству воды озера и реки не промерзают до дна, и водные обитатели могут пережить зиму.

Уменьшение плотности льда происходит вследствие увеличения объема. Именно поэтому замерзающая вода рвет водопроводные трубы.

Вода может быть переохлаждена до отрицательных температур без перехода в твердое состояние. Однако при малейшем сотрясении или попадании каких-либо частиц переохлажденная вода быстро превращается в лед. Посторонние частицы, пузырьки воздуха в этом случае становятся центрами кристаллизации.

Теплоемкость. Аномально высокая теплоемкость воды сглаживает суточные и сезонные колебания температур. Именно поэтому в прибрежных странах более мягкие зимы.

Высокая скрытая теплота испарения воды спасает водоемы от быстрого высыхания жарким летом. А высокая скрытая теплота плавления защищает нас весной от слишком быстрого таяния огромного количества снега, скопившегося за зиму.

Растворитель. Вода является универсальным растворителем. Это качество объясняется особым строением молекулы воды. Молекулы сильно поляризованы, благодаря чему легко входят во взаимодействие с молекулами других веществ. Именно свойство сильного растворителя затрудняет получение абсолютно химически чистой воды.

Диэлектрик. Как ни удивительно, но химически чистая вода является диэлектриком, то есть не проводит электрический ток, что расходится с нашим повседневным опытом. Проводником воду делают растворенные в ней соли, то есть положительные и отрицательные ионы.

Высокое поверхностное натяжение воды наблюдал каждый из нас. Вспомните, как по поверхности пруда бегают водомерки. Даже не очень тяжелый предмет из несмачиваемого материала может оставаться на поверхности воды. В отсутствии гравитации капля воды стремится принять идеальную форму шара. Из всех жидкостей по силе поверхностного натяжения вода уступает только ртути.

Кстати, еще одно полезное свойство воды - способность поглощать микроволновое излучение - позволяет нам разогревать продукты в микроволновой печи.

Все вышеперечисленные и многие другие необычные свойства воды существуют благодаря наличию в молекуле воды связей водорода и особому расположению атомом водорода и кислорода относительно друг друга.

Вода участвует в большинстве химических реакций, протекающих в организме человека, животных и растений. Вся биосфера Земли существует лишь благодаря наличию воды с ее уникальными свойствами.