Липатова Яна

Физические свойства воды

Цель факультативного урока-презентации:
Обобщить и систематизировать знания о физических свойствах воды, накопленные в науке на сегодняшний день.

Введение
Что же такое вода? Каковы ее строение, физические свойства, благодаря которым, как писал академик В.И.Вернадский: «…она стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества-минерала, горной породы, живого тела, которое ее не заключало бы. Все земное вещество…ею проникнуто и охвачено».

Вода - самая известная и самая загадочная из всех жидкостей, существующих на Земле. Не случайно поэты посвящали ей удивительные строки, вот некоторые из них:
В кружева будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А, в сущности - только вода.
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И все это – только вода.

Древние философы Платон и Аристотель считали воду одним из четырех начал всего существующего. Эти начала – земля, вода, огонь и воздух. Хотя некоторые представления о воде претерпевали определенные изменения, но воду продолжали считать простым, единым веществом вплоть до конца 18 века.
Вода – это не только реки, моря, океана, ледники, облака и дождь, снег.
На первый взгляд, вода кажется очень простым соединением, состоящим из атомов водорода и кислорода. На самом деле это самое аномальное вещество в мире.

Четыре стихии Аристотеля
Земля
Огонь
Воздух
Вода

На первый взгляд, вода кажется очень простым соединением, состоящим из атомов водорода и кислорода. На самом деле это самое аномальное вещество в мире.

Физические свойства воды
Большое поверхностное натяжение
Способность смачивать поверхность твердого тела, «прилипать» к ней (адгезия)
Вода – весьма подвижная жидкость
Аномальное значение диэлектрической проницаемость
Вода обладает свойствами твердых тел
Зависимость между давлением и температурой замерзания
Тройная точка воды

Зависимость плотности воды от температуры
Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое не уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает.
Плотность воды в интервале от 0 до 40С повышается. Примерно при 40С плотность воды достигает максимума, что приводит к той самой «двойственности»: например, при температуре –100С и +200С плотность воды одинаковая.

Зависимость удельной теплоемкости от температуры
С ростом температуры вещества его удельная теплоемкость, как правило, возрастает. Но вода и здесь ведет себя особо. Так, с повышением температуры от 00 до 370С удельная теплоемкость воды падает, а в интервале от 370 до 1000С – растет. Поэтому она одинакова, например, при температуре 250 и 450,
100и 740.

Зависимость температур кипения и замерзания от молекулярной массы
При какой температуре вода закипает? Вода кипит при 1000С. Вода по химическому составу может быть названа гидридом кислорода. H2Te, H2Se и H2S- химические аналоги воды. Если проследить за температурами их кипения и сопоставить, как изменяются температуры кипения гидридов в других группах периодической системы, то можно довольно точно определить

температуру кипения любого гидрида, так же как и любого другого соединения. Сам Менделеев таким способом предсказал свойства химических соединений еще не открытых элементов.
Если же определить температуру гидрида кислорода по положению его в периодической таблице, то окажется, что вода должна кипеть при -800С. Следовательно, вода кипит на 1800С выше, чем должна кипеть. Температура кипения воды – это наиболее обычное ее свойство – оказывается необычным и удивительным.
При какой температуре вода замерзает?
Ну, кто же не знает, что вода замерзает при 00С? Это вторая опорная точка термометра. Это самое обычное свойство воды. Но ведь и в этом случае можно спросить, при какой температуре вода должна замерзать в соответствии со своей химической природы. Оказывается, гидрид кислорода на основании его положения в таблице Менделеева должен был бы затвердевать при -1000С.

Зависимость температуры кипения от давления
С увеличением давления температура кипения растет. Это свойство раньше использовалось для определения высоты местности в горах. Температура кипения повышается также с увеличением содержания в воде растворимых веществ.

Выводы
Вода – это удивительное вещество, физические свойства которого необычны, своеобразны.
Многие свойства воды аномальны:
Плотность воды при переходе из твердого состояния в жидкое не уменьшается, а возрастает.
Удельная теплоемкость и плотность имеют одинаковые значения при двух разных значениях температур.

Выводы
Молекула воды обладает аномально большим электрическим дипольным моментом и это создает аномально большую диэлектрическую проницаемость.
Температура кипения и замерзания аномальны по сравнению с теми же величинами для схожих по структуре молекул.

Именно эти аномальные свойства воды позволяют нам жить в столь разнообразном мире, восхищаться красками осени и весны, любоваться льдами и водопадами, облаками на небе и росой на траве.