Удивительные свойства воды

Удивительные свойства воды

Вода - такая привычная и, на первый взгляд, понятная, и вместе с тем, загадочная, но так до конца и не разгаданная - притягивает и завораживает нас своими сокровенными тайнами.

Слово «вода», по словарю Владимира Даля, - стихийная жидкость, ниспадающая в виде дождя и снега, образующая на земле родники, ручьи, реки и озера, а в смеси с солями - моря.

Таящая в себе нескончаемый потенциал, она дарует жизнь, и, по-матерински заботясь, очищает и врачует. Ее нежность безмерна, но и сила, таящаяся в ней, огромна. Главное - просто любить ее. Любить, как часть себя, ибо все мы, в зависимости от возраста, на 70-90% состоим из воды.

Именно любовь и доброта воспринимаются водой с благодарностью и возвращаются человеку сторицей. Вода обладает поистине волшебными свойствами. О мистической силе Крещенской воды не знает разве что ребенок: она способна исцелять и тело, и душу.

Вода все помнит

(Мистические свойства воды)

Существует удивительная гипотеза о том, что у воды есть память. Воспринимая любое воздействие, вода запоминает все, что происходит в окружающем пространстве. Запечатлевая информацию и тем самым приобретая новые свойства, вода изменяет свою структуру. При этом ее химический состав остается прежним - H2O. Структура воды - это то, как организованы ее молекулы. Ученые предполагают, что именно молекулы воды, образующие устойчивые группы жидких кристаллов, являются своеобразными ячейками памяти, в которые вода записывает все, что видит, слышит, ощущает.

Святая вода имеет уникальные свойства

По мнению российского профессора Константина Короткова, наиболее сильными способностями воздействия на воду обладают эмоции человека: как положительные, так и отрицательные. Любовь повышает энергетику воды, а агрессия ее резко понижает. Также на структуру воды огромное положительное влияние оказывают молитвы.

Примером является вода, освященная в храме. Такая вода считается целебной, отличается повышенным содержанием серебра и имеет огромные очищающие возможности. Она обладает сильной устойчивой структурой и способна передавать свои свойства. Если всего 10 миллилитров Святой воды развести в 60 литрах обычной, то вся вода приобретает свойства Святой. В этой связи необходимо упомянуть известное поверье о том, что дважды в году в открытых водоемах у воды появляются свойства Святой. Первая дата - ночь на Крещение Господне: с 18 на 19 января, с 24.00 до 4.00 утра. Вторая дата - ночь на Ивана Купала: с 6 на 7 июля, с 24.00 до 4.00 утра.

На воду можно воздействовать

Мистические свойства воды Австрийский исследователь Аллоис Груббер отмечает, что если обращаться к воде с хорошими добрыми мыслями, благословлять ее, говорить ей «спасибо», качество этой воды будет улучшаться. В продолжение этой мысли японский исследователь Эмото Масару подчеркивает, что, употребляя воду, которая несет в себе определенную информацию, человек может существенно менять свое состояние. Поэтому прежде чем выпить стакан воды, Эмото советует улыбнуться и произнести слова благодарности.

А тот факт, что вода может нести в себе определенную информацию, Эмото Масару смог не только теоретически обосновать, но и практически представить в виде необыкновенных по своей красоте фотографий, на которых отражено разнообразие вариантов структуры воды (в зависимости от ее "впечатлений").

В своей лаборатории он исследовал образцы воды, которые были подвержены различным видам воздействия. "Впечатления" воды были зафиксированы путем ее стремительного замораживания в криогенной камере, а затем рассмотрены под микроскопом. Результаты, которые были получены, поражают воображение.

Вода лечит тело и душу

Если вода из разных источников имеет такую разнообразную структуру и столь изумительным образом реагирует на различные воздействия, то можно предположить, что, используя определенную и специальным образом запрограммированную воду, человек имеет возможность существенно улучшить состояние своего здоровья.

Вода из магистральных городских сетей Водоканала содержит много хлора. В основном люди предпочитают кипятить воду, чтобы избавиться от вредных веществ, есть еще другой способ, менее популярный но тоже действенный - это готовить талую воду дома. А самый надежный способ это, конечно, очищение воды с помощью фильтров.

И раз уж мы заговорили об интересных свойствах воды, нелишним будет всем нам еще раз напомнить, что воду обязательно надо очищать! Одна из самых главных задач фильтрации это очистка воды от железа , марганца и различных солей. С этим всем отлично справятся специальные фильтры, и у вас дома всегда будет всегда самая свежая и чистая вода без вредных примесей.

Китайский философ Лао Дзы писал, что вода, являясь мягкой и слабой, в преодолении твердого и крепкого - непобедима и нет ей по силе равных. Поэтому до тех пор, пока чистейшие родники будут пробиваться из чрева земли, бурные реки будут мчаться по живописным склонам гор, а животворящие дожди будут проливаться на нашу прекрасную Землю, мы будем жить. Ибо, как говорил французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери: «Вода и есть жизнь».

В повседневной жизни люди перестали воспринимать живительную влагу как что-то необычное, ценное или редкое, напротив - каждый современный человек принимает ее за данность, даже не задумываясь о необычных свойствах воды. А ведь некоторые из них ставят в тупик даже ученых. В природе не существует больше веществ, обладающих столь резкими противоречиями и аномалиями и такими необычными свойствами, как вода. В одном случае она окажется необходимой, а в другом - крайне вредной. Кроме того, очень влияют свойства воды и на окружающий нас мир. Даже знаменитый круговорот воды в природе был бы невозможен, если бы не ее удивительные "повадки". Итак, давайте остановимся на характеристиках и значении влаги в жизни каждого из нас.

Полезные свойства воды

Дефицит воды в человеческом и любом другом живом организме вызовет весьма скоротечное обезвоживание. В таком случае страдает прежде всего нервная система, больше всего состоящая из воды, а затем и другие системы жизнеобеспечения. Поэтому главное полезное свойство воды - это обеспечение жизнедеятельности всех живых существ.

Восполняя баланс влаги в организме, люди прежде всего не позволяют погибнуть живым клеткам, а также обеспечивают здоровье кожи, нормализуют работу мозга и предотвращают нарушение обмена веществ. К еще одному, не менее полезному свойству воды можно отнести и очищение организма от вредоносных токсинов, шлаков и других неблагоприятных веществ, которые окажут отрицательное воздействие на жизнедеятельность.

Выбор воды для питья

Питьевая вода обладает свойствами настолько различными, что ориентироваться приходится лишь на ее состав. Важно знать, что существует еще вода дистиллированная. Она непригодна для питья, потому что тщательно очищается, вследствие чего в ней напрочь отсутствуют минеральные вещества. А ведь именно наличием минералов объясняется органическое свойство воды, суть которого как раз в том, чтобы они поступали в организм, когда человек пьет воду. Дистиллированная вода этого обеспечить не может, поэтому и цена на нее ниже.

Лечебные свойства воды

Прежде всего главной составляющей крови является именно вода. Кровь разносит по всем системам органов полезные вещества, минералы и соли, поэтому чем больше в нее поступает чистой воды, тем лучше.

Органом, наиболее подверженным заболеваниям из-за нехватки жидкости, являются почти. Из-за этого они сильно нагружаются, а затем перестают выводить токсины в достаточном объеме. Высококвалифицированные специалисты утверждают, что в зависимости от веса человек должен потреблять соразмерный объем воды посуточно. Так, на 450 грамм веса необходимо выпивать 14 мл воды.

• Талую воду применяют при лечении атеросклероза.
• Холодную воду эффективно использовать при рвоте, головокружении, перегревании, токсическом и пищевом отравлении, обмороках и повышенной температуре тела.
• Горячая вода снижает спазмы при менструальном цикле, обильно выводя кровь, а также помогает в улучшении пищеварения.

Исследования Масару Емото

Японский исследователь Масару Емото посвятил много времени изучению необычных свойств воды. Исследовательская работа ученого приводит еще больше доказательств существования удивительных качеств живительной влаги и вмещает в себя более 10 тысяч фотографий, сделанных в ходе экспериментов. Именно благодаря ученому были проведены оригинальные опыты по необычным свойствам воды.

Основой его исследований стало то, что вода как бы "чувствует" негативную и положительную энергию, а доказательством этого стало необычное поведение жидкости в процессе опытов. Доктор провел эксперимент: поместил на две бутылки надписи, разные по характеру. На первой - "Спасибо", а на второй - "Ты глухой", таким образом, одна была заряжена положительной энергией, а вторая - отрицательной. Результаты ошеломляющие: вода сформировала кристаллы необычайной красоты в бутылке с надписью "Спасибо", так происходило и в последующих опытах. Все добрые слова одерживали "кристаллическую" победу. В лаборатории Емото выделили слова, сильнее всего очищающие воду. Ими оказались "Любовь" и "Благодарность".

Правильная очистка водопроводной воды

Проживая в городе и не имея возможности пить родниковую воду, необходимо научиться хотя бы правильно очищать ту, что можно получить из городского водопровода. Если этого не делать, жидкость с повышенным уровнем жесткости, ржавчины или хлора нанесет сильный вред вашему организму.

• Древнейшим методом очистки жидкостей является банальная заморозка. Важно помнить, что при замораживании вода увеличивается в объеме, поэтому лучше выбрать для этих целей деревянную или пластиковую посуду, стекло же может лопнуть. Увидеть результат можно, когда жидкость полностью замерзнет. По краям лед будем более мутным, чем посередине. Происходит это из-за того, что по краям размещается все самое вредное. При разморозке оставьте емкость в теплом месте и дождитесь, пока края подтают, а тают они в разы быстрее, чем чистая вода. Слейте и оставьте дальше размораживаться уже чистую воду в другой емкости.
• Кипячение является самым простым и распространенным среди простых людей способом очистки. Действительно, в этом случае умирают все вирусы и микробы, так как они не устойчивы к высоким температурам, но такие сложные соединения, как хлор, при кипячении не разрушаются, поэтому чаще всего кипяченая вода имеет неприятный вкус и теряет свою полезность, простояв дольше суток.
• Изучения свойств воды показывают, что для удаления соединений хлора воду нужно отстоять. Жидкость нужно налить в большую емкость и оставить на шесть или восемь часов, иногда помешивая. Метод прост в исполнении, однако не совсем практичен - он совсем не исключает из состава воды соли тяжелых металлов.
• Очистка углем будет полезна заядлым путешественникам. При себе нужно иметь несколько пачек активированного угля, марлю, емкость и вату. Таблетки нужно растолочь, завернуть в марлю и опустить в воду, дать отстояться около пятнадцати минут. Затем отфильтровать через вату и марлю, чтобы не осталось осадка от угля. После проведения этой процедуры рекомендуется дополнительно прокипятить воду на огне, так как уголь не избавит жидкость от бактерий и вредоносных вирусов.
• Противомикробным свойством обладает серебро. Это было выявлено еще в глубокой древности, но даже сейчас данный способ не потерял своей актуальности. Такой метод очень действенен, потому что из воды удалятся и хлор, и бактерии. Просто налейте в посуду нужное количество воды, положите на дно серебро. Это может быть что угодно: столовый серебряный прибор, украшение или обычный кусочек серебра. Оставьте изделие в воде на восемь-девять часов.

Современные методы очистки воды

Если вы не совсем доверяете вышеперечисленным методам, то лучше обратиться к более современным решениям. Например, сейчас каждый может пойти в магазин и приобрести специальный кувшин со встроенным фильтром, менять его нужно будет раз в месяц. К слову, в нем также содержится уголь.

Для полного комфорта можно купить фильтры, которые встраиваются в домашний водопроводный кран. Кроме них, существуют мощные современные системы очистки, которые очищают жидкость быстрее и эффективнее. Правда, стоимость их порядком выше, чем других очистителей, но именно с их помощью у вас появится постоянный доступ к полезной и чистой питьевой воде.

Аномальные свойства обычной воды

Противореча школьным урокам физики, вода имеет вовсе не три агрегатных состояния - жидкое, твердое (лед и снег) и газообразное (пар). Сейчас известно, что вода как вещество способна существовать в пяти, а не трех, агрегатных состояниях, и это только в жидком виде. А в твердом - в целых четырнадцати! Например, температура -120 °С способствует преобразованию жидкости в вязкую массу, но при этом не превратит ее в льдинку, а при -135 °С вода вообще лишится возможности стать похожей на снежный кристалл или, проще говоря, снежинку, поэтому в результате вы сможете лицезреть только кусок льда, подобный стеклу по своей структуре.

Ниже перечислим необычные свойства воды:

• Горячая жидкость замерзает намного быстрее, чем холодная.
• Воду возможно смешать с маслом, невзирая на разную плотность. Для этого нужно лишь убрать из воды все газы, содержащиеся в ней. Интересно, что процесс необратим: если после проведения данной манипуляции добавить в полученную смесь газы, масло и вода уже не станут расслаиваться.
• Вода, ранее подверженная воздействию магнитного поля, поменяет свою скорость химических реакций и растворимость соли.
• Общее содержание воды в человеческом организме составляет 50-70%, а вовсе не 80, как принято утверждать.
• Вода имеет свойство образовывать кристаллы под воздействием температурных условий, в простонародье называемые снежинками.

Происхождение H2O на нашей планете

Появление воды на планете Земля является основным и частым предметом научных споров. Некоторые ученые выдвигают теорию, согласно которой воду на нашу планету занесли инопланетные объекты - астероиды или кометы. Случилось это еще на первых стадиях образования Земли (около четырех млрд лет назад), когда Земля уже имела форму эллиптического шара. Однако на сегодняшний день было установлено, что соединение H 2 O появилось в мантии не раньше двух с половиной миллиардов лет назад.

Помимо необычных свойств воды на химическом уровне, есть множество интересных фактов, которые могут стать удивительным открытием для каждого человека:

• В составе мантии содержится в 10-12 раз больше воды, чем в составе Мирового океана.
• Если бы Земля была одной рельефности, то есть вообще без возвышений и впадин, то вода заняла бы всю ее поверхность полностью, причем слоем толщиной 3 км.
• Бывает, что вода мерзнет при положительной температуре.
• Снег может отражать около 85 процентов солнечных лучей, в то время как вода - только 5 процентов.
• Благодаря опыту под названием "Капельница Кельвина" человечеству стало известно, что каплями воды из-под водопроводного крана возможно создание напряжения до десяти киловольт.
• Большую часть запасов пресной воды Земли составляют ледники, поэтому в случае глобального их таяния уровень воды поднимется до 64 километров, и одна восьмая поверхности суши будет затоплена.
• Вода - одно из небольшого количества веществ в природе, которое увеличивается в объеме при переходе из жидкого состояния в твердое. Кроме нее, такое свойство имеют некоторые химические элементы, соединения и смеси.

Теплоемкость воды

Известно, что ни одно вещество на Земле не может поглощать тепло так, как вода. Интересно, что для преобразования в пар 1 грамма воды потребуется 537 калорий тепла, а при конденсации пар возвращает это же количество калорий в окружающую среду. Теплоемкость воды намного больше теплоемкости стали и даже ртути.

Вода обладает свойствами, крайне интересными. Если бы она не обладала способностью отдавать и поглощать тепло, климат Земли в один миг стал бы совершенно непригодным для существования любых разумных форм жизни. К примеру, высокие широты подверглись бы влиянию ужасного холода, а в низких широтах царствовало бы испепеляющее солнце, которое сожгло бы все вокруг. Подземный океан обеспечивает нашу планету теплом благодаря внутренним источникам Земли.

Вода как фундамент научных дисциплин

Трудно спорить с тем, что все достижения цивилизации осуществились благодаря использованию и изучению воды. Ведь вода - это универсальный растворитель, и многие эксперименты и опыты без использования оного были бы невозможны. Достаточно привести в пример паровую машину Джеймса Уатта.

Во времена исследований химического состава воды состоялось открытие водорода - "горячего воздуха" - Генри Кавендишем. Водород "рождал" воду. Также исследования привели к созданию атомной теории вещества Джона Дальтона. Как только был открыт химический состав воды, это послужило толчком к невероятному развитию биологических, физических, химических и медицинских наук. Благодаря многочисленным совершенным открытиям возросла возможность изучения лечебно-профилактических мер с использованием H 2 O.

Вода в мировых религиях

Как ни странно, но не только в научном, а и в религиозном мире нашлось место для оценки важности воды. В разных религиях вода ассоциируется с различными вещами, у многих из них свое значение. Необычные свойства обычной воды упоминаются даже в священных книгах.

В христианстве вода есть олицетворение обновления, очищения, крещения и восстановления. В религиозном искусстве она символизирует смирение. Если вино олицетворяет нечто божественное, то вода - человечность, поэтому смешение того и другого - символ слияния человека и божества в одно целое.

У египтян вода всегда олицетворяла рождение всего живого, и человека в том числе. Также с живительной влагой ассоциировали воссоздание и рост, а еще силу великого Нила, способного оплодотворять и зарождать жизнь.

У евреев вода Тора - животворящая жидкость. Это источник, всегда доступный для еврейского народа, что символизирует мудрость и Логос.

У народа маори рай располагается не на небесах, как во многих верованиях, а под водой, что означает изначальное совершенство.

У даосов такое вещество, как вода, олицетворяет не силу, как во многих религиях, а слабость. Точнее, необходимо приспособиться к течению жизни и понимать подвижность смерти, несмотря на настойчивость текучести бытия.

У коренных жителей Америки существовало поверье, что вода олицетворяет силы Великого духа, которые время от времени изливаются на людей.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

I. Введение.

Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,

тебя невозможно описать, тобой наслаждаются,

не ведая, что ты такое!

Нельзя сказать, что ты необходима для жизни!

Ты сама жизнь! Ты наполняешь нас радостью,

которую не объяснить нашими чувствами…

Ты самое большое богатство на свете…»

Антуан де Сент-Экзюпери

Вода - краса природы! Эту красу мы видим повсюду: и в тихой речке, подернутой туманом, и в глубине озера, по которому белыми корабликами плывут лебеди, и в синем море, где режет волны быстроходный корабль. Эта краса и в тонкой струйке воды, которой мы умываемся. Она и в облаках, бегущих по безбрежному воздушному океану. И в грибном дождике, напоившем влагой каждый кустик. А что если бы не было воды? Об этом даже подумать страшно. Не было бы дождя, снега, высохли бы реки, моря, озера, сгорели бы травы и деревья. Значит, не было бы рыб, птиц, животных и человека. Не было бы жизни на Земле.

Вода - это не просто обычная жидкость. Это самое распространенное вещество в природе и главная составная часть всех живых организмов. Сколько воды на Земле? Много или мало? Землю иногда называют «Голубой планетой». Оказывается, вода покрывает 70% поверхности Земли. Ученые подсчитали, что 97% всех запасов воды на планете Земля приходится на соленые воды морей и океанов и только 3% водных запасов - пресная вода, а это очень мало.

В природе ею заполнены чаши океанов, моря, озера, реки, болота. Есть и искусственные водоемы - пруды, водохранилища и каналы. Она есть также и в глубине Земли, и в ее атмосфере. Она постоянно совершает круговорот в природе. Когда солнце нагревает поверхность Земли, вода превращается в пары и попадает в атмосферу. Когда вода в атмосфере охлаждается, она образует облака. Затем некоторое количество этой воды вновь выпадает на Землю в виде дождя. Среди всех благ, подаренных нам природой, вода занимает особое место. Вода - это уникальное богатство живой природы. Нет такого человека, который бы не знал, как выглядит вода. Каждый день мы умываемся, чистим зубы, моем руки, принимаем душ, но часто мы не задумываемся, как к нам в дом попадает чистая вода и откуда она берется? Какими свойствами она обладает? И может ли случится такое, что вдруг воды не станет? Какая она чистая, качественная вода? Однажды этот вопрос задала я сама себе. Поэтому я выбрала эту тему работы.

Актуальность темы : Вода главный компонент жизни. Она необходима для жизнедеятельности человека, растений и животных, поэтому, необходимо ее изучение.

Цель - уточнить и расширить знания о воде, её свойствах, значении для человека.

Задачи:

Проанализировать научную информацию по теме;

Изучить роль воды в жизни человека;

Проанализировать влияние качества воды на здоровье человека, экология воды;

Узнать, как очищают воду, какими свойствами обладает;

Провести опрос;

Проделать опыты с водой.

Объект исследования : вода.

Предмет исследования : качество воды и ее свойства.

Гипотезой исследования я выдвинула утверждение, что человек неразумно относится к воде и она нужна ему. Каждый человек должен беречь воду!

Во время работы я использовала такие методы исследования :

Наблюдение;

Сбор информации из книг, журналов, газет;

Анкетирование;

Опыты, сравнение;

Обобщение.

II. Теоретическая часть «Вода - ты самое большое богатство на свете»

2.1. Необходимость воды

Воду «пьют» поля и леса. Без нее не могут жить ни звери, ни птицы, ни люди. Вода не только поит, но и кормит. С помощью воды на электростанциях добывают ток. Она остается большой и удобной дорогой (днем и ночью по ней плывут пароходы, везут грузы и пассажиров). Некоторые ученые считают, что вода является хранительницей информации. «Вода - дороже золота» утверждали бедуины, всю жизнь кочевавшие в песках. Они знали, что никакие богатства не спасут путника в пустыне, если нет воды. Пески Сахары поглотили многих людей, даже целые караваны. В пустыне человек может выдержать около суток. Запас пресной воды в мировом океане очень мал. 96% воды на планете - соленая, только около 4% - пресная вода (из них 2% -льды, 2% - подземные воды, 0,02 %- реки и озера). Главным источником пресной воды являются ледники. Они находятся в Арктике и Антарктике. По предположению вода существовала во Вселенной в виде льда или пара задолго до возникновения нашей планеты. Она оседала на пылинки и кусочки космических частиц. Из соединения этих материалов сформировалась Земля, а вода образовала в самом центре планеты подземный океан. Вулканы и гейзеры формировали нашу молодую планету многие тысячелетия. Они извергали из недр Земли фонтаны горячей воды, большое количество пара и газов. Этот пар окутывал нашу планету как одеялом.

Поверхность Земли постепенно остывала. Водяной пар начал превращаться в жидкость. Дожди обрушились на нашу планету, наполняя будущие океаны бурлящей грязной водой. Потребовалось много лет, чтобы океаны остыли, очистились и стали такими, какими мы их знаем сегодня: солёными, голубыми, водными просторами и покрывают большую часть поверхности Земли. Поэтому Землю называют - ГОЛУБОЙ ПЛАНЕТОЙ. Есть много мнений возникновения жизни на Земле, но все они сходятся в том, что основой для зарождения жизни была вода.

Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она - непременная составляющая часть всего живого. Ни один из живых организмов нашей планеты не может существовать без воды. Из воды состоят все живые растительные и животные существа: рыбы - на 75%; медузы - на 99%; картофель - на 76%; яблоки - на 85%; помидоры - на 90%; огурцы - на 95%; арбузы - на 96%. В целом организм человека состоит по весу на 50-86% из воды. Содержание воды в различных частях тела составляет: кости - 20-30%; печень - до 69%; мышцы - до 70%; мозг - до 75%; почки - до 82%; кровь - до 85%.Вода жизненно необходима. Она нужна везде - в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. Упитанный человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды-лишь несколько дней.

Живой клетке вода требуется как для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет примерно 2/3 массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движения суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела.

При резком сокращении потребления воды человек заболевает или его организм начинает хуже функционировать, но вода нужна, конечно, не только для питья: она помогает также содержать человеку в хорошем гигиеническом состоянии свое тело, жилище и среду обитания.

2.2. Значение воды для человека

«Нельзя сказать, что вода необходима для жизни: она и есть жизнь»,- так сказал Сент- Экзюпери об этой жидкости, которую мы употребляем, не особенно задумываясь. Это простейшее химическое соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода H2O. Человеку необходимо выпивать как минимум 1,5 литра воды в сутки. В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с водой постоянно. При этом можно сказать, что мы «воду пьем» и «воду льем». Об этих двух вариантах использования воды человеком мы сейчас и поговорим.

а) вода «пищевая» - сама по себе она не имеет питательной ценности, но у нее далеко не маленький перечень «обязанностей» в нашем организме:

Увлажняет воздух;

Доставляет в клетки организма питательные вещества и витамины;

Помогает питательным веществам усваиваться органами;

Выводит шлаки.

б) вода хозяйственно-бытовая не менее важный фактор в жизнедеятельности человека:

Питье и приготовление пищи;

Личная гигиена;

Мытье посуды;

Поливка цветов и домашние питомцы;

Промышленность и производство.

Итак, я убедил ся , что вода играет огромную роль в жизни каждого человека и природы в целом. Человек начинает испытывать жажду, когда количество воды в его теле уменьшается на 1-2% (0,5- 1,0л). Потеря 10% влаги от веса тела может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 20% (7 - 8л) уже смертельна. Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно.

Правильный питьевой режим подразумевает сохранение физиологического водного баланса - это уравновешивание поступления и образования воды с ее выделением. Суточная потребность взрослого человека в воде - 30-40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 - 2,5 литра воды. В жарких районах планеты - 3,5 - 5,0л в сутки, а при температуре воздуха 38 -40С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0 - 6,5л воды. Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым.

2.3. Экология воды

Борьба с загрязнением окружающей среды - одна из важнейших проблем современности. Жидкие отходы производства, сбрасываемые в реки, отравляют все живое и представляют опасность для людей, если попадают в водопровод. Попавшие в воду удобрения могут вызвать бурный рост сине - зеленых водорослей, поглощающих из воды кислород, отчего другие растения и животные гибнут.

Одним из распространенных загрязнителей водоемов являются вещества, которые используются в качестве моющих средств. Они способствуют образованию опухолей. Исследователи утверждают, что эти вещества покрыли слоем пены многие европейские реки. Их обнаруживают даже в питьевой воде. Они не поддаются очистке. Поэтому ученых стараются их заменить. Загрязнения воды вызывают ухудшение состояния здоровья.

2.4. Качество нашей воды.

«Я прочитал о воде все, что только смог найти и понял, что это одна из самых таинственных субстанций»- сказал Патрик Фланаган, лауреат Нобелевской премии 1994г. Чтобы быстро восстановить баланс воды в нашем организме, подойдет не любая вода. Все мы понимаем, что качество воды также важно, как и ее количество. Водное отравление гораздо опаснее пищевого, так как вода участвует во всех биохимических процессах организма.

Каждые 15 дней в нашем организме происходит полное обновление крови. Вода, основная составляющая нашего организма (75%), также периодически полностью обновляется. Таким образом, время от времени обновляется 70% нас самих. Вот уж, поистине, все течет, все меняется!

Подобное кардинальное обновление происходит за счет того строительного материала, который мы употребляем в качестве жидкостей. Понимаете, насколько важно качество воды?

В идеале, это должна быть чистая вода, без вредных примесей и общей минерализацией не более 250 мг/л. Но и просто чистоты еще недостаточно для поддержания здоровья организма. Вода, используемая населением для питья и хозяйственно-бытовых целей, должна отвечать определенным гигиеническим требованиям, изложенным в Государственных санитарных правилах и нормах.

Итак, я узнал факторы, определяющие качество воды:

1) температура. 2) рН (кислотность). 3) минеральный состав. 4) взвешенные частицы. 5) плавающие примеси. 6) запаха, привкусы. 7) окраска. 8) растворенный кислород. 9) БПК (биологическое потребление кислорода). 10) возбудители заболеваний. 11) токсические вещества. В домашних условиях мы воду очищаем при помощи фильтров.

2.5. Структура воды и структурированная вода.

«Молекулярная основа - алфавит воды. Если я вам дам алфавит, а вы не знаете ни слов, ни букв, ни предложение, то вы не сможете ими воспользоваться. Химики используют крайне элементарный способ, когда говорят о воде. По сути, они говорят о буквах алфавита, но знание букв еще недостаточно, чтобы говорить о Пушкине или о Шекспире. Химический состав воды был господствующей точкой зрения у химиков. Так вот, сенсационная новость заключается в том, что структура воды намного важна, чем ее состав» писал Роум Рой. Доктор наук, член академии наук Швеции, Индии, Японии, России, США.

Итак, ученые всего мира пришли к выводу, что не только качество и количество, но еще и структура воды имеет огромное значение. Однако, чаще всего в нашем распоряжении обычная водопроводная вода, очищенная различными фильтрами. Но фильтры не меняют структуру воды, они только уменьшают количество вредных примесей. Организму же для нормальной его работы, требуется именно структурированная вода, которая близка к формуле льда.

Структурированная вода содержится в растительной, природной пище, овощах и фруктах. Причем, самые полезные для человека те овощи и фрукты, а также вода в той местности, где человек родился, поскольку структура воды человеческих органов точно соответствует структуре той воды, где родился человек. Наш организм тратит большой объем биологической энергии на переработку воды, поступающей в него. Он придает ей ту структуру, которая соответствует жидким средам организма, поскольку только такая вода удерживается биомолекулами.

Еще один интересный факт. Исследования показали, что все больные клетки организма окружены неструктурированной водой, а каждая здоровая клетка окружена именно структурированной водой. Мы можем облегчить организму работу по структурированию воды, и сохранить, в итоге, определенный запас биоэнергии, потратив ее на любые другие нужды.

«В 60-х годах уже прошлого, XX века томские ученые Б.Н.Родимов и И.Н.Торопцев опубликовали первые работы об удивительных свойствах воды с пониженным, по отношению к природному, содержанием дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Было показано, что такая вода, полученная из снега и реликтового льда, оказывает благоприятное воздействие на растения, животных и человека.

Было доказано, что лёгкая вода (структурированная вода) не только улучшает обменные процессы, но и способствует увеличению защитных сил организма. Следует отметить, что одновременно с зарубежными учеными противоопухолевые свойства лёгкой воды в экспериментах на животных были обнаружены группой ученых под руководством И.Н.Варнавского, работавшего в тесном контакте с учеными Института медико-биологических проблем, руководимых профессором Ю.Н.Синяком.

III. Экспериментальная часть «Удивительные свойства воды».

Эксперимент №1.

Гипотеза. Вода не имеет вкуса, запаха, цвета, формы и текуча.

а) определим свойства жидкой воды, нальем в один стакан воду, в другой - молоко, в третий - компот из вишни. Сравним при помощи органов чувств воду, компот и молоко, определим цвет, вкус и запах воды. Опустим одну ложку в стакан с водой, другую - в стакан с молоком, третий - с компотом). Вода бесцветна, без вкуса, без запаха. Вода не имеет формы. Она принимает форму того сосуда, который заполняет. Капнем воду на любую поверхность. Посмотрим на ее форму. Добавим еще три-четыре капли. Большая капля воды растеклась. Это свойство воды называется текучестью. Им обладают все жидкости.

Вывод: у воды нет запаха, вкуса, формы, она прозрачна и текуча.

Гипотеза. В воде растворяются вещества.

б) Нальем в стакан воды, добавим ложку сахарного песка и размешаем. Вода станет сладкой. Нальем в другой стакан ложку соли и размешаем. Вода станет соленой. В воде растворяются и другие вещества. Минеральные вещества могут всасываться корнями растений, только растворившись в воде.

Вывод : вода- хороший растворитель. (Приложение 1).

Эксперимент №2.

Гипотеза. Вода удерживает тепло.

У нас по всему дому для обогрева проведены трубы, а в этих трубах- вода. Трубы греют наш дом и долго удерживают тепло.

Вывод: способность воды долго удерживать тепло - это свойство теплоемкость.

Эксперимент №3.

Гипотеза. Вода - единственное вещество на Земле, которое существует сразу в трех различных состояниях: жидком, газообразном и твердом.

1. Наливаем в чайник воды и доводим до кипения. Вода при кипении превращается в прозрачный водяной пар, который мы не видим. Этот процесс перехода жидкой воды в газообразное состояние называется испарением. Остывая на воздухе пар, превращается в туман. А туман - это мельчайшие капельки жидкой воды. Его то мы и видим, когда он струей вырывается из носика чайника вверх.

2. К носику чайника поставим холодную ложку. Она мгновенно покрывается мельчайшими капельками воды. Выносим ложку с каплями на мороз или положим ее в морозильник - ложка покроется ледяной коркой. Вносим ее в теплую комнату - в ложке вновь окажется вода. Мы вернули воду в начальное состояние. (Приложение 2).

Вывод : вода имеет три агрегатных состояния - твердое, жидкое и газообразное.

Эксперимент №4.

Гипотеза. Одно из свойств воды полностью противоречит всем законам природы и в то же время является одним из важнейших ее законов. Мы знаем, что при нагревании все вещества расширяются, при охлаждении - сжимаются, при замерзании объем воды увеличивается.

Если налить в бутылочку воду по горлышко, плотно закрыть и выставить на мороз. Бутылочка лопнет. Значит, при замерзании воды стало не меньше, а больше! (Приложение 3).

Вывод: вода при нагревании расширяется, при охлаждении - сжимается.

Эксперимент 5. « Структура воды и как приготовить структурированную воду в домашних условиях?».

Гипотеза . На сегодняшний день известно несколько способов как приготовить структурированную воду в домашних условиях.

Есть два способа получить полезную структурированную воду в домашних условиях.

Первый способ:

1.Берем чистую отфильтрованную воду, наливаем в эмалированную кастрюлю и ставим в морозильную камеру холодильника. Появившийся первый ледок, такая кромка льда - это та самая тяжелая вода с дейтерием, что замерзает при +3,8С. Она нам не нужна, мы от нее избавляемся, оставляем в кастрюле, а остальную воду переливаем в другую посуду и снова ставим в морозилку.

Вода вновь начинает замерзать, и когда она промерзнет где-то на 2/3, в середине останется вода со сверхлегкими изомерами (они замерзают в последнюю очередь при ниже -1°С) в которой будут содержаться все грязные химические примеси. От этой воды мы тоже избавляемся, а тот лед, который получен нами в итоге - это чистейшая и полезнейшая вода, живая и идеально структурированная для нашего организма. (Приложение 4).

Второй способ:

В небольших емкостях, к примеру, в чашках, воду полностью замораживаем в морозилке. Вынимаем полученный лед, и ополаскиваем его под струей холодной воды - так мы избавляемся от первой кромки льда с тяжелой водой. Оставляем оттаивать лед, пока не останется небольшая сердцевина примерно с грецкий орех, в ней-то и будет сконцентрированы все блага цивилизации в виде примесей и солей. Ее мы выбрасываем. Полученная вода готова к использованию! (Приложение 5). Полученная вода сохраняет свои свойства сутки при температуре не выше +12°С, при более высокой она теряет свою биологическую активность еще раньше. Так что лучше не готовить ее впрок, а иметь про запас в морозилке несколько стаканчиков с замороженной водой. Нагретая выше 37°С, вода теряет целебные свойства.

Третий способ:

Недавно мы с учителем узнали про странные и интересные подушки с микросферами. Мне стало интересно, что это за слово структура и как эта вода становится чистой и полезной. Оказывается, существуют такие медицинские изделия «Альсария» с микросферами. Почитав в Интернете про структуру воды, проделав опыты, я убедился, что существуют такие подушки с микросферами. Конечно, эта тема очень связана с химией, формулой воды, но все-таки я понял, что структурированная вода - это чудодейственный эликсир, т.к. очищает организм человека, а делается просто и легко с помощью медицинских изделий «Альсария». Структурированную воду можно получить, поставив стакан или графин с водой на вкладыш в тюбетейку или на маленькую подушку, как мы привыкли говорить, и через 5 мин вода готова. Пить глотками. Человек должен соблюдать водный питьевой режим - прием качественной питьевой воды до 1,5-2,0 литров в день глотками. (Приложение 6).

Вывод: структурированная вода- действует комплексно, способствуя оздоровлению и омоложению организма, стимулируя обмен веществ, высвобождает энергию для качественной жизни. Такая терапия структурированной водой дает быстрые результаты. Помните, что свежие фрукты, овощи, зелень содержат структурированную воду. Используйте максимально летнее время, чтобы напитать клетки тела, очистить и обновить свою водную структуру!

А вот что такое микросферы? Как сделаны медицинские изделия с микросферами «Альсария» я, наверное, изучу и напишу в следующем своем проекте, т.к. надо еще знать химию.

Эксперимент 6. Социологический опрос.

Для того чтобы выяснить уровень знаний школьников о качестве питьевой воды и влиянии её на организм человека, я провел анкетирование среди школьников. (Приложение 7).

Результат опроса показал, что более половины опрошенных не употребляют сырую воду. На вопрос какую воду вы чаще пьете, 30 человек из 50 сказали кипяченую, 10 человек профильтрованную, и 10 сырую.

При опросе о качестве воды, выяснилось, что более 60 человек из 100 считают, что надо улучшить систему очистки, 38 человек считает, что надо чаще проверять воду на пригодность к использованию. Причина заключается в том, что население недостаточно информировано о последствиях воздействия некачественной воды на организм каждого из нас. Взрослые и школьники недооценивают вред, наносимый такой питьевой водой всем живым существам и человеческому организму.

Исходя из результатов, проведенного анкетирования, сделан вывод о том, что данная проблема актуальна и важна для каждого из нас. Многие имеют поверхностные, отрывочные знания о проблеме воздействия воды на живые организмы, в том числе и организм человека. Не каждый из опрошенных связывает имеющиеся заболевания, различные недомогания с качеством питьевой воды. Сделал выводы о значении воды. (Приложение 8,9,10).

ΙV. Заключение.

В наши дни водная проблема стала одной из самых важных. Благодаря воде, на нашей планете зародилась и до сих пор существует жизнь. Мы привыкли к воде и часто забываем о том, что вода - это самая большая драгоценность на Земле. Но запасы воды не безграничны. Если исчезнет вода - исчезнет и жизнь. Наша планета станет такой же безжизненной планетой, как и другие планеты в солнечной системе.

Вода входит в состав каждой клетки! Воду пьют леса и поля. Без неё не могут жить ни звери, ни птицы, ни люди.

Всем нужна чистая вода. Она основа здоровой жизни. Но чистой воды становится все меньше и меньше. И виноваты в этом сами люди. В реки, озера сливаются сточные воды фабрик и заводов, а также вода используемая в быту. От загрязнения воды страдает все живое.

Давайте беречь воду, ту самую простую воду, что течет из водопроводного крана, плещется в реках и озерах, ту, что мы пьем из родника, ведь беречь воду - это означает беречь жизнь!

Экономия воды - это не жадность. Это бережливость, забота о поколениях людей, которые будут жить после нас.

Вода - чудесный объект неживой природы! Вода уникальна!

V. Список использованной литературы.

1. «Вулканы»: Детская энциклопедия - 2-изд., перераб. - Москва изд., 2007г.

2. «Мир моря»: Детская энциклопедия - 2-изд., перераб. - Москва изд., 2010г.

3. Капля, речка, океаны. Текст А. Ефремова Санкт - Петербург. Издательский дом «Современная педагогика», 2004г.

4. Книга для чтения по охране природы: Для учащихся сред. шк./Сост.А.Н.Захлебный. - М.:Просвещение, 1996г.

5. Что такое. Кто такой: Детская энциклопедия./Сост.В.С.Шергин, А. И. Юрьев.

6. «Тайны природы» -М.: Астрель АСТ, 2009г.

7. «Я познаю мир» -М.: «Издательский Дом «НИКС», 2005г.

8. Интернет- ресурсы.

Приложение 7 .

Анкетирование «Знаете ли вы что, вода…?»

Уважаемые участники анкеты, я прошу Вас ответить на несколько вопросов.

Заранее, спасибо.

1. Что такое вода, знаете ли Вы ее формулу?

2. Что Вы думаете о качестве воды?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Пьете ли Вы сырую воду?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Какую воду Вы пьете чаще?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Как Вы очищаете воду в домашних условиях?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Знаете ли Вы что такое структурированная вода?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Приложение 8.

Значение воды для организма человека.

В организме человека вода:

Увлажняет кислород для дыхания;

Регулирует температуру тела;

Помогает организму усваивать питательные вещества;

Защищает жизненно важные органы;

Смазывает суставы;

Помогает преобразовать пищу в энергию;

Участвует в обмене веществ;

Выводит различные отходы из организма.

Почему воду надо кипятить? В лабораториях водопроводных станций микробиологи ведут ежедневный контроль воды. Количество микробов в воде после ее специальной обработки резко уменьшается. Так, например, исследование воды в одной из таких лабораторий показало, что в 1 мл.куб.речной воды было 5639 бактерий; после прохождения воды через отстойник в том же объеме было найдено 138 бактерий, а после фильтрования - только 17 бактерий.

Приложение 9.

Мероприятия по охране воды.

1. Не сбрасывать в реку и не складировать в селе или городе, на берегу бытовой мусор, отходы промышленных, сельскохозяйственных предприятий;

3. Не мыть автотранспортные средства у реки, озер;

4. Проводить регулярные мероприятия по очистке берегов рек, озер и улиц от бытового мусора;

5. Необходимо охранять водные богатства, рационально и бережно их использовать.

Исходя из статистических данных, в среднем в день один человек использует до 150 литров питьевой воды, из них всего 3-4% используется для приготовления пищи и питья.

Берегите воду!

Приложение 10.

Как сберечь воду.

Как правило, мы не обращаем внимания на то, что в повседневной жизни расходуем воду в разы больше, чем нам требуется на самом деле. На деле, существует множество способов экономии воды.

Экономия воды в ванной комнате: 1. Первым делом обратите внимание на кран, часто мы игнорируем то, что незакрытый или неисправный кран капает. Только представьте, капающий кран расходует до 8000 литров воды за год!

2. Приучите детей плотно закручивать ручку крана после использования воды

3. Во время мытья рук откройте кран на половину, а не до упора, так как из полностью открытого крана вытекает воды больше, чем вы предполагаете.

4. Стоит отдать предпочтение душу, нежели ванной, так как для принятия одной полной ванны вам потребуется в три раза больше воды, чем принятие 5-7 минутного душа, к тому же, как правило, после принятия ванны требуется дополнительное ополаскивание под душем.

Воду в туалете также можно и нужно экономить- все, что можно выкинуть в мусорное ведро, не должно попадать в унитаз, экономия воды в этом случае составит до 25 литров в день.

Экономия воды на кухне

1. При мытье посуды целесообразнее использовать пробку для раковины, это поможет в 3 раза снизить расход воды, по сравнению с мытьем посуды под проточной водой.

2. При ручной мойке посуды заполните одну из раковин (или какую-либо другую емкость) водой с моющим средством, и смывайте в другой раковине под небольшим напором проточной воды. Так можно сэкономить до 60 литров воды в день на одного человека.

3. Овощи и фрукты следует мыть в наполненной водой емкости (например, с добавлением небольшого количества натурального уксуса для дезинфекции) и потом только ополаскивать под проточной водой.

Экономия воды при стирке.

1. При стирке в современных стиральных машинах вода используется экономнее, нежели при стирке вручную.

2. Несмотря на то, что стиральные машины с фронтальной загрузкой намного дороже устройств с вертикальной загрузкой, они потребляют в 3 раза меньше воды.

3. Использовать стиральную машину целесообразно при полной загрузке, по возможности, устанавливая необходимый уровень подачи воды.

Общие советы для экономии воды в быту

1. В семье до трех человек разумно будет установить счетчики для холодной и горячей воды, это не только добавит вам дисциплины в данном вопросе, но и поможет ощутимо сэкономить.

2. При установке современных смесителей, смешение горячей и холодной воды в которых происходит намного быстрее, чем в обычных, позволит уменьшить как скорость подачи воды нужной температуры, так и неоправданный ее расход.

3. Не стоит игнорировать общественные источники воды, как колонки, колодцы и прочее. Если таковые имеются в вашем микрорайоне, то обязательно воспользуйтесь ими, это также позволит вам значительно сэкономить, к тому же зачастую вода во многих из них даже лучше, чем бутилированная из магазинов.

4. Если вы привыкли очищать воду для приготовления пищи, то из множества фильтров отдайте предпочтение недешевым бытовым системам, рассчитанным на долгое время, нежели кувшинам со съемными кассетными фильтрами. Несмотря на то, что первые значительно дороже, однако уровень фильтрации в них намного выше, а себестоимость выходит гораздо ниже.

Цель урока: познакомиться с удивительными свойствами воды.

Задачи урока:

1. На основе строения молекул воды, познакомиться с её свойствами.

2. Исследовать свойства воды, доказать её уникальность.

3. Сформировать понятие о воде, как о бесценном даре.

План урока.

1. Вступительное слово учителя. Мир нерукотворный.
2. Просмотр фрагмента фильма “Великая тайна воды”.
3. Строение молекул воды и её свойства.
4. Работа в группах.
5. Презентация музыкальных впечатлений воды.
6. Ещё одна загадка – крещенская вода.
7. Экология воды.
8. Выводы. Почему воду нужно беречь?
9. Домашнее задание.

Вступление.

Итак, мы посмотрели отрывок фильма. Какие свойства воды вам показались удивительными, что вы записали в своих тетрадях?

Предполагаемые ответы учеников:

1. Молекула маленькая.
2. Три агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное.
3. Плотность льда меньше, чем у воды (расширяется при минусовой температуре).
4. Высокое поверхностное натяжение;
5. Вода – мощный растворитель;
6. Создает огромное давление (поднимается наверх по сосудам растений).

Учитель: Молодцы ребята, вы очень внимательны! А теперь давайте подробнее разберемся с перечисленными свойствами. Сейчас вам предстоит работа в группах. Каждая группа получит карточки с заданиями. Ознакомьтесь с их содержанием. Ответьте на предложенные вопросы или запишите пропущенные слова. Время, отведенное на работу с карточками - 3 минуты. Ребята делятся на 6 групп и по предложенным вопросам составляют план ответа. Выводом в каждой группе служит определение одного из удивительных свойств воды. Карточки для групп: (смотри приложение 2 .)

В конце урока в тетрадях, должна быть запись:

Вода – это маленькая молекула, которая имеет крайне специфические свойства:

1. Вода при нормальных условиях – жидкость, т.к. её молекулы полярны и соединены водородными связями, т.е. образуют крупные ассоциаты.
2. Плотность в кристаллах льда при 4°С уменьшается, поэтому лед плавает на поверхности (жизнь подо льдом продолжается).
3. Вода мощный растворитель, терморегулятор.
4. У воды высокое поверхностное натяжение.
5. Вода обладает подвижностью (замерзание, испарение и плавление); вода циркулирует (круговорот воды в природе). Вода принимает форму сосуда.
6. Вода может подниматься наверх по сосудам растений, создавая большое атмосферное давление, перенося минеральные вещества.

Выполняя задания в карточках, ученики должны сделать выводы, и назвать одно из удивительных свойств воды (каждая группа). Учитель корректирует ответы и рассказывает о тех понятиях, которые дополнят ответы ребят, знакомя их с новыми для них понятиями.

Учитель: Каков состав молекулы воды?

Ученик: Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода.

Учитель: Какой тип химической связи между атомами в молекуле воды?

Ученик: Между атомами О-Н связь ковалентная полярная.

Учитель: Какова молярная масса воды?

Ученик: Молярная масса воды равна 18 г/моль.

Учитель: молярная масса воздуха равна 29 г/моль – это более, чем в 1,5 раз больше чем масса воды, так почему же вода не газ? Давайте разберемся.

Учитель: Молекула воды имеет вид равнобедренного треугольника, вершины которого несут частичные заряды О δ- и Н δ+ .

Строение молекулы воды.

Возникает как у магнита два полюса – положительный и отрицательный. Поэтому молекулу воды изображают как диполь.

Диполи могут притягиваться друг к другу и образовывать ассоциаты (объединения), которые по массе становятся в тысячи раз больше, чем масса одной молекулы воды. Поэтому вода – не газ, а жидкость. Молекулы воды соединяются друг с другом посредством водородных связей. Водородная связь - это химическая связь, соединяющая разные молекулы. Она возникает между атомом водорода одной молекулы воды и атомом кислорода другой молекулы воды. Такая связь гораздо слабее всех других видов химических связей.

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном.

Температура кипения воды 100°С, плавления – 0°С. Это тоже аномально высокие значения. Учёные объясняют такой факт тем, что молекулы воды способны соединяться в агрегаты с помощью водородных связей. На разрыв, которых, и затрачивается большое количество тепловой энергии при нагревании.

При нагревании расстояние между молекулами воды увеличивается, водородные связи между ними разрушаются и поэтому вода превращается в газ, или водяной пар.

1. При охлаждении расстояние между молекулами уменьшается, при t = 0 ° С вода превращается в твердые кристаллы. Одним из удивительных свойств воды является то, что при t = 4 ° С плотность в кристаллах льда уменьшается и благодаря этому свойству, вода в озерах не промерзает до дна, сохраняя жизнь подо льдом.

2. Благодаря этой же способности (меньшей плотности льда, чем у холодной воды) образовавшиеся айсберги плавают на поверхности.

3. Вода является мощным растворителем. В природе не существует абсолютно чистой воды. Абсолютно чистая вода – это дистиллированная вода, её ещё называют мертвой водой. В природной воде всегда растворены различные соли. Проникая во все слои Земли, вода растворяет минералы, находящиеся в ней. Вода способна растворить и твердые вещества и жидкие и газообразные. Вода играет огромную роль и в различных процессах жизнедеятельности живого организма, т.к. именно в водных растворах происходит взаимодействие между веществами. Вода ускоряет многие процессы в организме, а также является мощнейшим терморегулятором.

В планетарном смысле вода также играет огромную роль. Её теплоемкость не дает нашей планете сильно остыть или перегреться, т.к. вода очень медленно остывает и очень медленно нагревается. Благодаря этой способности воды регулируется климат на нашей планете.

4. Еще одним из удивительных свойств воды является высокое поверхностное натяжение. Поверхностное натяжение является одним из важных параметров воды. Оно определяет силу сцепления между молекулами воды, а также форму поверхности жидкости. Например, из-за сил поверхностного натяжения формируется капля.

Поверхностное натяжение чистой воды больше, чем у любой другой жидкости. У абсолютно чистой воды поверхностное натяжение таково, что по ней можно было бы кататься на коньках. Из-за наличия примесей величина поверхностного натяжения воды резко снижается.

5. Одним из основных свойств воды является её подвижность, обусловленная быстрой сменой формы, влекущей постоянное замерзание, испарение и плавление.

Нужно отметить, что вода бывает подземная, наземная и воздушная. Эти формы воды не существуют отдельно друг от друга. Вода постоянно циркулирует между этими тремя пунктами. Эта циркуляция называется круговоротом воды в природе.

Удивительным свойством воды является и то, что вода способна подниматься наверх по сосудам растений, перенося с собой растворенные в ней минеральные (неорганические) вещества. Вода способна создавать огромное давление в несколько сотен атмосфер, благодаря этому свойству нежный росток с легкостью пробивает асфальт.

Вода - вещество необычное. Нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.

Есть ещё одно удивительное свойство у воды. Об этом удивительном свойстве вам расскажет С. (опережающее задание).

В тетрадях появляются ещё два свойства воды – это:

1. Вода обладает памятью.
2. Удивительная загадка – Крещенская вода.

На доске учитель закрепляет на магниты карточки с выводами, которые делают ученики. (Приложение 4 .)

Учитель: Можем ли мы сказать, что вода – это бесценный дар?

Ученик: да, потому что…

Учитель: Человек может быть творцом, когда он строит красивые здания, архитектурные сооружения. Он может развернуть русла рек, произвести запуск ракеты в космос и т.д. Но создать небо, море, горы, воду ему неподвластно, разум человека не дошел до такого уровня. У воды тоже есть ТВОРЕЦ. У православного человека Творец – это Бог.

“Сознание предшествует воплощению идей. Бог великий архитектор”. Д.С. Лихачёв (1906–1999), историк, культуролог.

Учитель: Ребята, ещё одно сообщение об экологии воды для вас приготовила М. Давайте посмотрим её презентацию. (Презентация 4 . Экология воды.)

Учитель: На нашей планете много воды. Но в быту мы используем только пресную воду. Много ли пресной воды на планете?

Почти 70% поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Из общего количества воды на Земле, равного 1 млрд. 386 млн. кубических километров, 1 млрд. 338 млн. кубических километров приходится на долю солёных вод Мирового океана, и только 35 млн. кубических километров приходится на долю пресных вод. На каждого жителя Земли приблизительно приходится 0,33 кубических километров морской воды и 0,008 кубических километров пресной воды. Но трудность в том, что подавляющая часть пресной воды на Земле находится в таком состоянии, которое делает её труднодоступной для человека. Почти 70% пресных вод заключено в ледниковых покровах полярных стран и в горных ледниках, 30% - в водоносных слоях под землёй, а в руслах всех рек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресных вод.

Учитель: Так много или мало воды на Земле?

Ученик: Очень мало! Большая часть воды солёная, а человеку с каждым днем всё больше требуется пресной воды. Человечеству угрожает кризис из-за загрязнения воды. Некоторые страны уже испытывают нехватку чистой пресной воды и вынуждены ввозить её из-за рубежа. Воду надо беречь!

Подведем итоги урока. Почему вода уникальна? Зачем беречь воду?

Домашнее задание.

Подготовьте сообщение о том, как очищают воду перед тем, как она попадает к нам в кран. Нарисуйте схему водоочистительной станции.

Введение

"Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты сама жизнь. Ты восполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобою возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высохшие родники нашего сердца." (Антуан де Сент Экзюпери).

Мало кто из нас задумывался над тем, что представляет собой вода. Она сопровождает нас повсюду и, кажется, нет ничего более обычного и простого. Однако это далеко не так. Многие поколения учёных изучают свойства воды. Совершенствуется научное оборудование и методы исследований, и на каждом этапе развития науки и техники открываются новые удивительные свойства воды. В настоящее время о воде известно очень много - наверное, в природе не существует химического соединения, о котором было бы накоплено больше научной информации, чем о воде. Несмотря на это можно с уверенностью говорить о том, что природа этого вещества ещё не познана до конца и нам предстоит узнать немало. Вода особенно интересна тем, что она является универсальным растворителем многих соединений и приобретает в растворах необычные свойства, которые и представляют первоочередной интерес для исследователей.

Вода - вещество привычное и необычное. Известный советский ученый академик И.В. Петрянов свою научно-популярную книгу о воде назвал “Самое необыкновенное вещество в мире”. А доктор биологических наук Б.Ф. Сергеев начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде - “Вещество, которое создало нашу планету”.

Ученые правы: нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.

Вода - единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх агрегатных состояниях - жидком, твёрдом и газообразном.

Кроме того, вода - весьма распространенное на Земле вещество. Почти поверхности земного шара покрыты водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы.

Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем. Во всяком организме вода представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма; кроме того, она сама принимает участие в целом ряде биохимических реакций.

Её аномальные свойства обеспечивают условия для жизни на нашей планете. Если бы при понижении температуры и при переходе из жидкого состояния в твердое плотность воды изменялась так же, как это происходит у подавляющего большинства веществ, то при приближении зимы поверхностные слои природных вод охлаждались бы до 0°С и опускались на дно, освобождая место более теплым слоям, и так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоема не приобрела бы температуру 0°С. Далее вода начинала бы замерзать, образующиеся льдины погружались бы на дно и водоем промерзал бы на всю его глубину. При этом многие формы жизни в воде были бы невозможны. Но так как наибольшей плотности вода достигает при 4°С, то перемещение ее слоев, вызываемое охлаждением, заканчивается при достижении этой температуры, При дальнейшем понижении температуры охлажденный слой, обладающий меньшей плотностью, остается на поверхности, замерзает и тем самым защищает лежащие ниже слои от дальнейшего охлаждения и замерзания.

Большое значение в жизни природы имеет и тот факт, что вода обладает аномально высокой теплоемкостью Поэтому в ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно, а днем или при переходе от зимы к лету так же медленно нагревается, являясь таким образом, регулятором температуры на земном шаре.

Вода как регулятор климата

Океаны и моря являются регуляторами климата в отдельных частях земного шара. Суть этого заключается не только в океанических течениях, которые переносят теплую воду из экваториальных районов в более холодные (течение Гольфстрим, а также Японское, Бразильское, Восточно-Австралийское), но и противоположные им холодные течения - Канарское, Калифорнийское, Перуанское, Лабрадорское, Бенгальское. Вода обладает очень высокой теплоемкостью. Для нагревания 1 м 3 воды на 1° требуется энергия, которая позволяет нагреть на такую же температуру 3000 м 3 воздуха. Естественно, что при охлаждении водоемов эта теплота передается в окружающее пространство. Поэтому в районах, прилегающих к морским бассейнам, редко бывают большие перепады температур воздуха в летнее и зимнее время. Водные массы сглаживают эти перепады - осенью и зимой вода подогревает воздух, а весной и летом охлаждает.

Другой важной функцией океанов и морей является регулирование содержания в атмосфере углекислого газа (диоксида углерода). Основную роль в регулировании содержания CO 2 в атмосфере играют океаны. Между Мировым океаном и атмосферой Земли устанавливается равновесие: углекислый газ CO 2 растворяется в воде, превращаясь в угольную кислоту H 2 CO 3 , и далее превращается в донные карбонатные осадки. Дело в том, что в морской воде содержатся ионы кальция и магния, которые с карбонатным ионом могут превращаться в малорастворимый карбонат кальция CaCO 3 и магния MgCO 3 .

Трудно представить, какой была бы наша планета, если бы океаны не связывали атмосферный углекислый газ.

Одному зеленому покрову Земли невозможно было бы справиться с задачей удержания примерно на одном и том же уровне содержания CO 2 в атмосфере. Подсчитано, что наземные растения для построения своего тела ежегодно потребляют из атмосферы 20 млрд. т CO 2 , а обитатели океанов и морей извлекают из воды 155 млрд. т в пересчете на CO 2 .

История изучения воды

То, что вода обладает уникальными свойствами, знали ещё в древности. Эта загадочность влекла (да и сейчас влечёт) к себепоэтов, художников, философов, ученых, всех людей, так как каждый человек немного (а иногда и много) поэт, художник, философ. Есть что-то такое, что заставило Фалеса из Милета сказать: ΰδωρ μήν άςιστον - " воистину, вода лучше всего". Фалес был грек и жил на берегу моря. Когда сидишь у моря и смотришь на него, то кажется, что вот-вот раскроются самые сокровенные тайны мироздания.

Греческие мыслители считали воду одним из четырех элементов, из которых состоит все сущее. Конечно, вода Платона - не Н 2 О, изучаемая современной наукой. Это - некоторая абстракция. И не нужно искать аналогий между утверждением Платона, что частицы воды имеют форму икосаэдров, и додекаэдрической моделью Л. Полинга или теорией Дж. Бернала о строении жидкостей. Или серьезно считать, что слова Платона: "Что касается воды, то она делится, прежде всего, на два рода: жидкий и плавкий. Первый. содержит в себе исходные тела воды, которые малы и притом имеют разную величину… Второй род состоит из крупных и однородных тел…" - предвосхищают современные модели состояний воды. Древние учёные не занимались наукой в нашем понимании этого слова. Они не задавали вопросов природе. Они размышляли. Они придумали много интересного, но не смогли узнать, как устроенокружающий мир. Для этого надо не только и не столько выдвинуть теорию, но, что важнее, предложить способы ее проверки или опровержения. Нужно ставить эксперименты. Всерьез это стали делать только в XVI веке. На заре науки великий Декарт рассуждал о воде совсем еще в духе древних греков:

"Тогда частицы останавливаются в беспорядочном соединении, налагаясь друг на друга, и образуют твердое тело, именно лед. Таким образом, разницу между водой и льдом можно уподобить разнице между кучкой маленьких угрей, живых или мертвых, плавающих в рыбачьей лодке, через отверстия которой проходит колеблющая их вода, и кучкой тех же угрей, высохших и застывших от холода на берегу. Среди длинных и гладких частиц, из которых, как я сказал, состоит вода, большая часть сгибается или перестает сгибаться в зависимости от того, имеет ли материя, их окружающая, несколько больше или меньше силы, чем обычно. И когда частицы обыкновенной воды совсем перестают сгибаться, их наиболее естественный вид не таков, чтобы они были прямые, как тростинки, но многие из них искривлены различным образом, а поэтому они уже не могут поместиться в таком малом пространстве, как в том случае, когда разреженная материя, имея достаточно силы, чтобы их согнуть, заставляет их приспособить свои формы друг к другу". Как убедительно пишет мыслитель! Его уверенный тон не предполагает возражений. Как будто он заглянул внутрь воды и льда и подсмотрел, как устроены, расположены и движутся слагающие их частицы. И, кажется, ему и в голову не приходило, что можно предложить способ проверки нарисованной картины. Впрочем, тогда, разумеется, это было бы и невозможно.

Прошло полтора века. Лавуазье окончательно показал, что вода - не элемент (в современном понимании этого слова), а состоит из водорода и кислорода. Еще несколько десятилетий ушло на то, чтобы установить, что в воде на один атом кислорода приходится два атома водорода. Н 2 О. Эту формулу знают даже люди, очень далекие от естественных наук. Для многих - это единственная химическая формула, которую они могут написать и произнести… Со времен Лавуазье воду изучают непрерывно, всеми возможными способами. А число этих способов становится все больше и больше. Мы очень много знаем о воде. Но можем ли мы, как Декарт, спокойно, просто и уверенно рассказать, как она устроена и как движутся ее частицы? Современные методы исследования строения веществ позволили досконально изучить структуру воды во всех её агрегатных состояниях. Однако чем больше новых данных о воде было получено, тем больше новых загадок открывалось для исследователей.

Рис.1. Рентгенограмма льда

Одно из величайших достижений науки XX века заключается в том, что люди научились отвечать на вопрос, как устроены кристаллы. В 1912 году известный физик-теоретик М. Лауэ вместе с коллегами В. Фридрих и П. Книппингу догадались, что дифракцию рентгеновских лучей можно применить для изучения их строения (рис.1). Так был открыт рентгенофазовый анализ. Теперь мы знаем, как устроен кристалл твёрдой воды - льда. Атомы кислорода распределены во льду таким образом, что каждый из них окружен четырьмя другими на практически равных расстояниях, по вершинам правильного тетраэдра. Если центры атомов кислорода соединить палочками, то возникнет ажурный изящный тетраэдрический каркас. А атомы водорода? Они сидят на этих палочках по одному на каждой. Тут есть два места для атома водорода - вблизи (на расстоянии приблизительно 1Å) каждого из концов палочки, но занято бывает только одно из этих мест. Атомы водорода размещены так, что около каждого атома кислорода их оказывается по два, так что в кристалле можно выделить молекулы Н 2 О. Два атома водорода связаны с атомом кислорода так, что они образуют почти прямой угол, точнее, угол в 105 градусов. Если бы это был угол в 109 градусов, молекулы замерзшей воды соединились бы в кубическую решетку, подобную кристаллу алмаза. Но в этом случае такая структура была бы неустойчивой из-за нарушения связей. Строение молекул воды подтверждено и другими методами.

Строение жидкой воды будет рассмотрено ниже для объяснения некоторых аномальных свойств воды.

Необычные свойства воды

Тепловые свойства

При постепенном повышении температуры и сохраняющемся внешнем давлении вода последовательно переходит из одного фазового состояния в другое: лед - вода - пар.

Известно, что водяной пар при температурах 300 - 400 К имеет молярную теплоемкость (при постоянном объеме) С V = 3R ≈ 25Дж/ (моль·К). Величина 3R соответствует теплоемкости идеального многоатомного газа, имеющего шесть кинетических степеней свободы - три поступательные и три вращательные. Это означает, что колебательные степени свободы самих молекул воды в этом диапазоне температур еще не включены. Естественно, что при более низких температурах они не включены тем более.

Удельная теплоемкость воды в жидком состоянии, равная 4200Дж/ (моль·К), соответствует молярной теплоемкости 75,9Дж/ (моль·К) ≈ 9,12R. На один моль атомов (и кислорода, и водорода), входящих в состав жидкой воды, приходится около 3,04R - вода формально подчиняется закону Дюлонга и Пти для твердых тел, хотя и не является твердым телом. На это обстоятельство стоит обратить пристальное внимание!

Молярная теплоемкость льда при температуре 273К равна примерно 4,5R, т.е. вдвое меньше, чем для жидкой воды. Классическое объяснение теплоемкости твердых тел основано на предположении, что каждый атом в составе твердого тела имеет три колебательные степени свободы. Атомы не имеют вращательных степеней свободы, поэтому, в соответствии с правилом о равнораспределении энергии по степеням свободы, молярная теплоемкость атомов, входящих в состав твердого тела, равна 3R и не зависит от температуры. Это правило действительно выполняется при достаточно высоких температурах для большинства твердых тел и носит название закона Дюлонга и Пти.

С чем же связана такая высокая теплоемкость? Ответ лежит в межмолекулярных силах, связывающих молекулы воды в единое целое. Водород отличается от других элементов тем, что его атомы имеют лишь по одному электрону. Однако они могут соединяться с другими атомами не только с помощью своих электронов (валентные связи), но и привлекая своей свободной, положительно заряженной стороной электроны, других атомов. Это так называемая водородная связь. В воде связанные с каждым кислородным атомом два атома водорода в то же время могут быть сцеплены с другими атомами посредством водородных связей. Так молекулы Н 2 Осоединяются друг с другом. Поэтому воду следует рассматривать не как совокупность отдельных молекул, но как единую их ассоциацию. На деле вся масса воды, содержащаяся в каком-либо сосуде - это одна молекула.

Водородные связи легко обнаруживаются при исследовании воды инфракрасным спектрометром.

Водородная связь, как мы установили, сильнее всего поглощает лучи с длиной волны около трех микронов (онирасположены вблизи инфракрасной области теплового излучения, то есть рядом с видимой частью спектра). В жидком состоянии вода так сильно поглощает эти лучи, что если бы наши глаза воспринимали их, вода казалась бы нам черной, как смоль. Частично ею поглощаются и лучи красного конца видимого спектра; отсюда характерный голубой цвет воды.

При нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водородных связей (энергия разрыва водородной связи в воде составляет примерно 25 кДж/моль). Этим и объясняется высокая теплоемкость воды.

Рис.2. Изменение температур плавления и кипения водородных соединений элементов VIA группы

Прочность связи водяных молекул ведет к тому, что у воды необычно высокие точки плавления и кипения (рис.2).

Если определить температуру кипения гидрида кислорода по положению кислорода впериодической таблице, то окажется, что вода должна кипеть при восьмидесяти градусах ниже нуля. Значит, вода кипит приблизительно на сто восемьдесят градусов выше, чем должна кипеть. Температура кипения, наиболее обычное свойство воды, оказывается необычайным и удивительным.

Можно представить себе, что если бы наша вода потеряла вдруг способность образовывать сложные, ассоциированные молекулы, то она, вероятно, кипела бы при той температуре, какая ей положена в соответствии с периодическим законом. Океаны закипели бы, на Земле не осталось ни одной капли воды, а на небе никогда больше не появилось ни одного облачка.

Оказывается, что гидрид кислорода - по его положению в таблице Менделеева - должен затвердевать при ста градусах ниже нуля.

Вода - удивительное вещество, не подчиняющееся многим физико-химическим закономерностям, справедливым для других соединений, потому что взаимодействие ее молекул необычайно велико. Согласно расчетам, общая энергия водородных связей в одном моле воды эквивалентна 6 тысячам калорий. И требуется особенно интенсивное тепловое движение молекул, чтобы преодолеть это дополнительное притяжение. В этом - причина неожиданного и резкого повышения температур ее кипения и плавления.

Из всего сказанного следует, что температура плавления и кипения гидрида кислорода - его аномальные свойства. Следует, что в условиях нашей Земли жидкое и твердое состояние воды - также аномалии. Нормальным должно было быть только газообразное состояние.

Вязкость и поверхностное натяжение

Еще одна физическая величина, связанная со структурой воды, имеет особенную зависимость от температуры - это вязкость. В обычной, неассоциированной жидкости, скажем, такой, как бензин, молекулы свободно скользят одна вокруг другой. В воде же они скорее катятся, чем скользят. Так как молекулы соединены между собой водородными связями, то, прежде чем произойдет какое-либо смещение, нужно разорвать хотя бы одну из этих связей. Эта особенность и определяет вязкость воды.

Вязкость воды уменьшается при изменении температуры от 0°С до 100°С в семь раз, тогда как вязкости большинства жидкостей с неполярными молекулами, не имеющими, соответственно, водородных связей, уменьшаются при таком же изменении температур всего в два раза! Спирты, молекулы которых являются полярными, как и молекула воды, тоже изменяют вязкость в 5-10 раз при таком изменении температуры.

Исходя из оценки количества разорванных связей при нагревании воды от 0°С до 100°С (порядка 4%), следует признать, что подвижность воды и ее малая вязкость обеспечиваются весьма малой долей всех молекул.

У воды есть ещё одна замечательная особенность… Вода сама поднимается вверх в почве, смачивая всю толщу земли от уровня грунтовых вод. Сама поднимается вверх по капиллярам сосудов деревьев. Сама движется вверх в порах промокательной бумаги или в волокнах полотенца. В очень тонких трубках вода может подняться на высоту нескольких метров…

Это объясняется её исключительно большим поверхностным натяжением. Силы молекулярного притяжения действуют на молекулу жидкости на её поверхности только в одну сторону, а у воды это взаимодействие аномально велико. Поэтому каждая молекула втягивается с поверхности внутрь жидкости. Возникает сила, стягивающая поверхность. У воды она особенно велика: поверхностное натяжение составляет 72 дины на сантиметр (0,073Н/м).

Эта сила и придаёт мыльному пузырю, падающей капле и любому количеству жидкости в условиях невесомости форму шара. Она поддерживает бегающих по поверхности пруда жуков, лапки которых водой не смачиваются. Она поднимает воду в почве, а стенки тонких пор и отверстий в ней, наоборот, хорошо смачиваются водой. Вряд ли вообще было бы возможно земледелие, если бы вода не обладала этой способностью.

Плотность

Как известно, вода при атмосферном давлении в диапазоне температур от 0°С до 4°С увеличивает свою плотность (рис.3).

Рис.3. Зависимость плотности воды от температуры

По-видимому, при 0°С в жидкой воде имеется очень много островков с сохранившейся структурой льда. Каждый из этих островков при дальнейшем увеличении температуры испытывает тепловое расширение, но одновременно с этим уменьшаются количество и размеры этих островков вследствие продолжающегося разрушения их структуры. При этом часть объема воды между островками имеет другой коэффициент расширения.

Способность воды расширяться при замерзании приносит много хлопот в быту и технике. Практически каждый человек был свидетелем того, что замерзшая вода разрывает стеклянную емкость, будь то бутылка или графин. Гораздо большую неприятность доставляет промерзание водопровода, так как при этом почти неизбежным результатом являются лопнувшие трубы. По этой же причине в предстоящую морозную ночь вода сливается из радиаторов охлаждения автомобильных двигателей.

Поскольку вода при замерзании увеличивается в объеме, то в соответствии с принципом Ле Шателье увеличение давления должно приводить к плавлению льда. Действительно, это наблюдается на практике. Хорошее скольжение коньков на льду обусловливается именно этим обстоятельством. Площадь лезвия конька невелика, поэтому давление на единицу площади большое и лед под коньком подплавляется.

Интересно, что если над водой создать высокое давление и затем ее охладить до замерзания, то образующийся лед в условиях повышенного давления плавится не при 0°C, а при более высокой температуре. Так, лед, полученный при замерзании воды, которая находится под давлением 20000 атм., в обычных условиях плавится только при 80°C.

Диэлектрическая постоянная воды

Диэлектрической постоянной воды называется ее способность нейтрализоватьпритяжение, существующее между электрическими зарядами. Если, например, растворить в воде хлористый натрий (поваренную соль), то положительно заряженные ионы натрия и отрицательные ионы хлора отделяются друг от друга. Это разделение происходит потому, что у воды высокая диэлектрическая постоянная - выше, чем у любой другой известной нам жидкости. Она уменьшает силу взаимного притяжения между противоположно заряженными ионами в сто раз. Причину сильного нейтрализующего действия воды нужно искать в расположении ее молекул. Водородный атом в них не делит поровну свой электрон с тем атомом кислорода, к которому он прикреплен: этот электрон всегда ближе к кислороду, чем к водороду. Поэтому водородные атомы заряжены положительно, а кислородные - отрицательно. Когда какое-либо вещество, растворяясь, распадается на ионы, кислородные атомы притягиваются к положительным ионам, а водородные - к отрицательным. Молекулы воды, окружающие положительный ион, направляют к нему свои кислородные атомы, а молекулы, которые окружают отрицательный ион, устремляются к нему своими атомами водорода. Таким образом, молекулы воды образуют как бы решетку, которая отделяет ионы друг от друга и нейтрализует их. Вот почему вода так хорошо растворяет электролиты (вещества, которые диссоциируются на ионы), например, хлористый натрий.

Воду обычно считают хорошим проводником электричества. Всякий монтер знает, как опасно работать с проводами высокого напряжения, стоя на сырой земле. Но электропроводность воды - следствие того, что в ней растворены различные примеси. Всякую влажную поверхность можно считать хорошим проводником именно потому, что вода служит отличным растворителем для электролитов, в том числе для углекислоты воздуха. Чистая же вода (ее очень трудно сохранить чистой, так как для этого нужно изолировать воду от всякого контакта с воздухом и хранить в сосуде из инертного материала, скажем, кварца) - прекрасный изолятор. Так как атомы водорода и кислорода в молекуле воды электрически заряжены, они связаны друг с другом и потому не могут переносить заряды.

Капиллярная вода

Рис.4. Вблизи введенного в стеклянный капилляр столбика жидкости (а) возникают как бы дочерние столбики (б)

В 1962 году доцент Костромского текстильного института Н.Н. Федякин обнаружил, что вблизи введенного в стеклянный капилляр столбика жидкости (воды, метилового спирта, уксусной кислоты) возникают как бы дочерние столбики, которые медленно растут, по мере того как убывает длина первичного столбика (рис.4).

Этот удивительный рост вторичных столбиков можно было объяснить только пониженным давлением их пара по сравнению с первым столбиком. Следовательно, и другие свойства дочерних образований должны были заметно отличаться от материнских. Спустя некоторое время сотрудники отдела поверхностных явлений Института физической химии АН СССР занялись совместно с Н.Н. Федякиным широкими исследованиями этого интересного явления.

В термостатированной камере можно было создавать различную степень насыщенности водяными парами. Поэтому удалось точно установить, какая насыщенность камеры парами соответствует их равновесию со столбиками модифицированной воды. Степень насыщения оказалась равной 93-94 процентам. Было установлено, что эта цифра не зависит от радиуса капилляров. Отсюда был сделан вывод, что вновь рождающиеся дочерние столбики наделены аномальными свойствами во всем своем объеме независимо от их толщины и в целом представляют собой такое состояние жидкости, которое по свойствам резко отличается от нормального.

Действительно, пониженное давление насыщенного пара столбиков аномальной воды трудно понять, если не согласиться, что его причиной служит иная, модифицированная структура воды. Но ясно, что изменение структуры должно влиять и на другие свойства жидкости, в особенности на так называемые структурно-чувствительные свойства, к которым принадлежит, например, вязкость. Это и подтвердилось на самом деле: для модифицированной воды было зарегистрировано увеличение вязкости более чем в 15 раз.

Сравнительные исследования теплового расширения столбиков модифицированной и нормальной воды в интервале температур от - 100 до +50° С тоже дали исключительно важные результаты.

Известно, что длина столбика нормальной воды, как и вообще объем этой воды, достигает минимума при +4°С. Кристаллизуясь (после некоторого переохлаждения), вода превращается в лед нормальной плотности, который при нагревании плавится точно при 0°С. Столбики же модифицированной воды, полученные при конденсации ненасыщенного пара, повели себя совершенно иначе.

Рис.5

В чем заключалось отличие? Во-первых, минимум длины и, следовательно, максимум плотности оказался у них смещенным в область отрицательных температур (рис.5).

Во-вторых, переход в твердое состояние обнаруживает у них мало общего с кристаллизацией обычной воды. При температуре около минус 30-50°С столбик мутнеет и испытывает скачкообразное удлинение. Однако это удлинение существенно меньше, чем при замерзании обычной воды (которое, кстати, не сопровождается помутнением).

После описанного скачка длина столбика полого меняется как при дальнейшем охлаждении, так и при нагревании на 10-20°. При более значительном повышении температуры длина столбика постепенно уменьшается по более крутой, но все же плавной зависимости. Одновременно микроскопическое наблюдение показывает, что картина помутнения как бы разрешается.

Теперь становится понятным, почему с повышением температуры исчезает помутнение: при нагревании капельки уменьшаются в размере, число их сокращается и, наконец, они полностью исчезают.

Рис.6. Столбик аномальной воды при - 16,0°С

Наиболее интересным в наблюдениях нам показалось то, что, подвергая столбик модифицирован-ной воды медленному испарению, можно увеличивать степень ее аномальности, получать предельно-аномальную воду и, наоборот, приводя тот же столбик в контакт с нормальной водой или с пересыщенными парами, удается ослабить степень аномальности.

Рис.7

Предельно-аномальная вода отличается в области положительных температур наибольшим коэффициентом расширения, который в несколько раз превышает средний коэффициент расширения обычной воды в том же температурном интервале (рис.6). В то же время так и не удалось заметить, чтобы предельно-аномальная вода обнаруживала минимум объема при какой-нибудь температуре. Это напоминает поведение таких жидкостей, как стекло, спирт, способных при переохлаждении сразу застекловываться при соответствующем росте вязкости.

Кстати, предельно-аномальная вода уже при положительных температурах обладает вязкостью, значительно большей, чем у обычной воды. Существенная особенность предельно-аномальной воды состоит в том, что она не расслаивается на эмульсию "вода в воде" ни при каком охлаждении (вплоть до - 100° С). Следовательно, в этом случае модифи-цированная вода ведет себя как жидкость, имеющая в своем составе только один сорт молекул, но в противоположность нормальной воде она не обнаруживает никакой аномалии теплового расширения.

Память воды

Благодаря изобилию изотопов у водорода и кислорода, вода состоит из 33 разных веществ. При испарении природной воды состав меняется как по изотопному содержанию дейтерия, так и кислорода. Эти изменения изотопного состава пара очень хорошо изучены, и так же хорошо исследована их зависимость от температуры.

Недавно ученые поставили замечательный опыт. В Арктике, в толще огромного ледника на севере Гренландии, была заложена буровая скважина и высверлен и извлечен гигантский ледяной керн длиной почти полтора километра. На нем были отчетливо различимы годичные слои нараставшего льда. По всей длине керна эти слои были подвергнуты изотопному анализу, и по относительному содержанию тяжелых изотопов водорода и кислорода - дейтерия и были определены температуры образования годичных слоев льда на каждом участке керна. Дата образования годичного слоя определялась прямым отсчетом. Таким образом была восстановлена климатическая обстановка на Земле на протяжении тысячелетия. Вода все это сумела запомнить и записать в глубинных слоях гренландского ледника.

В результате изотопных анализов слоев льда была построена учеными кривая изменения климата на Земле. Оказалось, средняя температура у нас подвержена вековым колебаниям. Было очень холодно в XV веке, в конце XVII века и в начале XIX. Самые жаркие годы были 1550 и 1930.

Рис.8. Температурная кривая мезозоя-кайнозоя для южной половины Русской равнины

Кроме того, по пыльце растений, содержащейся в кернах высокой глубины, можно было определить видовой состав растительности того или иного периода истории Земли. По этому составу учёные восстановили климатические условия древней Земли (рис.7).

То, что сохранила в памяти вода, полностью совпало с записями в исторических хрониках. Обнаруженная по изотопному составу льда периодичность изменения климата позволяет предсказывать среднюю температуру в будущем на нашей планете.

За последние годы в науке постепенно накопилось много поразительных и совершенно непонятных фактов. Одни из них установлены твердо, другие требуют количественного надежного подтверждения, и все они еще ждут своего объяснения.

Например, еще никто не знает, что происходит с водой, протекающей сквозь сильное магнитное поле. Физики-теоретики совершенно уверены, что ничего с ней при этом происходить не может и не происходит, подкрепляя свою убежденность вполне достоверными теоретическими расчетами, из которых следует, что после прекращения действия магнитного поля вода должна мгновенно вернуться в прежнее состояние и остаться такой, какой была. А опыт показывает, что она изменяется и становится другой.

Из обычной воды в паровом котле растворенные соли, выделяясь, отлагаются плотным и твердым, как камень, слоем на стенках котельных труб, а из омагниченной воды (так ее теперь стали называть в технике) выпадают в виде рыхлого осадка, взвешенного в воде. Вроде разница невелика. Но это зависит от точки зрения. По мнению работников тепловых электростанций, эта разница исключительно важна, так как омагниченная вода обеспечивает нормальную и бесперебойную работу гигантских электростанций: не зарастают стены труб паровых котлов, выше теплопередача, больше выработка электроэнергии. На многих тепловых станциях давно установлена магнитная подготовка воды, а как и почему она работает, не знают ни инженеры, ни ученые. Кроме того, на опыте подмечено, что после магнитной обработки воды в ней ускоряются процессы кристаллизации, растворения, адсорбции, изменяется смачивание. правда, во всех случаях эффекты невелики и трудно воспроизводимы. Действие магнитного поля на воду (обязательно быстротекущую) длится малые доли секунды, а "помнит" вода об этом десятки часов. Почему - неизвестно. В этом вопросе практика далеко опередила науку. Ведь даже неизвестно, на что именно действует магнитная обработка - на воду или на содержащиеся в ней примеси. Чистой-то воды ведь не бывает.

"Сухая" и "резиновая" вода

В еженедельнике "Wochenpost" (1966, № 50), издававшемся в ГДР, рассказывалось о том, что химикам завода "Рейнфельден" (Базель) удалось получить. сухую воду! Химик Курт Клейн, внесший решающий вклад в открытие сухой воды, сначала не мог найти слов для описания открытия. Потом он сделал следующее сравнение: "До сих пор сухой воды на Земле не было; может быть, она существует на каком-либо другом небесном теле. Впечатление такое, что Млечный путь опустился на Землю".

Сухая вода - похожий на муку порошок, который может висеть в воздухе, как табачный дым. Разумеется, это не чистая вода: столь необычные свойства ей придало небольшое количество гидрофобной, "водоотталкивающей" кремневой кислоты. В природе кремневая кислота встречается в гидрофильной форме. Из такой кислоты состоят, например, кварцы и некоторые полудрагоценные камни. Гидрофильную кремневую кислоту получают также синтетически и в больших количествах используют в химической промышленности. Гидрофобная кремневая кислота была получена несколько лет тому назад и также нашла широкое применение - в первую очередь, при производстве каучуков как вещество, усиливающее их естественные водоотталкивающие свойства.

И вот, когда исследователи встряхнули (совершенно случайно!) смесь из 90 процентов воды и 10 процентов гидрофобной кремневой кислоты, жидкая фаза совершенно неожиданно исчезла и образовался белый порошок - "сухая" вода. Этот порошок стабилен и может неограниченно долго храниться в контейнерах.

Образование "сухой" воды объясняется в указанной публикации следующим образом. Возникающие при встряхивании смеси воды с гидрофобной кремневой кислотой мельчайшие капли-шарики воды диаметром до 0,05 мм немедленно обволакиваются тончайшей "шубой" из молекул кислоты - и превращаются в частицы порошка.

И еще одно чрезвычайно интересное сообщение о воде было опубликовано в журнале "Wochenpost" (1967, № 2) со ссылкой на Союз химической промышленности ФРГ. В нем говорилось о синтезе на основе окиси этилена нового органического вещества, которое при добавлении к воде в пропорции один к миллиону вдвое увеличивает ее текучесть, уменьшая молекулярное трение.

Очень интересно сопоставить данные о свойствах "сверхтекучей" воды с открытием, сделанным аспирантом Калифорнийского технологического института Дэвидом Джеймсом. Им было установлено, что при растворении в обычной воде 0,5 процента полимера на основе окиси этилена образуется жидкость с необычайными свойствами: она продолжает вытекать из сосуда и после того, как тот возвращен из наклонного в нормальное (отверстием вверх) положение. Такая "резиновая" вода продолжает перетекать через край сосуда до тех пор, пока струю не перережут ножницами. Как на возможную причршу этого явления указывают на большую длину молекул полимера, переплетающихся в растворе и вытягивающихся из сосуда: вместе с ними из сосуда (как бы при помощи сифона)"вытягивается" и вода.

Случайно ли, что при получении "сверхтекучей" и "резиновой" воды основную роль играет добавка вещества на основе окиси этилена? Не связано ли свойство " сверхтекучести" с труднообъяснимой утечкой "резиновой" воды?

Эти свойства воды интересны не только с теоретической точки зрения. Они, несомненно, будут использованы в промышленности и технике. "Сухую" воду, например, можно применять во всех отраслях промышленности (пищевой, фармацевтической, косметической и др.), перерабатывающих порошки. Добавка только 0,5 процента "сухой" воды предотвращает их слеживание и комкование.

Нетрудно представить себе также технические и экономические выгоды, связанные с использованием свойств "сверхтекучей" воды. Быть может, при одинаковом сечении трубопроводов и каналов они смогут пропускать значительно большее количество воды, снизятся затраты энергии на ее транспортировку и т.д.

Заключение

Всем, конечно же приходилось разглядывать снежинки или ледяные узоры на окнах. Лед в этих случаях образуется непосредственно из пара.

При медленной конденсации водяных наров молекулы воды образуют почти плоскую структуру (кластер), которая имеет осевую симметрию шестого порядка, т.е. при повороте на 60° она переходит сам в себя. Поперечные размеры правильной снежинки отличаются во много раз, т.е. отношение диаметра снежинки к ее толщине может достигать нескольких десятков. Это отношение характеризует скорость роста снежинки в соответствующем направлении. При росте кристалла возможны разные способы (последовательности) заполнения энергетически выгодных позиций, что обеспечивает получение кристаллов (снежинок) разной формы. Реализация конкретного способа роста - случайное событие, поэтому совершенно одинаковые по форме снежинки встречаются крайне редко. Оценив количество возможных форм снежинок, получаем число вселенского масштаба - 10 1000000 .

Условия конденсации пара и превращения его в лед на поверхности стекла отличаются от условий, при которых в воздухе образуются снежинки. Внутри помещения влажность воздуха обычно существенно меньше 100%, но вблизи холодной поверхности оконного стекла температура может оказаться гораздо ниже точки росы при данной концентрации молекул воды в воздухе. И на стекле появится лед.

Вид узора на поверхности стекла зависит от большого набора параметров. Перечислим некоторые из них: температура внутри помещения и температура снаружи, влажность воздуха в помещении, толщина стекла и загрязненность его поверхности, наличие и скорость воздушных потоков вблизи стекла (в частности, наличие или отсутствие щелей в оконной раме или трещин в стекле) и т.д.

свойство вода агрегатное состояние

Замечательные ледяные узоры часто образуются зимой на стеклах автобусов или троллейбусов. При этом слой льда может достигать нескольких миллиметров. Источником водяного пара является, разумеется, дыхание пассажиров. Сначала на поверхности стекла образуется водяная пленка толщиной в несколько диаметров молекул. Молекулы воды в ней испытывают сильное влияние молекул поверхности стекла. Хотя вода в пленке переохлаждена, но возможности для превращения воды в лед не возникает. По мере увеличения толщины пленки и уменьшения влияния молекул поверхности стекла в воде возникают центры кристаллизации. Рост кристаллов происходит во всевозможных направлениях, но самые большие кристаллы растут вдоль поверхности стекла. Скорости роста кристалла в различных направлениях тоже существенно различаются. Когда толщина ледяного панциря на стекле становится настолько большой, что отвод тепла наружу замедляется, кристаллы льда начинают расти в перпендикулярном стеклу направлении. Стекло как бы покрывается шубой из ледяных иголок.

С наступлением зимы легко убедиться в том, что снежинки действительно имеют разнообразные симметричные красивые формы. Сама снежинка, можно сказать, представляет собой застывший случайный процесс…

Совсем немного лет назад химики были уверены, что состав воды им хорошо известен. Но, однажды, одному исследователю пришлось измерить плотность остатка воды после электролиза. Плотность оказалась на несколько стотысячных долей выше нормальной.

В науке нет ничего незначительного. Эта ничтожная разница потребовала объяснения. И в результате стало постепенно выясняться многое из того, о чем рассказано в этой статье.

А началось все с простого измерения самой обычной, будничной и неинтересной величины - плотность воды была измерена точнее на лишний десятичный знак".

Каждое новое, более точное измерение, каждый новый верный расчет не только повышает уверенность в знании и надежности уже добытого и известного, но и раздвигает границы неведомого и еще непознанного, прокладывает к ним новые пути.

Нет предела человеческому разуму, нет предела его возможностям; и то, что мы теперь так много знаем о природе и свойствах поистине самого необыкновенного в мире вещества - о воде, открывает еще большие возможности. Кто может сказать, что еще будет узнано, что открыто нового, еще более необычайного? Надо только уметь видеть и удивляться.

Вода, как и все в мире, неисчерпаема.

Список использованной литературы

1. Глинка Н.Л. Общая химия. - 24-е изд., испр. - Л.: Химия, 1985.

2. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас. - М.: Высшая школа, 1992.

Артур М. Басвел, Уорт Родебуш Вода - удивительное вещество // Наука и жизнь, №9, 1956.

Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество // Химия и жизнь, №3, 1965.

Рохлин М. И снова вода… // Химия и жизнь, №12, 1967.

Дерягин Б.В. Новые превращения воды, которые удивляют всех // Химия и жизнь, №5, 1968.

Маленков Е. Вода // Химия и жизнь, №8, 1980.

Варламов С. Тепловые свойства воды // Квант, №3, 2002.

Варламов С. Снежинки и ледяные узоры на стекле // Квант, №5, 2002.

Петрянов-Соколов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире // Химия и жизнь, №1, 2007.

Пахомов М.М. Палеогеографические исследования эволюции растительности, климата, почв и ландшафтов // Материалы всероссийской научной школы для молодёжи (в 3 частях): "Инновационные методы и подходы в изучении естественной и антропогенной динамики окружающей среды". Ч.1 Лекции, Киров, 2009.