Вода знайома та загаткова - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Вода знайома та загаткова

руга й третя аномалії води пов'язані з першою: у воді найвища в світі мінералів прихована теплота випаровування і плавлення, тобто та кількість теплоти, яка необхідна для перетворення рідини на пару та льоду на рідину. Наприклад, щоб перетворити 1 кг льоду на рідину, необхідно затратити 2,3МДж. Сама ж речовина (лід--вода) зовсім не підвищує свою температуру. Температура льоду, що тане, незмінно однакова: 0°С. В той же час вода з навколишнього середовища повинна поглинати теплоти. Але уточнюємо: якщо лід тане при температурі 0 °С та нормальному тиску, то для плавлення 1 кг льоду, що має температуру -7 °С, достатньо 320 КДж, а при -3°С -- 306 КДж. Виходить, що з кожним градусом униз по шкалі термометра теплота плавлення льоду зменшується на 0,5 °С. Чи не дивно? Чим холодніший лід, тим легше перетворити його на воду. Це і є наступний каприз води.

Подібне ми спостерігаємо і під час перетворення води на пару. Щоб випарувати воду з чайника, теплоти необхідно в 5,5 раза більше, ніж для того, щоб закип'ятити її без підвищення температури кипіння води, яка стала і (при тиску в 1 атм) дорівнює 100 °С. Звичайно, ці ж кожен кілограм пари віддає в навколишнє середовище, конденсуючись у воду. Коли б не ця властивість води -- навіть у спеку випаровуватися повільно -- багато озер і річок улітку пересихали б до дна.

Четверта аномалія полягає в наступному. Замерзаючи, вода розширюється на 9 % порівняно з початковим об'ємом. Густина звичайного льоду -- 924 кг/м3, тому він легший від води і спливає на її поверхню. Коли б цієї аномалії не було, то лід не зміг би плавати, водойми промерзли б до дна і все живе загинуло б.

Ми кажемо: звичайний лід. Учені виявили шість різновидностей льоду. З підвищенням тиску точка переходу води в лід знижується. Якщо заморозити воду при температурі -170 °С (за звичайного тиску), з неї утворюється дуже щільний лід. Він тоне у воді, оскільки його густина -- 2300 кг/м3. Але найцікавішим із шести існуючих різновидів льоду є «гарячий лід», який отримують під тиском 21 000 атм. Він має температуру +76 °С. Такий лід можна отримати безпосередньо з води при температурі +60 °С і тиску 16500атм. «Гарячий лід» плавиться при температурі +192 °С і тиску 32 000 атм. І не дивно, якщо в надрах Землі (на глибині в декілька сот кілометрів) виявляють гарячий лід. Гарячий у повному розумінні цього слова.

П'ята аномалія найбільш незвичайна. Усі речовини під час нагрівання розширяються, а при охолодженні стискаються. Вода також стискається під час охолодження. Але вона стискається до тих пір, поки її температура не досягне +4 °С. Потім вона знову починає розширюватися, хоча температура й знижується: найважча вода -- при 4 °С вище нуля (1 м3 має масу 1 т). Тому зимою, охоловши до +4 °С, вона опускається на дно водойми і зберігається там протягом усієї зими, не замерзаючи. Ця властивість води рятує життя всіх прісноводних тварин, що зимують у річках, ставках, озерах.

Шоста аномалія пов'язана з тим, що вода, як і ртуть, має найбільший поверхневий натяг. Усередині рідини притягання молекул одна до одної зрівноважується, а на поверхні -- ні. Молекули води, які розміщені глибше, тягнуть донизу верхні молекули. Тому крапля води начебто намагається затягти себе у вузлик. Стягують її сили поверхневого натягу. Крапля води упакована в свою поверхневу плівку, яка дуже міцна. Щоб розірвати її, потрібна сила, і немала. По цій плівці бігають комахи -- вертячки та водоміри, по ній повзуть равлики з масивними раковинами і навіть ящірки-василіски. Усі вони важчі за воду, але не тонуть: плівка підтримує їх.

Фізики точно розрахували, яку гирю треба підвісити до стовпчика води завтовшки 3 см, щоб розірвати його. Маса такої гирі величезна -- понад 100 т. Це для абсолютно чистої вводи. У природі такої води немає, в ній завжди щось розчинено. Нехай хоч небагато, але чужорідні речовини розривають зв'язки між молекулами води і сили зчеплення між ними зменшуються. Але капілярність зберігається і відіграє суттєву роль у живій природі. Своєрідними капілярами є коріння рослин. Сили поверхневого натягу тягнуть воду вгору із глибини грунту, живлячи рослини солями і вологою. Під дією сил поверхневого натягу кров наповнює капіляри тварин і людей. Важко уявити собі картину життя на Землі при зменшенні поверхневого натягу води.

Сьома аномалія полягає в тому, що вода -- найкращий розчинник. Вона розчиняє дуже багато речовин, проте сама залишається інертною і не змінюється від багатьох речовин, які розчинює. Завдяки цьому вода змогла стати носієм життя.

Усі ви знайомі з кругообігом води в природі. А яким свіжим буває повітря після дощу! Дощова вода чи сніг -- це фільтр атмосфери. Тож поговоримо про розчинні здатності води.

Спробуйте уявити, скільки тисяч вулканів протягом усіх геологічних епох викидали в атмосферу Землі отруйні гази і пил. Коли б усе це залишалося в повітрі, ні один промінець Сонця не зміг би сьогодні проникнути крізь густу чорну млу, що оточила б планету. Ні один мікроб не вижив би в її отруйному середовищі. А що вже говорити про тваринний чи рослинний світ? На наше щастя, скільки років діють вулкани, стільки ж років випадають на Землю дощі. Пронизуючи повітряну оболонку планети, краплі води захоплюють пилюку і розчиняють у собі отруйні гази. А зараз діяльність вулканів доповнюється бурхливою «діяльністю» заводських труб та вихлопних труб автомобілів. Зростає забруднення повітря також через втручання людини. І дощам усе важче справлятися зі своїми фільтруючими «обов'язками». Виникає запитання: якщо вода розчиняє всі гази, що є в атмосфері Землі, то чому ж вона не розчиняє в собі саму атмосферу, крізь яку падає дощем, і яка є сумішшю газів?

Справа в тому, що повітря, яке оточує Землю, також розчиняється у воді, але воно безперервно поповнюється рослинами планети. Цікаво, що 1,5 млн км3 вільного кисню, який міститься в атмосфері, вимагав би розкладу 1,6 млн км3 води, що приблизно дорівнює 20-ти об'ємам Каспійського моря. Таким чином, увесь атмосферний кисень поновлюється тільки за 3,2 тис. років. Безповоротне поглинання повітря призвело б до безперервного зниження атмосферного тиску, що, в свою чергу, викликало б інтенсивне випаровування води. Випаровуючись, вода повинна розчиняти в собі гази. До того ж кількість розчиненого у воді газу визначається ступенем насичення, тобто не може бути як завгодно великим. Таким чином, вода -- своєрідне реле тиску атмосфери. Тиск повітря, що оточує нас, з дуже незначними коливаннями має стале значення -- 760 мм рт. ст.

Незрозумілою залишається й інша обставина: чому під час випаровування води в атмосферу повертаються не всі розчинені нею гази, а тільки азот і кисень. Яким чином вдається воді втримати такий активний елемент, як кисень, від реакцій з іншими розчиненими в ній речовинами? Знову загадка води!

Жива вода

«Лежить Іван-царевич мертвий, над ним уже вороння літає. Звідки не візьмись, прибіг Сірий Вовк і вхопив ворона з вороненям.

-- Лети, вороне, за живою і мертвою водою. Принеси мені живої та мертвої води, тоді я випущу твоє вороненя.

Нема чого робити, полетів ворон, а Вовк тримає його вороненя. Чи довго летів ворон, чи ні, але приніс він живу і мертву воду. Сірий Вовк окропив мертвою водою рани Івана-царевича і вони загоїлися; окропив живою водою -- Іван-царевич ожив».

«...Незабаром прибігає й вовк. Дивиться, аж дурня вже клює сорока, а гадюка ссе з нього кров. От він зараз гадюку убив, а до сороки й каже:

— Як ти мені не принесеш води цілющої й живлющої, то й тебе уб'ю.

— В чому ж я тобі принесу? -- питає сорока.

Він взяв зробив з листя дві коробочки, одну прив'язав сороці до однієї ноги, другу до другої та й пустив її. На другий день прилітає вона до нього в полудень і приносить воду. Тоді вовк узяв полив дурня цілющою водою, зцілив його, а далі живлющою -- оживив...».

«Був один цар і мав трьох синів. Той цар був уже в глибокій старості. Одної ночі мав він красний сон: снилося йому, що є така вода, коли вмитися нею, то можна стати молодим. Рано пробудився він, став оповідати своїм синам і сказав:

-- Котрий з вас дістане мені тої води, половину царства матиме.

... Привезли сини воду. Дали татові, умився -- став молодий (молодильна вода)».

Через безліч казок та переказів різних народів і часів пройшла легенда про «живу» воду. Вона зцілювала рани, оживляла мертвих, надавала сміливості та стократно збільшувала сили. І не випадково людина наділяла воду такими магічними властивостями. Коріння цих уявлень заховані в глибині віків.

У древніх книгах є свідчення, що 4 000 років тому хворих лікували в купелі при храмах. Хитромудрі грецькі жерці суворо берегли таємниці свої від непосвячених, добре знали цілющу силу мінеральної води. Вони будували храми Ескулапа поблизу джерел та старанно їх оберігали.

Про цілющі властивості мінеральних вод знали ще галли. Археологи знайшли біля деяких джерел олтарі, побудовані на честь бога Борво («киплячий»). З часів Римської імперії збереглися плити з висіченими на них написами, що вказували дорогу до «священних вод Теркумса», покликаних служити «здоров'ю та радості».

Із мінеральних вод найціннішими з біологічного погляду є вуглекислі. Під їх дією розширюються капіляри шкірного покриву і кров рівномірно перерозподіляється в організмі, не вимагаючи додаткових зусиль від серця.

Завдяки вуглекислоті нормалізується кровообіг, покращуються обмінні процеси в тканинах серця, підвищується його працездатність. Ось чому лікарі рекомендують вуглекислі ванни при деяких серцево-судинних захворюваннях.

Лікувальні властивості мінеральної води визначаються перш за все вмістом у ній солей. Ця характеристика називається мінералізацією води і може бути найрізноманітнішою.

Якщо мінералізація не виходить за межі 2--8 г/л -- вода називається лікувально-столовою. А бувають води зі вмістом 12--52 г/л. На організм людини вони здійснюють сильний вплив, тому їх відносять до лікувальних; п'ють цю воду лише за призначенням лікаря і в строго обмеженій кількості. За багатством та різноманітністю мінеральних вод Україна відома всьому світу. Широко відомі лікувальні та столові води: «Миргородська», «Березовська», «Свалява», «Поляна Квасова», «Лужанська», «Київська». Десятки тисяч людей щорічно відпочивають на 42-х курортах України: в Криму, Карпатах, Одесі, Моршині, Миргороді, Слов'янську, Трускавці, Миронівці, Бердянську, Хмільнику та інших живописних здравницях, використовуючи мінеральні води майже всіх різновидів.

У чому ж секрет чудодійних властивостей мінеральних вод, що прийшли із земних надр? А чи не можна штучно приготувати цілющі мінеральні води? Деякі спеціалісти стверджували, що цілющі властивості мінеральної води визначаються її хімічним складом, тобто тими солями, що в ній розчинені. Користуючись сучасними методами аналізу, встановили точний хімічний склад води і шляхом синтезу приготували штучну мінеральну воду. Приготували, склад води відтворили, але цілющих властивостей не отримали.

Очевидно, справа не лише і не стільки в розчинених речовинах, скільки у властивостях самого розчинника, тобто у властивостях води. В яких саме? Вода в мінеральних джерелах -- це вода, що прийшла з великих глибин. Там вона піддавалася дії високих температур, високих тисків і, можливо, пройшла якусь ще невідому нам обробку. Пройшовши шлях із глибини до поверхні, вона зберегла (хай і частково) набуті нею властивості, а людство отримало від природи джерело бадьорості й здоров'я.

Україна багата на мінеральні води: радіоактивні, сірководневі, вуглекислі. До радіоактивних належать радонові, радонорадієві, вуглекисло-радонові. Найвідомішим курортом в Україні, де згадані води використовують у лікувальних цілях, є місто Хмільник Вінницької області. Сірководневі мінеральні води трапляються переважно в передгір'ї Карпат, у Закарпатті та Криму. Вуглекислі води -- найцінніші за лікувальними властивостями. Такі джерела є у гірських районах Карпат.

Термальні води відомі в Криму, Карпатах та інших районах України і вони також використовуються в лікувальних цілях. Фонтан з термальної води з температурою 39,1 °С відкритий у Євпаторії на глибині 897 м, а також у Саках на глибині 885 м.

Страницы: 1, 2, 3