Вже принаймні два рази на день ми стикаємося з водою: вмивалися вранці і ввечері. Ну, може бути, Незнач-які тільки один раз. Але, звичайно, ні ті ні інші не замислюючись-ються над тим, що вода - одна з найдивовижніших і зага-дочних на світлі речовин.
Дивовижна вода. З курсу хімії ви дізнаєтеся, що вода - це хімічна сполука двох атомів водню з одним ато-мом кисню. Але це зараз для нас не так важливо. А важливо те, що без води життя на Землі було б неможливе. Вода входить до складу всіх живих істот. Ми самі на 3/5 складаємося з води! Вода володіє багатьма незвичайними властивостями. Перерахуємо лише деякі з них:
- Вода не має кольору, запаху і смаку. Хіба не так? Хто скаже, що вона пахне?
- Вода - єдина відома нам речовина, яке зустрічається на поверхні Землі в рідкому, твердому і газооб-різному станах. Рідке - це звичайна вода, тверде - це лід або сніг, газоподібне - водяна пара;
- Прісна вода замерзає при О "З, а кипить - перетворює-ся в пар - при 100" С. До речі, згадайте, що солона морська вода замерзає при негативних температурах;
- Вода має дуже велику теплоємність. Тепло-ємність - це кількість тепла, яке потрібно затратити для нагрівання 1 г або 1 куб. см речовини на 1 ° С. Як ми пам'ятаємо, єдині-ца тепла - калорія. А якщо забули, підглянете в таблиці 1. 1 калорія - це якраз і є те тепло, яке необхідно для нагрівання 1 куб. см прісної води на 1 ° С. Так ось, для нагріву 1 куб. см води потрібно в 1000 разів більше тепла, ніж для нагріву такої ж обсягу повітря!
- Вода - універсальний розчинник. Вона розчиняє біль-ше солей і інших речовин, ніж будь-яка інша речовина. Поет-му-то вода буває не тільки прісної, а й солоною. В 1 літрі прісної води при температурі 20 "С розчиняється 2 кг цукрового піску або 360 г куховарської солі!
- Воду дуже важко розкласти на складові частини або спалити. Вона - хімічно стійка речовина;
- Вода взаємодіє майже з усіма металами і руйнуючої-щує навіть найтвердіші гірські породи - граніт, мармур та інші.
Скільки на Землі води? Ось бачите, скільки цікавих властивостей води ми вже виявили! А чи багато води на Землі? За розрахунками видатного російського вченого Володимира Івано-вича Вернадського запаси води на нашій планеті становлять приблизно 1.5 мільярда куб. км! Багато це чи мало і як розподілені ці багатства? Подивіться в таблицю 5. Виявляється, на Землі найбільше солоної води. І вся вона зосереджена в Світовому океані. А прісної води зовсім мало - менше 6%! Але на Землі є ще й зв'язана вода - це вода, яка входить до складу інших речовин і з'єднань. Вчені підрахували, що такий води на Землі в 10 разів більше, ніж у Світовому океані!
Таблиця 5. Так розподілені запаси води на Землі
Вода у водоймі, або на якій глибині треба ловити рибу?
При охолодженні вода стає більш щільною і важкою. Тому вона опускається з верхніх шарів океану або озера в нижні. На місце опустилася води з глибин піднімається легша тепла вода. Постежите, як поводяться чаїнки в склянці остигає чаю - вони то спливають, то тонуть вмес-ті з частинками води! Точно також і в водоймах восени вода не тільки охолоджується, але і перемішується. Влітку ж вода в верх-них шарах нагрівається, стає легше, її щільність умень-шается, і вона не тоне. Знизу вода і влітку залишається більш холод- Ной і важкою. Горизонтальна межа між теплою і холод-ної водою називається термоклином. Можете провести простий досвід. Налийте в склянку води, а зверху обережно додайте тон-кий шар, наприклад, соняшникової олії. Масло легше води і не буде змішуватися з нижележащей водою. Між маслом і водою утворюється горизонтальна межа - термоклин. Так ви, напевно, без всяких дослідів помічали термоклин під час років-них купань. Пірнаєш вниз ногами «солдатиком» і чувст-вуешь ногами холод, аж мурашки по шкірі. Ось ще одна побе-жала! Нам холодно, а багато видів риб якраз і люблять ту глу-біну, де температура швидко зменшується. Не забудьте про це на рибалці, коли будете прикидати, на якій глибині краще ловити.
Лід і сніг. При негативних температурах вода перехо-дить в твердий стан - лід або сніг. Лід легше води, поет-му в водоймах він плаває. Це дуже важливо. Плаваючий лід охороняє водойму від подальшого замерзання. Якби лід тонув - взимку річки і озера промерзали б до дна і все живе б в них загинуло! В озерах і річках лід прісний, а тільки що утворився морської або океанський лід солоний. Правда, і він з часом стає прісним - солі потихеньку з нього виходять. Основні маси льоду на Землі зосереджені, як ми знаємо, в Антарктиді, Північному Льодовитому океані і Гренлан-дии. Багато вершини дуже високих гір теж цілий рік по-криті снігами і льодом. Їх називають вічними снігами.
Як відбувається випаровування?
Якщо воду нагрівати, вона испа-ряется, перетворюється на пару. Згадайте, як кипить чайник. Випаровування - це перехід речовини з рідкого в газоподібний стан. На випаровування завжди витрачається тепло. Водяна пара буває тільки прісним, навіть якщо він утворився з соле-ної води. Змішуючись з сухим повітрям, водяна пара утворює вологе повітря. При однаковій температурі вологе повітря завжди легше сухого. І ще, чим тепліше повітря, тим більше пара він може містити. Вологість повітря зазвичай вимірюють у відсотках: від 0% до 100%. Відсотки вважають від того кількісних-ва водяної пари, яке це повітря може містити при даній температурі. До речі, чим більше вологість повітря, тим важче переносити спеку або холод. Тому в сухий фінській сауні можна витримати великі температури, ніж у вологому російській лазні. Та й морозний, завжди вологий петербурзький повітря важче переносити, ніж сибірський сухий мороз. Незадовільно-вительно, що багато сибіряки взимку в Петербурзі мерзнуть.
Що таке конденсація? Тепер припустимо, що темпера-туру повітря +15 "С, а вологість 80%. Якщо це повітря нагре-ється до 20 ° С - його вологість зменшиться до 60%. Якщо ж він охолоне до 10" З - вологість досягне 100%. При такій вологості відбувається конденсація водяної пари, виділення водяних крапельок з вологого повітря. Конденсація - це пе-реход води з газоподібного в рідкий стан. Потримайте холодне блюдце над киплячим чайником! Стикаючись з страв-цем, вологе повітря сам охолоджується і віддає надлишок води блюдця - конденсує. При конденсації тепло, витрачений колись на випаровування, вивільняється.
Як утворюються хмари і тумани?
Конденсація - процес протилежний випаровуванню. Так утворюються хмари і тума-ни. Вологе тепле повітря піднімається від поверхні Зем-ли в атмосферу. Піднімаючись вгору, повітря охолоджується. Він уже не може містити в собі весь водяний пар, який, пожадні-чав, забрав поблизу поверхні. Починається конденсація, і про-роззуються хмари. Вони складаються з крапельок води, сніжинок або граду. Це залежить від температури, при якій сталася кон-денсація. Але буває і по-іншому. Повітря набере поблизу по-поверхні водяної пари, а наверх піднятися не може, тому що сам дуже холодний і важкий. А вночі і вранці цей повітря охолоне ще більше. Сконденсовану, і він віддасть водяна пара у поверхні Землі. Так утворюється туман. Ось чому тумани бувають вночі, а ще частіше вранці. До речі, те ж саме відбувається з повітрям протягом року. Влітку він набирає вологу, а восени, охолоджуючись, віддає її у вигляді туманів. Тому тумани частіше бувають восени, а рідше - влітку.