Удивительный мир воды, или почему туманы бывают утром?

Уж по крайней мере два раза в день мы сталкиваемся с водой: умываемся утром и вечером. Ну, может быть, некото­рые только один раз. Но, конечно, ни те ни другие не задумыва­ются над тем, что вода — одно из самых удивительных и зага­дочных на свете веществ.

Удивительная вода. Из курса химии вы узнаете, что вода — это химическое соединение двух атомов водорода с одним ато­мом кислорода. Но это сейчас для нас не так важно. А важно то, что без воды жизнь на Земле была бы невозможна. Вода входит в состав всех живых существ. Мы сами на 3/5 состоим из воды! Вода обладает многими необычными свойствами. Перечислим только некоторые из них:

1. Вода не имеет цвета, запаха и вкуса. Разве не так? Кто скажет, чем она пахнет?
2. Вода — единственное известное нам вещество, которое встречается на поверхности Земли в жидком, твердом и газооб­разном состояниях. Жидкое — это обычная вода, твердое — это лед или снег, газообразное — водяной пар;
3. Пресная вода замерзает при О "С, а кипит — превращает­ся в пар — при 100 "С. Кстати, вспомните, что соленая морская вода замерзает при отрицательных температурах;
4. Вода обладает очень большой теплоемкостью. Тепло­емкость — это количество тепла, которое нужно затратить для нагрева 1 г или 1 куб. см вещества на 1 °С. Как мы помним, едини­ца тепла — калория. А если забыли, подсмотрите в таблице 1. 1 калория — это как раз и есть то тепло, которое необходимо для нагрева 1 куб. см пресной воды на 1 °С. Так вот, для нагрева 1 куб. см воды нужно в 1000 раз больше тепла, чем для нагрева такого же объема воздуха!
5. Вода — универсальный растворитель. Она растворяет боль­ше солей и прочих веществ, чем любое другое вещество. Поэто­му-то вода бывает не только пресной, но и соленой. В 1 литре пресной воды при температуре 20 "С растворяется 2 кг сахарного песку или 360 г поваренной соли!
6. Воду очень трудно разложить на составные части или сжечь. Она — химически стойкое вещество;
7. Вода взаимодействует почти со всеми металлами и разру­шает даже самые твердые горные породы — гранит, мрамор и другие.

Сколько на Земле воды? Вот видите, сколько интересных свойств воды мы уже обнаружили! А много ли воды на Земле? По расчетам выдающегося русского ученого Владимира Ивано­вича Вернадского запасы воды на нашей планете составляют приблизительно 1.5 миллиарда куб. км! Много это или мало и как распределены эти богатства? Посмотрите в таблицу 5. Оказывается, на Земле больше всего соленой воды. И вся она сосредоточена в Мировом океане. А пресной воды совсем мало — меньше 6%! Но на Земле есть еще и связанная вода — это вода, которая входит в состав других веществ и соединений. Ученые подсчитали, что такой воды на Земле в 10 раз больше, чем в Мировом океане!

Вода в водоеме, или на какой глубине надо ловить рыбу?

При охлаждении вода становится более плотной и тяжелой. Поэтому она опускается из верхних слоев океана или озера в нижние. На место опустившейся воды из глубин поднимается более легкая теплая вода. Последите, как ведут себя чаинки в стакане остывающего чая — они то всплывают, то тонут вмес­те с частицами воды! Точно также и в водоемах осенью вода не только охлаждается, но и перемешивается. Летом же вода в верх­них слоях нагревается, становится легче, ее плотность умень­шается, и она не тонет. Снизу вода и летом остается более холод- Ной и тяжелой. Горизонтальная граница между теплой и холод­ной водой называется термоклином. Можете провести простой опыт. Налейте в стакан воды, а сверху осторожно добавьте тон­кий слой, например, подсолнечного масла. Масло легче воды и не будет смешиваться с нижележащей водой. Между маслом и водой образуется горизонтальная граница — термоклин. Да вы, наверное, без всяких опытов замечали термоклин во время лет­них купаний. Ныряешь вниз ногами «солдатиком» и чувст­вуешь ногами холод, аж мурашки по коже. Вот еще одна побе­жала! Нам холодно, а многие виды рыб как раз и любят ту глу­бину, где температура быстро уменьшается. Не забудьте об этом на рыбалке, когда будете прикидывать, на какой глубине лучше ловить.

Лед и снег. При отрицательных температурах вода перехо­дит в твердое состояние — лед или снег. Лед легче воды, поэто­му в водоемах он плавает. Это очень важно. Плавающий лед предохраняет водоем от дальнейшего замерзания. Если бы лед тонул — зимой реки и озера промерзали бы до дна и все живое бы в них погибло! В озерах и реках лед пресный, а только что образовавшийся морской или океанский лед соленый. Правда, и он со временем становится пресным — соли потихоньку из него выходят. Основные массы льда на Земле сосредоточены, как мы знаем, в Антарктиде, Северном Ледовитом океане и Гренлан­дии. Многие вершины очень высоких гор тоже круглый год по­крыты снегами и льдом. Их называют вечными снегами.

Как происходит испарение?

Если воду нагревать, она испа­ряется, превращается в пар. Вспомните, как кипит чайник. Испарение — это переход вещества из жидкого в газообразное состояние. На испарение всегда затрачивается тепло. Водяной пар бывает только пресным, даже если он образовался из соле­ной воды. Смешиваясь с сухим воздухом, водяной пар образует влажный воздух. При одинаковой температуре влажный воздух всегда легче сухого. И еще, чем теплее воздух, тем больше пара он может содержать. Влажность воздуха обычно измеряют в процентах: от 0% до 100%. Проценты считают от того количест­ва водяного пара, которое этот воздух может содержать при данной температуре. Кстати, чем больше влажность воздуха, тем труднее переносить жару или холод. Поэтому в сухой финской сауне можно выдержать большие температуры, чем во влажной русской бане. Да и морозный, всегда влажный петербургский воздух трудней переносить, чем сибирский сухой мороз. Неуди­вительно, что многие сибиряки зимой в Петербурге мерзнут.

Что такое конденсация? Теперь предположим, что темпера­тура воздуха +15 "С, а влажность 80%. Если этот воздух нагре­ется до 20 °С — его влажность уменьшится до 60%. Если же он охладится до 10 "С — влажность достигнет 100%. При такой влажности происходит конденсация водяного пара, выделение водяных капелек из влажного воздуха. Конденсация — это пе­реход воды из газообразного в жидкое состояние. Подержите холодное блюдце над кипящим чайником! Соприкасаясь с блюд­цем, влажный воздух сам охлаждается и отдает излишек воды блюдцу — конденсирует. При конденсации тепло, затраченное когда-то на испарение, высвобождается.

Как образуются облака и туманы?

Конденсация — процесс противоположный испарению. Так образуются облака и тума­ны. Влажный теплый воздух поднимается от поверхности Зем­ли в атмосферу. Поднимаясь вверх, воздух охлаждается. Он уже не может содержать в себе весь водяной пар, который, пожадни­чав, забрал вблизи поверхности. Начинается конденсация, и об­разуются облака. Они состоят из капелек воды, снежинок или града. Это зависит от температуры, при которой произошла кон­денсация. Но бывает и по-другому. Воздух наберет вблизи по­верхности водяного пара, а наверх подняться не может, потому что сам слишком холодный и тяжелый. А ночью и утром этот воздух охладится еще больше. Произойдет конденсация, и он отдаст водяной пар у поверхности Земли. Так образуется туман. Вот почему туманы бывают ночью, а еще чаще утром. Кстати, то же самое происходит с воздухом в течение года. Летом он набирает влагу, а осенью, охлаждаясь, отдает ее в виде туманов. Поэтому туманы чаще бывают осенью, а реже — летом.

Добавить статью в закладки