Исследовательская работа по физике "Физические свойства воды"

Вода - важнейшее веществом для всех живых существ на Земле. Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте вещества и энергии, возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды.

От загрязненной воды страдает все живое, она вредна для жизни человека. Поэтому воду – наше главное богатство, надо беречь!

Объект исследования: физические свойства воды.

Цель исследования: рассмотреть, какими физическими свойствами обладает вода.

Задачи:

1. Ознакомиться с физическими свойствами воды
2. Сделать вывод на основании полученных данных.

Физические свойства воды

При обычных условиях вода - прозрачная жидкость без вкуса и запаха. В тонком слое она бесцветна, а при толщине более 2 м имеет голубой оттенок. Плотность жидкой воды максимальна при 4 °С и равна 1 г/см³ (1000 г/дм³). В отличие от других веществ твердая вода (лед) легче жидкой.

При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст., 101 325 Па) вода переходит меняет агрегатное состояние-превращается в лед при температуре в 0 °C. И кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100 °C (значения 0°C и 100° по температурной шкале "по Цельсию").

Лед

Я провел эксперимент что бы проверить при какой температуре кипит вода и выяснил что вода закипает при температуре 100 °С, а замерзает при температуре 0 °С.
При снижении давления температура таяния (плавления) льда медленно растет, а температура кипения воды - падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C.

Такие давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лед превращается непосредственно в пар. Температура возгонки (сублимации) льда падает со снижением давления. При высоком давлении существуют модификации льда с температурами плавления выше комнатной.

Вода обладает поверхностным натяжением - термодинамическая характеристика поверхности раздела двух находящихся в равновесии фаз, определяемая работой обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхности раздела при условии, что температура, объем системы и химические потенциалы всех компонентов в обеих фазах остаются постоянными.

Поверхностное натяжение возникает на границе газообразных, жидких и твердых тел. Обычно под термином "поверхностное натяжение" имеется в виду поверхностное натяжение жидких тел на границе жидкость - газ. В случае жидкой поверхности раздела поверхностное натяжение правомерно также рассматривать как силу, действующую на единицу длины контура поверхности и стремящуюся сократить поверхность до минимума при заданных объемах фаз.

Вода держит бумагу

Из эксперимента выяснилось вода способна удерживать на поверхности некоторые материалы. (бумагу, картон, листья и даже железную монету) Вода - это очень сильный и качественный растворитель. Благодаря этому химические реакции в воде проходят с огромной скоростью.

Соленая вода

Это же ее свойство влияет на обмен веществ в человеческом организме. Общеизвестный факт, что тело взрослого человека на семьдесят процентов состоит из воды.

Масло в воде

А также вода растворяет в себе соль, сахар, сода крахмал и т.д. Но не способна растворить эфиры, масла, жиры, нефть и щелочи.

Физические свойства воды существенно зависят от ее температуры. Наиболее сильно эта зависимость выражена у таких свойств, как удельная энтальпия и динамическая вязкость. При нагревании значение энтальпии воды значительно увеличивается, а вязкость существенно снижается

Другие физические свойства воды, например, коэффициент поверхностного натяжения, число Прандтля и плотность уменьшаются при росте ее температуры. К примеру, плотность воды при нормальных условиях (20°С) имеет значение 998,2 кг/м3, а при температуре кипения снижается до 958,4 кг/м³.

Лед - тает, вода - кипит

Испарение воды происходит при 100 С и выше. А таяние льда от 0 и выше.

Интересные факты о воде

1. Вода покрывает 70% территории нашей планеты. В то же время пресной, то есть пригодной для питья, являются только 3% от этого количества. Но большая часть ее невозможно использовать, так как она находится в ледниках.
2. Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Опыты экспериментально доказывают это, но почему так происходит, ученые до сих пор не знают наверняка.
3. Вода может не замерзать до -42 градусов. Очень чистая вода, без примесей, может охлаждаться до этой температуры, оставаясь жидкой. Дело в том, что лед начинает образовываться вокруг частичек примесей, содержащихся в воде.
4. Вода обладает памятью. Водородная связь объединяет молекулы H₂O в группы, которые принято называть кластерами, а те в свою очередь образуют клатраты. Структурированной водой называют именно воду с упорядоченной организацией кластеров. Поскольку кластеры воды могут перестраиваться от любого воздействия, получается, что вода записывает всю окружающую ее информацию. Этот эффект ученые назвали "память воды".
5. Достаточное количество воды необходимо для здоровья сердца. Наблюдения показали, что люди, выпивавшие 6 стаканов воды в день, имели более здоровое сердце, чем люди, выпивавшие по 2 стакана.

Вывод

В результате исследования я узнал много нового и подтвердил общеизвестные факты: вода может находиться в жидком, твердом и газообразном состоянии. Может принимать любую форму не меняя объема. Вода очень сильный растворитель. И так же она очень важна в жизни многих существ.