VI. Unikke egenskaber af vand
A. Termiske egenskaber (En god måde at organisere, forstå, andlearn de termiske egenskaber er at bruge changeof tilstandsdiagram for H20).
1. Smeltning og kogepunkter– eller temperaturer) – H20 ændrer tilstanden fra fast til flydende ved smeltetemperaturen og fra væske til gas ved kogetemperatur. Vand smelter og koger ved en utrolig høj temperatur foren forbindelse bestående af sådanne lette elementer., Grafen viser dig smeltning ogkogende punkter af vand i forhold til dem af nogle lignende forbindelser,der danner mellem hydrogen og de andre elementer i gruppe Vi-A i det periodiske system (hydrogensulfid, hydrogen selenid og hydrogen tellurid). Bemærk, hvordan temperaturerne af vand eroutayout af linje med det, der ville blive forudsagt af adfærden af de othersimilar forbindelser.
a., Årsagen til de høje smeltende og kogende temperaturer er hydrogenbindingen mellem vandmolekyler, der får dem til at holde sammen og modstå at blive trukket fra hinanden, hvilket er hvad der sker, når is smelter og vand koger for at blive en gas.
b. betydning = uden denne ‘klæbrighed’ vand ville ikke være en væske over meget af jordens overflade, hvor temperaturerne er relativt høje, og vi ville ikke have et hav.
2., Specifik varme eller varmekapacitet-det specifikkevarmekapacitet af en forbindelse er et mål for, hvor svært det er at få molekylerne af forbindelsen til at vibrere. Fordi temperaturen trods alt kun er et mål afmolekylær bevægelse – jo mere molekylerne i en forbindelse vibrerer – jo højeretemperaturen af forbindelsen. Fordiaf hydrogenbindingen af vandmolekyler er det meget svært at få dem tilvibrere i forhold til molekylerne i ethvert andet almindeligt stof. Vand siges derfor at have en høj specifik varmekapacitet eller specifik varme.
a., Streng definition af varmekapacitet = mængden af varme, der kræves (målti kalorier) for at hæve temperaturen på 1 gram af et stof med 1oC.
b. Husk at varme og temperatur ikke er det samme. Den er en form for energi, mens ændringer i temperatur er et svar på ændringer i mængden af varmeenergi til rådighed. Graden af molekylær bevægelse i etstof måles ved dens temperatur – jo mere TH molekyler vibrere-denhøjere temperaturen af stoffet., Som følge heraf kan varmeenergi tilføjestil et system uden at forårsage en stigning i temperaturen. Heat input onlyincreases temperaturen, hvis det medfører en øget vibration af molekyler.I tilfælde af flydende vand, fordi brint obligationer undertrykke vibrationer, thetemperature ikke stiger så meget, som det ville uden tilstedeværelse af stronghydrogen obligationer.
C. betydning = da vand kan absorbere meget varme med kun en lille stigning i temperatur, forbliver temperaturerne i store stående vandkropperrelativt konstant., Denne termiske buffering beskytter livet på jorden mod ellers muligvis dødbringende temperaturudsving.
3. Ændringer af tilstanden af H2O
a. tilstandene af stof er faste, flydende og gas. På grund afhydrogenbinding er det meget vanskeligt at adskille vandmolekylerne fraoverfladen af en væske til dannelse af en damp. Det er også svært at adskillemolekyler fra isens overflade for at danne flydende vand.
b., Det kræver meget mere varme (målt i kalorier) end forventet tilskift H2O fra Is til vand og fra vand til gas.
4. Latente opvarmninger af fusion andvapori .ation-måler hvor meget varme du skal tilføje til et stof til at smelte eller fordampe, når du har øget temperaturen til dens smeltning og kogepunkter. Den overdrevne energi, der er nødvendig for at smelte og koge H2O, skyldes H-bindingerne.
a., Betydning = flydende vand kanabsorbere en masse varme på Onet sted på jorden (som i troperne) nårfordampning sker og derefter transportere denne varme et andet sted, hvor vandkøler, kondenserer og frigiver den lagrede varme. Dette betyder, at fordampningen spreder meget af solens energi thusmoderer og stabiliserer Jordens overfladetemperatur uden nævneværdig ændring i havtemperaturen. Dette varmeopbevaring og transport har også betydelige konsekvenser for klimaer og storme som orkaner.
5., Tæthed-på grund af den unikke binding ogstrukturen af vandmolekylet fast H2O (is) er mindre tæt endflydende vand. Når vandet fryser, flyder isen derfor oven på det tættere flydende vand i stedet for at synke ned til bunden. Dette adskiller sig fra de fleste forbindelsersom er tættere i fast tilstand end i flydende tilstand.
a. Betydning – ferskvandssøer i mellembreddegrader fryser ikke fast. I stedet flyder isen ovenpå og som et tæppe, isolerer resten af søen fra frysetemperaturerne., Dette påvirker dybt cyklusserne af organismer, der lever iDisse søer.
1) den samme effekt ses ikke i havvand på grund af saltet i havvand saltindholdet er lige så vigtigt eller vigtigere for tæthed endtemperatur.
B. Opløsningsmiddelegenskaber – dipolære væsker som vand er fremragende opløsningsmidler til Ioniske stoffer som NaCl. Vand ersandsynligvis det bedste opløsningsmiddel i naturen. Det vil sige, det er godt at opløse stofferioner i opløsning., De dipolære vandmolekyler fastgør deres ladede ender til de modsat ladede atomer af faste stofferfordybet i dem og træk komponenter af det faste stof ind i opløsningen somopløste ioner. Ioniske stoffer er mest modtagelige for dette, fordi debestår af en ramme af positivt og negativt ladede partikler.
1. Mættet-når vand har opløst alt et givet fast stof, som det kan indeholde
2. Opløste salte hæver kogepunktet og trykker frysepunktet ned af vand
3., Når fordampning og frysning forekommer, forbliver de opløste materialer bagvedog hovedsagelig rent vand går til gasformig eller fast form.
C. Lighttransmission
1. Havvand transmitterer de synlige bølgelængder af sollys, hvilket tillader detplanter at leve i havvand. Ikke alle bølgelængder af synligt lys eroverført lige.
a. røde bølgelængder absorberes i omkring den første meter.
b. gule bølgelængder absorberes i omkring de første ti meter.
c., Alt, hvad der er tilbage, er de blå bølgelængder, og fordi farveopfattelse skyldes refleksionen tilbage til vores øjne af bølgelængder af en bestemt farve,forekommer havet normalt blågrøn. Disse er bølgelængderne, der absorberesmindst let.
D. Soundtransmission
1. Det faktum, at vand transmitterer lyd, er vigtigt for nogle få livsformer.
a. hvaler, delfiner, fisk osv. brug deres “sonar” til at spore bytte og/orescape rovdyr.
b., Mennesker har brugt denne egenskab som et forskningsværktøj og underfinder.