VI. Einzigartige Eigenschaften von Wasser
A. Thermische Eigenschaften (Ein guter Weg, um zu organisieren, zu verstehen, andlearn die thermischen Eigenschaften, ist die Verwendung der changeof state-Diagramm für H20).
1. Schmelzund Siedepunkte– oder Temperaturen) – H20 ändert den Zustand vonolid zu Flüssigkeit bei der Schmelztemperatur und von Flüssigkeit zu Gas bei der Siedetemperatur. Wasser schmilzt und kocht bei einer erstaunlich hohen Temperatur füreine Verbindung, die aus solchen leichten Elementen besteht., Die Grafik zeigt Ihnen die Schmelz-Undkochpunkte von Wasser im Vergleich zu denen einiger ähnlicher Verbindungen,die sich zwischen Wasserstoff und den anderen Elementen der Gruppe VI-A im Periodensystem bilden (Schwefelwasserstoff, Wasserstoffselenid und Telluridwasserstoff). Beachten Sie, wie die Wassertemperaturen weit von dem entfernt sind, was durch das Verhalten der anderenähnlichen Verbindungen vorhergesagt würde.
ein., Der Grund für die hohen Schmelz-und Siedetemperaturen ist die Wasserstoffbindung zwischen Wassermolekülen, die dazu führt, dass sie zusammenkleben und nicht auseinandergezogen werden, was passiert, wenn Eis schmilzt und Wasser kocht, um ein Gas zu werden.
b. Bedeutung = Ohne diese „Klebrigkeit“ wäre Wasser nicht über einen Großteil der Erdoberfläche flüssig, wo die Temperaturen vergleichsweise hoch sind und wir keinen Ozean hätten.
2., Spezifische Wärme oder Wärmekapazität-Die Spezifischeatkapazität einer Verbindung ist ein Maß dafür, wie schwierig es ist, die Moleküle der Verbindung zum Vibrieren zu bringen. Denn schließlich ist die Temperatur nur ein Maß fürmolekulare Bewegung-je mehr die Moleküle einer Verbindung vibrieren – desto höherdie Temperatur der Verbindung. Becauseof die wasserstoff bindung von wasser moleküle es ist sehr schwierig zu erhalten sie zu vibrate im vergleich zu die moleküle von jede andere gemeinsame substanz. Wasser soll daher eine hohe spezifische Wärmekapazität oder spezifische Wärme haben.
ein., Strenge Definition der Wärmekapazität = die Wärmemenge, die benötigt wird (messen Sie die Kalorien), um die Temperatur von 1 Gramm einer Substanz um 1oC zu erhöhen.
b. Denken Sie daran, dass Wärme und Temperatur nicht dasselbe sind. Er ist eine Form von Energie, wohingegen Temperaturänderungen eine Reaktion auf Änderungen in der Menge der verfügbaren Wärmeenergie sind. Der Grad der molekularen Bewegung in Asubstanz wird an seiner Temperatur gemessen-je mehr th-Moleküle vibrieren-desto höher ist die Temperatur der Substanz., Infolgedessen kann Wärmeenergie hinzugefügt werdenzu einem System, ohne eine Temperaturerhöhung zu verursachen. Der Wärmeeintrag erhöht die Temperatur nur, wenn er eine erhöhte Vibration des molecules.In der Fall von flüssigem Wasser, weil die Wasserstoffbrücken Vibrationen unterdrücken, dieTemperatur steigt nicht so stark an, wie es ohne das Vorhandensein von Hydrogenbindungen der Fall wäre.
c. Bedeutung = Da Wasser mit nur geringem Temperaturanstieg viel Wärme aufnehmen kanntemperatur, die Temperaturen großer stehender Gewässer bleibenrelativ konstant. , Diese thermische Pufferung schützt das Leben auf der Erde vor sonst möglicherweise tödlichen Temperaturschwankungen.
3. Zustandsänderungen von H2O
a. Die Zustände der Materie sind fest, flüssig und gasförmig. Wegen Derhydrogenbindung ist es sehr schwierig, die Wassermoleküle von der Oberfläche einer Flüssigkeit zu trennen, um einen Dampf zu bilden. Es ist auch schwierig, sie zu trennenmoleküle von der Oberfläche von Eis, um flüssiges Wasser zu bilden.
b., Es erfordert viel mehr Wärme (gemessen in Kalorien) als erwartet, um H2O von Eis zu Wasser und von Wasser zu Gas zu wechseln.
4. Latente Hitze der Fusion undvaporisierung-misst, wie viel Wärme Sie einer Substanz hinzufügen müssen, um zu schmelzen oder zu verdampfen, sobald Sie die Temperatur auf ihre Schmelz-und Siedpunkte erhöht haben. Die übermäßige Energie, die benötigt wird, um H2O zu schmelzen und zu kochen, ist auf die H-Bindungen zurückzuführen.
ein., Bedeutung = Flüssiges Wasser kannabsorbieren viel wärme an einem ort auf der Erde (wie in den Tropen) wannevaporation auftritt und dann transportieren diese wärme woanders, wo die wasserbecken, kondensiert und gibt die gespeicherte wärme. Dies bedeutet, dass die Verdunstung einen Großteil der Sonnenenergie ableitet, wodurch die Oberflächentemperatur der Erde moderiert und stabilisiert wird, ohne dass sich die Meerestemperatur merklich ändert. Diese Lagerung und der Transport von Fleisch haben auch erhebliche Folgen für Klima und Stürme wie Hurrikane.
5., Dichte-wegen der einzigartigen Bindung undStruktur des Wassermoleküls festes H2O (Eis) ist weniger dicht alsflüssiges Wasser. Deshalb, wenn waterfreezes das Eis schwimmt auf der Oberseite des dichteren flüssigen Wassers statt sinkend aufder Unterseite. Dies unterscheidet sich von den meisten Compoundendie im festen Zustand dichter sind als im flüssigen Zustand.
a. Bedeutung-Süßwasserseen in mittleren Breiten frieren nicht fest. Stattdessen schwimmt Eis darüber und isoliert wie eine Decke den Rest des Sees von den Gefriertemperaturen., Dies beeinflusst zutiefst die Zyklen der in diesen Seen lebenden Organismen.
1) Der gleiche Effekt wird im Meerwasser nicht gesehen, da der Salzgehalt im Meerwasser für die Dichte genauso wichtig oder wichtiger ist als die Temperatur.
B. Solvent Properties – dipolare Flüssigkeiten wiewater sind ausgezeichnete Lösungsmittel für Ionikensubstanzen wie NaCl. Wasser ist wohl das beste Lösungsmittel in der Natur. Das heißt, es ist gut beim Auflösen von Feststoffen in Ionen in Lösung., Die dipolaren Wassermoleküle befestigen ihre geladenen Enden an den entgegengesetzt geladenen Atomen fester Substanzschimmert in ihnen und ziehen Komponenten des Feststoffs in die Lösung asdissolved Ionen. Ionische Substanzen sind am anfälligsten dafür, weil siebestehen aus einem Rahmen von positiv und negativ geladenen Teilchen.
1. Gesättigt-wenn Wasser einen bestimmten Feststoff vollständig aufgelöst hat, kann es
2. Gelöste Salze erhöhen den Siedepunkt und drücken den Gefrierpunkt von Wasser
3., Wenn Verdampfung und Gefrieren auftreten, bleiben die gelösten Materialien zurückund hauptsächlich reines Wasser geht in gasförmige oder feste Form.
C. Lighttransmission
1. Meerwasser überträgt die sichtbaren Wellenlängen des Sonnenlichts und ermöglicht espflanzen, im Meerwasser zu leben. Nicht alle Wellenlängen des sichtbaren Lichts sindübermitteltgleich.
a. Rote Wellenlängen werden in etwa dem ersten Meter absorbiert.
b. Gelbe Wellenlängen werden in etwa den ersten zehn Metern absorbiert.
c., Alles, was übrig bleibt, sind die blauen Wellenlängen und weil Farbwahrnehmungist aufgrund der Reflexion zurück zu unseren Augen von Wellenlängen einer bestimmten Farbe,erscheint der Ozean normalerweise blau-grün. Dies sind die Wellenlängen, die sehr leicht absorbiert werden.
D. Soundtransmission
1. Die Tatsache, dass Wasser Schall überträgt, ist für einige Lebensformen wichtig.
ein. Wale, Delfine, Fische, etc. verwenden Sie ihr „Sonar“, um Beute und/oder zu verfolgenformen Sie Raubtiere.
b., Menschen haben diese Eigenschaft als Forschungswerkzeug und Unterfinder verwendet.