VI. unikalne właściwości wody
A. właściwości termiczne (dobrym sposobem na uporządkowanie, zrozumienie i nauczenie się właściwości termicznych jest użycie changeof diagram stanu dla H20).
1. Temperatura topnienia i wrzenia (lub temperatury)– H20 zmienia stan z rozpuszczalnego w ciecz w temperaturze topnienia i z ciekłego w gaz w temperaturze topnienia. Woda topi się i gotuje w niezwykle wysokiej temperaturze foraskład składający się z takich lekkich elementów., Wykres pokazuje topnienia ikolizyjne punkty wody w porównaniu do niektórych podobnych związków, które tworzą się między Wodorem a innymi pierwiastkami grupy VI-A w układzie okresowym (siarkowodór,selen wodoru i tellurku wodoru). Zauważ, jak temperatury wody są wayout linii z tym, co byłoby przewidywane przez zachowanie innepodobne związki.
a., Powodem wysokiej temperatury topnienia i wrzenia jest wiązanie wodorowe między cząsteczkami wodnymi, które powoduje, że przylegają do siebie i są odporne na rozerwanie, co dzieje się, gdy lód topi się i woda gotuje się, aby stać się gazem.
B. Znaczenie = bez tej 'lepkości' woda nie byłaby cieczą na dużej części powierzchni Ziemi, gdzie temperatury są odpowiednio wysokie i nie mielibyśmy Oceanu.
2., Ciepło właściwe lub pojemność cieplna-specyficzna pojemność cieplna związku jest miarą tego, jak trudno jest uzyskać cząsteczki związku do wibracji. Ponieważ w końcu temperatura jest tylko miarą ruchu cząsteczkowego-im bardziej cząsteczki związku wibrują-tym wyższa temperatura związku. Ze względu na wiązanie wodorowe cząsteczek wody bardzo trudno jest uzyskać ich wibrowanie w porównaniu z cząsteczkami jakiejkolwiek innej zwykłej substancji. Dlatego mówi się, że woda ma wysoką pojemność cieplną właściwą lub ciepło właściwe.
a., Ścisła definicja pojemności cieplnej = ilość ciepła potrzebna (mierzona w kaloriach) do podniesienia temperatury 1 grama substancji o 1oC.
b. pamiętaj, że ciepło i temperatura to nie to samo. Ciepło jest formą energii, podczas gdy zmiany temperatury są odpowiedzią na zmiany ilości dostępnej energii cieplnej. Stopień ruchu cząsteczkowego wstance jest mierzony przez jego temperaturę – im więcej cząsteczek wibruje – tym wyższa jest temperatura substancji., W rezultacie energia cieplna może być dodana do systemu bez powodowania wzrostu temperatury. Wejście ciepła tylko zwiększa temperaturę, jeśli powoduje zwiększone wibracje molecules.In w przypadku ciekłej wody, ponieważ wiązania wodorowe tłumią drgania, Temperatura nie wzrasta tak bardzo, jak gdyby nie obecność silnych wiązań wodorowych.
C. Importance = ponieważ woda może absorbować dużo ciepła przy niewielkim wzroście temperatury, temperatura dużych stojących zbiorników wody pozostaje niezmienna., To termiczne buforowanie chroni życie na Ziemi przed potencjalnie śmiertelnymi temperaturami.
3. Zmiany stanu H2O
a. stany materii są stałe, ciekłe i gazowe. Ze względu na wiązanie wodorowe bardzo trudno jest oddzielić cząsteczki wody od powierzchni cieczy w celu utworzenia pary. Trudno jest również oddzielić jecząsteczki od powierzchni lodu, aby utworzyć ciekłą wodę.
b., Wymaga znacznie więcej ciepła (mierzonego w kaloriach) niż oczekiwano, aby zmienić H2O z lodu do wody i z wody do gazu.
4. Latent heats of fusion andvaporization-mierzy, ile ciepła należy dodać do substancji w celu stopienia lub odparowania po zwiększeniu temperatury do jej topnienia i punktów gotowania. Nadmierna energia potrzebna do wytworzenia i wrzenia H2O wynika z wiązań H.
a., Znaczenie = ciekła woda może wchłonąć dużo ciepła w jednym miejscu na Ziemi (np. w tropikach), gdy występuje nawapienność, a następnie przenieść to ciepło gdzieś indziej, gdzie ciek chłodzi, skrapla i uwalnia zgromadzone ciepło. Oznacza to, że parowanie rozprasza znaczną część energii słonecznej, dzięki czemu zmienia i stabilizuje temperaturę powierzchni Ziemi bez znaczącej zmiany temperatury Oceanu. To przechowywanie i transport żywności ma również istotne konsekwencje dla klimatu i burz, takich jak huragany.
5., Gęstość-ze względu na unikalne Wiązanie istruktura cząsteczki wody stała H2O (lód) jest mniej gęsta niżpłynna woda. Dlatego też, gdy waterfreezes lód pływa na górze gęstszej ciekłej wody zamiast tonąć na dnie. Różni się to od większości składników, które są gęstsze w stanie stałym niż w stanie ciekłym.
a. znaczenie – jeziora słodkowodne w średnich szerokościach geograficznych nie zamarzają. Zamiast tego lód unosi się na wierzchu i jak koc, izoluje resztę jeziora od mroźnej temperatury., To głęboko wpływa na cykle organizmów żyjących w tych jeziorach.
1) ten sam efekt nie występuje w wodzie morskiej ze względu na zawartość soli w wodzie morskiej zawartość soli jest równie ważna lub ważniejsza dla gęstości niż temperatura.
B. właściwości rozpuszczalnikowe – dipolarne ciecze jak woda są doskonałymi rozpuszczalnikami dla substancji jonowych, takich jak NaCl. Woda jest prawdopodobnie najlepszym rozpuszczalnikiem w przyrodzie. Oznacza to, że jest dobry w rozpuszczaniu ciał stałych jonów w roztworze., Dipolowe cząsteczki wodne przyłączają swoje naładowane końce do przeciwstawnie naładowanych atomów substancji stałych, które się w nich znajdują i wciągają składniki ciała stałego do roztworu jako rozpuszczone jony. Substancje jonowe są na to najbardziej podatne, ponieważ są zbudowane z cząstek naładowanych dodatnio i ujemnie.
1. Nasycony-gdy woda rozpuści wszystkie dane ciało stałe, które może pomieścić
2. Rozpuszczone sole podnoszą temperaturę wrzenia i obniżają temperaturę zamarzania wody
3., Podczas parowania i zamrażania występują rozpuszczone materiały pozostają za sobą, a głównie czysta woda przechodzi do postaci gazowej lub stałej.
C. Lighttransmission
1. Woda morska przepuszcza widzialne fale światła słonecznego, dzięki czemu rośliny żyją w wodzie morskiej. Nie wszystkie długości fal światła widzialnego są jednakowo przesyłane.
a. czerwone fale są absorbowane w około pierwszym metrze.
b. żółte fale są absorbowane w około pierwszych dziesięciu metrów.
c., Wszystko, co pozostało, to niebieskie długości fal, a ponieważ postrzeganie kolorów jest spowodowane odbiciem do naszych oczu długości fal określonego koloru, ocean zwykle wydaje się niebiesko-zielony. Są to długości fal, które są absorbowane najmniej łatwo.
D. Soundtransmission
1. Fakt, że woda przekazuje dźwięk jest ważny dla kilku form życia.
a. wieloryby, delfiny, ryby itp. użyj ich „sonaru”, aby śledzić zdobycz i / lub obserwować drapieżniki.
b., Ludzie wykorzystali tę właściwość jako narzędzie badawcze i podprogram.