Три фазы воды

Опубликовал admin в июня 13, 2012 в рубрике Вода и Водоёмы

Ни одно из веществ Земли, кроме воды, не позволяет себе такую «вольность»: пребывать в трех фазах — жидком, твердом (лед) и газообразном (пар). Жидкая вода может быть и соленой, и пресной, а твердая и газообразная—только пресной. Всего на Земле пресной воды немногим более 3 процентов.
Жидкая вода подчиняется законам гравитации и свободно перемещается по поверхности Земли, в трещинах и пустотах. Капиллярная почвенная вода смачивает стенки пор и перемещается не вниз, согласно законам гравитации, а благодаря менисковым силам поверхностного натяжения, поднимается вверх. Это имеет исключительно большое значение в обеспечении растений влагой.
Есть еще пленочная вода, которая обволакивает мелкие частицы почвы. Ей отведена более скромная роль в природе — она обеспечивает жизнь микроорганизмов, а для растений не доступна.



Лед отличается не менее удивительными свойствами и играет исключительно важную роль в круговороте воды. Учеными установлено 10 кристаллических модификаций льда и один аморфный. Есть лед морской, пресноводный и атмосферный. Есть айсберги длиной 120 километров и высотой до 90 метров! И в то же время небольшие вкрапления игольчатого льда в почве, который, однако, может обладать силой, способной выталкивать на поверхность глыбы земли, разрывать корни растений. Ледяная крупа, град, снег — тоже атмосферный лед. Роль твердой фазы воды в атмосферных процессах планеты и в хозяйственной деятельности человека исключительно высока. Снежный покров — надежная защита зимующих растений от низкой температуры; ледники гор — аккумуляторы воды для многих рек; даже в наш век, когда научились создавать искусственный холод, лед не утратил своего значения как средство сохранения продуктов питания. В форме водяного пара пребывает небольшое количество воды, находящейся в основном в очагах вулканизма (гейзеры Камчатки и Курил), а также в глубоких слоях Земли.
Значительная часть воды входит в состав минералов в виде физически связанной, например в гипсе CaSO4-2H2O, или химически связанной. Особое состояние воды—физиологически связанная. Чтобы наглядно представить, насколько удельный вес этого состояния воды важен в ее круговороте, достаточно сказать, что растения Земли в течение года «выпивают» 650 триллионов тонн воды! К тому же все живые существа состоят более чем наполовину из воды и ежедневно потребляют ее. Поэтому вполне справедлив вывод выдающегося французского биолога Рауля Дюбуа о том, что «жизнь есть одушевленная вода».
Самое важное свойство воды — способность растворять неисчислимое количество элементов и соединений, находящихся в жидком, твердом или газообразном состояниях. Воду часто называют универсальным растворителем. Химически чистая вода в природе не встречается, в ней растворяются различные органические и минеральные соединения. В воде океанов, морей, озер, рек, водоносных горизонтов можно обнаружить практически все имеющиеся на Земле химические элементы. Даже искусственно очищенная несколько раз (дистиллированная) вода содержит ряд элементов и соединений.
С различными веществами и соединениями вода взаимодействует по-разному — с выделением тепла (экзотермическая реакция — например, с серной кислотой) или с его поглощением (эндотермическая реакция — при растворении обычной поваренной соли или селитры). Растворяя множество элементов и соединений, сама вода остается очень устойчивой, то есть она характеризуется как инертный растворитель.
Вода — самое распространенное вещество на Земле. Так сколько же воды на нашей планете? В 1965—1974 годах по инициативе ЮНЕСКО было проведено Международное гидрологическое десятилетие. Были пересмотрены и уточнены сведения о наличии воды в различных звеньях гидросферы.
Больше всего воды находится в Мировом океане — 1338 миллионов кубических километров, или 96,5 процента всей воды Земли. Остальная вода (3,5 процента) распределяется следующим образом. 24 миллиона кубических километров сосредоточено в ледниках Антарктиды, Арктики, Гренландии и на вершинах гор — 69 процентов всех пресных вод Земли, 23,4 миллиона кубических километров составляют подземные воды.
Несколько трудней учитывать запас воды в реках. Специалисты утверждают, что в них находится 2120 тысяч кубических километров воды, за год в океан реками выносится свыше 45 тысяч кубических километров воды, или ее объем в течение года обновляется почти 20 раз.
В озерах мира запасено 176,4, в болотах 10,3 тысячи кубических километров воды. Большой удельный вес в балансе воды Земли занимает вода атмосферы— 12 900 кубических километров. И, наконец, в живых организмах сосредоточено 1120 кубических километров воды.

Оставить комментарий