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9.水的成就
概括:
水(化学式:
H₂O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味无固定形状的透明液体。
水,包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等),人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到水)。
水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
存在状态:
水在常温常压下为无色无味的透明液体。
在自然界,纯水是罕见的,水通常多是含有酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。
纯水可以通过蒸馏作用取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。
水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。
水在1个大气压时,温度在0℃以下为固体(固态水),0℃为水的凝固点。
从0℃~100℃之间为液体(通常情况下水呈现液态)。
100℃以上为气体(气态水),100℃为水的沸点。
纯水在0℃时密度为999。
87千克/立方米,在沸点时水的密度为958。
38千克/立方米,密度减小4%。
在4℃是密度最大,为1000千克/立方米。
易溶于水的物质的相对分子质量一般都不小于水的相对分子质量。
其它
水的热稳定性,电解,导电能力
水的热稳定性很强,当水蒸气加热到2000K以上时,也只有极少量的水离解为氢和氧,但水在通电的条件下(电解)会离解为氢和氧。
具有很大的内聚力和表面X力,除汞以外,水的表面X力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。
纯水有极微弱的导电能力,但普通的水因含有少量电解质(如矿物质、溶解大气中二氧化碳形成的碳酸)而有较强的导电能力。
物理部分
沸点:
100℃(海拔为0,气压为标准气压时)
凝固点:
0℃
℃
比热容:
4.186J/(g·
℃)0.1MPa15℃
2.051J/(g·
℃)0.1MPa100℃
密度:
1000千克每立方米(4℃时)
临界温度℃
浮力分类:
悬浮、漂浮、沉底、上浮、下沉
化学部分
化学式:
H₂O
结构式:
H—O—H(两氢氧键夹角104.5°
)
化学实验:
水的电解
化学成分组成:
氢原子、氧原子字义解释
3.水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。
地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。
有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;
也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。
另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。
也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石水地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
4.水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
▪软水:
含钠离子、钾离子(碱金属),硬度低于8度的水为软水。
▪硬水:
含镁离子、钙离子(碱土金属),硬度高于8度的水为硬水。
硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
根据氯化钠的含量,可以分为:
▪淡水
▪咸水
此外还有:
▪生物水:
在各种生命体系中存在的不同状态的水
▪天然水:
▪土壤水:
贮存于土壤内的水
▪地下水:
贮存于地下的水
▪超纯水:
纯度极高的水,多用于集成电路工业
▪结晶水:
又称水合水。
在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
▪重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。
重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。
重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂
▪超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。
超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。
超重水的制取成本比重水高上万倍
▪半重水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。
水分部
各种型态的水在地球上的分布情形
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。
由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。
某些湖泊的水也是含盐水。
世界上最大的水体是太平洋。
北美的五大湖是最大的淡水水系。
欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有1360000000立方公里.当中
▪海洋占了1320000000立方公里(或97.1%)。
▪冰川和冰盖占了25000000立方公里(或1.8%)。
▪地下水占了13000000立方公里(或者1.0%)。
▪湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250000立方公里(或0.0018%)。
▪大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13000立方公里(或0.0001%)。
6.1对气候的影响
水对气候具有调节作用。
大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。
海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;
在冬季那么能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,零度以下那么变成雪。
落于地表上的水渗入地下形成地下水;
地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。
形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。
在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
6.2对地貌的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。
水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,夹带泥沙,营造平原,改变地表形态。
6.3对生物的影响
有学说认为,地球上的生命最初是在水中出现的。
水是所有生物体的重要组成部分。
人体中水占70%;
而水母中98%都是水。
水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于部分生物化学反应的进行,如动物的消化作用及植物的光合作用。
在生物体内还起到运输物质的作用,如血液中的血浆绝大部分都是水,有助于体内传输营养及氧。
由于水可以透过蒸发而降低温度,因此水对于维持生物体温度的稳定起很大作用,如动物的汗液及植物的蒸腾作用。
6.4对气候的影响
大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致于被冷却。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天那么变成雪。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。
在温带季风性气候中,夏季风带来了丰富的水气,夏秋多雨,冬春少雨,形成明显的干湿两季。
6.5对地理的影响
在地球表面有71%被水资源覆盖,从空中来看,地球就是个蓝色的星球。
水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海水和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。
某些湖泊的水也是含盐水,比如:
死海。
地球上水的体积大约有1360000000立方公里。
海洋占了1320000000立方公里(或97.2%);
冰川和冰盖占了25000000立方公里(或1.8%);
地下水占了13000000立方公里(或者0.9%);
湖泊、内陆海,和河里的淡水占了250000立方公里(或0.02%);
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13000立方公里(或0.001%)。
6.6相关联系
和地震之间的联系
由于大陆地壳板块随着天文星系交汇,会产生生滑移,所以,观察和观测河流、水库、水井、池塘、湿地、土地旱情等与水相关联的特征参数,会对地壳滑移状况和分布,取得较为精确的数据,旱区是水流失严重的地区,同时也是大陆板块地壳滑移最严重的区域。
局部的矿井、水渗透、海水渗透等现象,以及高坡陡峭意外塌方,都是地壳滑移造成的!
之后在下雨时,表现出垮塌,也是随后的表现。
注重水文观测和水土流失,以及重灾旱情,都是地壳滑移表现,是地震和微弱地震的外在表现,可以提供足够的地震数据跟踪实证。
和水系之间的关系
一些地区,每年汛期,定期来讯,水量极大,这是水系表现,对于各个区域出现这样的情况,应积极利用,挖库扩容清淤,汛期蓄水,储存淡水,涵养水源,表面看起来,总是山洪暴发、和汛期抗洪,没有了解水系来水规律,来水就抗,水也没存贮,结果是旱时无水,涝时不存。
易发山洪区域,应该积极开发水利存储和库容设施,自然改善生态,坚持实施,就会改善局部气候环境,生态会持续向好,节省候补的经济建设投入,形成良性循环生态动态平衡。
水是生命的源泉。
人对水的需要仅次于氧气。
人如果不摄入某一种维生素或矿物质,也许还能继续活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。
人体细胞的重要成分是水,水占成人体重的60~70%,占儿童体重的80%以上。
作用
1.人的各种生理活动都需要水,如水可溶解各种营养物质,脂肪和蛋白质等要成为悬浮于水中的胶体状态才能被吸收;
水在血管、细胞之间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,再把代谢废物排出体外,总之人的各种代谢和生理活动都离不开水。
体温调节上有一定的作用。
当人呼吸和出汗时都会排出一些水分。
比如炎热季节,环境温度往往高于体温,人就靠出汗,使水分蒸发带走一部分热量,来降低体温,使人免于中暑。
而在天冷时,由于水贮备热量的潜力很大,人体不致因外界温度低而使体温发生明显的波动。
润滑剂。
它能滋润皮肤。
皮肤缺水,就会变得干燥失去弹性,显得面容苍老。
体内一些关节囊液、浆膜液可使器官之间免于摩擦受损,且能转动灵活。
眼泪、唾液也都是相应器官的润滑剂。
4.水是世界上最廉价最有治疗力量的奇药。
矿泉水和电解质水的保健和防病作用是众所周知的。
主要是因为水中含有对人体有益的成分。
当感冒、发热时,多喝开水能帮助发汗、退热、冲淡血液里细菌所产生的毒素;
同时,小便增多,有利于加速毒素的排出。
水在细胞中主要是以游离态存在的,可以自由流动,加压易析出,易蒸发,称为自由水。
他是细胞内良好的溶剂,成为各种代谢反应的介质。
自由水在细胞中的含量越多,细胞代谢就越旺盛。
一部分水和其他物质结合,不能自由流动,称为结合水。
结合水含量越多,生物对不良环境的抗性就越强,如:
抗旱、抗寒等。
水摄入不足或水丢失过多,可引起体内失水亦称为脱水。
根据水与电解质丧失比例不同,分三种类型。
1、高渗性脱水:
以水的丢失为主,电解质丢失相对较少。
2、低渗性脱水:
以电解质丢失为主,水的丢失较少。
3、等渗性脱水:
水和电解质按比例丢失,体液渗透压不变,临床上较为常见。
地球上的生命最初是在水中出现的。
水是所有生命体的重要组成部分。
人体中水占体重的70%;
水是维持生命必不可少的物质,人对饮用水还有质量的要求,如果水中缺少人体必需的元素或有某些有害物质,或遭到污染水质,达不到饮用要求,就会影响人体健康。
水中生活着大量的水生
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