Вода.Общая характеристика.Формула - H2O (HOH);Mr(H2O)=18 а.е.м.;M(H2O)=18 г/мольВода - самое распространенное на земле вещество. Поверхность нашей планеты на 71 % покрыта водой. Но эти огромные ресурсы не пригодны для питья: 97 % всех вод Земли засолены; лишь 1 % - пресная вода; 2 % - это ледники.
I. Соленая вода океанов и морей - 1.370.000.000 км 3
II. Солоноватые подземные воды - 60.000.000 км 3
III.Весь запас пресной воды на Земле - 30.500.000 км 3
IV.Пресная вода в реках, озерах и почве - 826.000 км 3
V. Годовое потребление пресной воды населением Земли - 8.000 км 3
Физические свойства:
Вода-самое распространенное на Земле вещество. Нам известно, что чистая вода-бесцветная жидкость. Не пахнет, не проводит электроток. Имеет очень большую удельную теплоемкость (4200 Дж/кгoC). Плавится и кристаллизуется при 0oC), кипит при 100oC.
Вот несколько свойств воды, которые были открыты в последнее время.
В жаркий летний день по озеру снуют водомерки. Они каким-то чудом удерживаются на поверхности, не проваливаясь вглубь. Здесь все дело в поверхности натяжения. Молекулы воды интенсивно притягиваются друг к другу и создают на поверхности воды как-бы пленку. Лапки водомерки имеют большую площадь и поэтому удерживаются на поверхности, т.е. на этой пленке.
Чай тоже можно налить выше краев стакана, благодаря тому же поверхностному натяжению. Чем чище вода ( т.е. чем меньше инородных молекул вклинено между молекулами воды ), тем прочнее эта пленка.
В лабораториях удалось получить столбик чистой воды диаметром 2,5 см. Для разрыва этого столбика потребовалось 900 кг. И это еще не предел очистки воды: ученые подсчитали, что если очистить воду полностью, то тогда столбик воды такого же диаметра выдержит 95 тонн. По поверхности абсолютно чистого озера можно было бы ходить, кататься на коньках !
Еще один феномен тщательно прорабатывался 40 лет назад. Речь идет о двигателях на ... горячей воде. Если в прочном, герметически закрытом сосуде нагревать определенные количества воды до температуры 374oC, то вода так и не превратится в пар. Почти в 3 раза уменьшится плотность; давление повысится до 225 атмосфер, но ... Это теперь, по существу, не вода, а взрывчатое вещество, 1 кг которого по силе равен 50 гр тола. Вот если к такому сосуду присоединить сопло реактивного двигателя, то вода мгновенно вскипит, а из сопла вырвется струя пара со скоростью 1300-1500 м/с. Каждый килограмм пара в течение секунды создаст тягу в 130-150 кг. Двигатели на воде являются экологически чистыми, но подогревать ( теплоемкость 4200Дж/кгoC ) очень хлопотно.
Феноменом является наличие памяти у воды. Если воду подвергать воздействию малых магнитных полей, то в паровых котлах, чайниках снижается количество накипей, люди чувствуют себя гораздо лучше, растения развиваются быстрее ... Эффект сохраняется около 6 часов. В лабораториях исследуют это свойство воды. При воздействии на воду магнитного поля начинают изменятся электропроводность, прозрачность, вязкость. Вода реагирует на магнитные бури и солнечные вспышки. Есть гипотезы о спиновой памяти воды (атомы в воде, как маленькие тумблеры, запоминают свое направление вращения, то есть атомы при изменениях внешнего поля меняют направление вращения ).
Вообще вода - очень таинственная жидкость.
Химические свойства:
Вода вступает в реакцию с очень многими веществами. Примеры некоторых реакций воды с различными веществами:
1. Вода вступает в реакцию с простыми веществами
а) с активными ( с щелочными ( I период таблицы Менделеева ) и щелочно-земельными ( II период таблицы Менделеева ). При этом образуется щелочь и водород.
Реакция замещения: 2 Li + 2 HOH = 2 LiOH + H2 ( литий + вода -> гидроксид лития + водород )
б) с некоторыми металлами. При этом продукты реакции различны.
Реакция замещения: С + H2O = H2 + CO ( углерод + вода -> водород + оксид углерода (II) )
2. Вода вступает в реакцию со сложными веществами.
а) с оксидами щелочных и щелочно-земельных металлов. При этом получаются щелочи.
Реакция соединения: CaO + HOH = Ca(OH)2 ( оксид кальция + вода -> гидроксид кальция )
б) с оксидами почти всех металлов, с образованием кислот.
Реакция соединения: SO3 + H2O = H2SO4 ( оксид серы (VI) + вода -> серная кислота )
3. Вода под действием тока разлагается на водород и кислород.
На этом основан анализ воды - метод определения состава вещества путем его разложения.
Реакция разложения: 2 H2O = 2 H2 + 2 O2 ( вода -> водород + кислород )
Применение воды:
Роль воды в нынешней науке и технике очень велика. Вот только часть областей применения воды.
1. В сельском хозяйстве для полива растений и питания животных.
2. В химической промышленности для получения кислот, оснований, органических веществ.
3. В технике для охлаждения, в паровых двигателях.
4. В металлургии для выплавки металлов.
5. В медицине для приготовления лекарств.
Объяснение:
t1(холодной воды) = 20C
t2(горячей воды) = 80С
t3(среднее значение температуры при смешивании холодной и горячей воды) = 37С
mг(г - сокращённо масса горячей воды) = 1,5кг.
С воды = 4200 Дж\(кг х С(градусы))
Найти: mх(х - сокращённо масса холодной воды)
Решение.
Т.к. горячая вода отдаёт такое же кол-во теплоты холодной воде, сколько было у неё( у гор. воды), тогда можно сделать вывод: Q=Q1( отданное кол-во теплоты гор. воды, равно кол-ву теплоты, полученной холодной водой)
Теперь приравниваем: mгС(t3-t2)( - из 37 вычитаем 80, так как 37С - это конечная температура. Здесь получится отрицательное число. Я решу с минусом, а там сами смотрите. Можно им пренебречь. Это на будущее)=mхC(t3-t1)
C(удельная теплоёмкость) - сократится в двух частях уравнения и мы получим: mг (t3 - t2) = mx (t3 - t1)
А теперь выражаем массу холодной воды: mx = mг (t3 - t2) \ t3 - t1
(Решение запишу без единиц измерения)
mx=1,5 х (- 43)\ 17 = 3,794117647058824≈3,8 кг (тут пренебрежём минусом, так как масса не может быть отрицательна, можно вообще его убрать.)
ответ: Нужно добавить 3.8 кг холодной воды.