Вода. Походження, властивості води. Кругообіг води в природі.

Спочатку надайте відповіді на запитання:

Що таке хмарки, сніг? Які вам відомі властивості води? Яка вода на дотик? Чи може вода остудити? Чи може вона зігріти нас? Чи ми відчуваємо воду у повітрі?

Вода є основою всього живого на землі, але звідки вона взялася і яким чином накопичила цілі океани? Наука не має простої і чіткої відповіді на це питання. Одні з версій більш реалістичні, інші менш, але остаточної відповіді на питання: "Як з'явилася вода?" - поки немає.

Земля є унікальною планетою з океанами рідкої води. Вона досить далека від Сонця, що дозволяє воді не випаровуватися, але при цьому досить близько до Сонця, щоб вода не замерзала. Ця унікальність і зробила можливим поширення життя на поверхні нашої планети.

Земля не могла бути спочатку сформованою з існуючими океанами води, оскільки на етапі формування Землі Сонячна система була дуже гарячою. Відповідно, вода потрапила на Землю з космосу. Сучасні дослідження говорять про те, що найімовірніше вода потрапила на землю з крижаними планетезималями, які схожі на сучасні астероїди на зовнішній частині поясу астероїдів.

Вода належить до найбільш поширених речовин на Земній кулі. Водою вкрито близько 4/5 поверхні земної кулі (океани, моря, озера, річки). Значна її кількість у вигляді льоду і снігу вкриває високі гори і величезні простори Арктики і Антарктики. Багато води в атмосфері – пара, туман і хмари. Значні кількості води містяться і в земній корі у вигляді підземних вод. У природі вода перебуває не тільки у вільному стані, а і в хімічно зв'язаному.

        Вода входить до складу багатьох гірських порід і всіх рослинних і тваринних організмів. На воду припадає близько 60% маси тварин і до 80% маси риб. У деяких рослинах вміст води іноді перевищує 90% їхньої маси.

        Більшість запасів води на Землі знаходяться в морях і океанах, прісна вода становить менше 1%.

        Фізичні властивості

        Чиста вода - безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. За нормального атмосферного тиску при 0°С вона замерзає і перетворюється у лід, а при 100°С - кипить, перетворюючись у пару. У газоподібному стані вода існує і за нижчої температури, навіть нижче 0°С. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються.

        У рідкому стані вода практично не стискається, при замерзанні розширюється на 1/11 від свого об'єму.

        Найбільшу густину вода має при +4°С. Масу 1см³ чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвали грамом. На відміну від інших рідин, вода при охолодженні від + 4 до 0°С розширюється. Тому лід легший від води (на 8%) і не тоне у ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна, і цим забезпечується у них життя.

        Вода характеризується великою питомою теплоємністю. Завдяки цьому температура океанів і морів змінюється досить повільно, і цим регулюється температура на поверхні земної кори.

        Хімічні властивості

        До складу води входить гідроген і оксиген. Хімічна формула води Н₂О. Молекули води дуже полярні. Тому вони можуть притягатися одна до одної своїми протилежними полюсами і з'єднуватись у агрегати (Н₂О)n. Внаслідок цього вода складається не тільки з простих молекул Н₂О, а й агрегатів молекул (Н₂О)₂, (Н₂О)₃ і т. д.

У хімічному відношенні вода досить активна. З багатьма речовинами вона вступає в хімічні реакції вже при звичайній температурі. Завдяки високій діелектричній проникності вода є найбільш універсальним розчинником. 

        Воду, що входить до складу кристалів, називають кристалізаційною.

         Роль води в природі і житті

        У природі вода відіграє надзвичайно важливу роль. Випаровуючись, вода переноситься на величезні віддалі і там випадає у вигляді дощу і снігу. Вологість і повітря і кількість атмосферних опадів є найважливішими факторами, що регулюють клімат і погоду.

        Вода є також одним з найважливіших геологічних факторів, що змінює зовнішній вид земної поверхні, розмиваючи гори і утворюючи долини.

        Вода має величезне значення в житті людини, тварин і рослин. Без води не можуть здійснюватися процеси обміну речовин у будь-якої з живих істот Землі. Вода потрібна рослинам для розчинення поживних речовин ґрунту. Нестача води у ґрунті призводить до погіршення живлення рослин.

        Усі процеси травлення і засвоєння їжі людиною і тваринами відбуваються у водному середовищі. Надмірна втрата води організмом (до 10-20%) може призвести до загибелі. Щоденна потреба дорослої людини у воді становить 2,5-4л.

Для організмів, що живуть у воді, вона є середовищем їхнього існування.

Кругообіг води — безперервний замкнутий процес циркуляції води на Земній кулі під впливом сонячної радіації і дією сили тяжіння.

Під впливом сонячної енергії з поверхні океанів, морів, озер, річок, льодовиків, снігового покриву, ґрунту і рослинності щороку випаровується 577 тис. км³ води. Більша частина води (91%), що випарувалася з поверхні океанів, конденсується і повертається у вигляді атмосферних опадів в океан — 458 тис. км³ (т. з. малий, або океанічний кругообіг води), менша частина вологи (9%) переноситься на суходіл — 47 тис. км³. Атмосферні опади, які випали на суходіл, частково просочуються в ґрунти й гірські породи та формують підземні води, або стікають по земній поверхні, утворюючи струмки, річки, замкнуті водойми. Значна частина опадів (60%) знову випаровується (32% від цього випаровування становить транспірація). Вода, що потрапила на суходіл, стікаючи, знову досягає океану, завершуючи т. з. великий кругообіг води на Земній кулі. 

Зв’язок між океанічним та материковим кругообігами здійснюється через перенесення водяної пари з океану на суходіл і, навпаки, поверхневим і підземним стоком — із суходолу в океан. Під час цього процесу з водою переноситься і значна кількість солей.

Кругообіг води на Землі — основа відновлюваності водних ресурсів. Він також створює основний механізм перерозподілу на Землі речовини та енергії, об’єднує в єдине ціле не тільки водні об’єкти, а й різні частини планети. Використовуючи сонячну енергію, кругообіг води сприяє балансу температури на поверхні планети та біогеохімічному кругообігу.

Цікаві факти про воду

1. Перші живі організми на Землі виникли у воді.

2. Дорослий людський організм на 60–70% складається з води, а дитячий – на 80%.

3. У кубічному сантиметрі морської води міститься 1,5 г білка та чимало інших поживних речовин.

4. Одним із найводянистіших продуктів є кавун (93 % води). Найводянистішою представницею фауни є медуза: вона на 99 % складається з води.

5. Середня температура поверхні води Світового океану дорівнює 17,4°C, тоді як середня температура нижнього шару повітря над світовим океаном дорівнює 14,4°C.

6. В Антарктиді є озеро, вода в якому в 11 разів солоніша за морську. Вона може замерзнути лише при температурі -50°С.

7. За даними ЮНЕСКО, найчистіша вода – у Фінляндії.

8. Перше, що шукають дослідники інших планет – воду.

9. Забруднені підземні води очищаються впродовж декількох тисячоліть.

10. Не можна кип’ятити воду більше одного разу. За повторного кип’ятіння виділяється діоксин: отруйна речовина, що спричиняє рак.

11. Людина за своє життя випиває в середньому 35 тонн води.

12. Склянка води, яку випили натщесерце, зменшує відчуття голоду й наповнює шлунок. Уживання води до їжі сприяє зменшенню апетиту вдвічі.

13. Відомо, що у води є 3 агрегатних стани: рідкий, твердий та газоподібний. Проте вчені вважають, що є ще 5 різних станів води в рідкому вигляді та 14 – в замерзлому.

14. У середньому людина використовує 80–100 літрів води на день. Більша її частина витрачається на змивання унітазу.

15. Після інтенсивних фізичних навантажень людина втрачає вагу. Але не тому, що спалює жир, а через те, що втрачає воду.

16. Жирафи й пацюки можуть залишатися без води довше, ніж верблюди.

17. У дощовій воді міститься вітамін В₁₂.

18. Людина починає відчувати спрагу, коли її організм втрачає 1% води.

19. Можна обходитися 30 діб без їжі, але без води – менше, ніж тиждень.

20. Гаряча вода замерзає швидше, ніж холодна.

21. Для виготовлення аркуша паперу потрібно 9,8 л води.

22. Для виготовлення 0,5 кг пластику потрібно 24 л води.

Використані джерела:

https://ecosoft.ua/ua/blog/origin-of-water/

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0

https://vue.gov.ua/%D0%9A%D1%80%D1%83%D0%B3%D0%BE%D0%BE%D0%B1%D1%96%D0%B3_%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%B8

https://vokrugsveta.ua/vopros-otvet/tsikavi-fakti-pro-vodu-16-04-2020