Apa - ingredientul primordial pentru toate ființele vii și pentru planetă ca întreg. Exclusiv datorită prezenței apei de pe planeta a fost o dată capabil să susțină viața, și numai datorită proprietăților fizice și chimice ale vieții de apă au avut posibilitatea să crească și să se răspândească. Dar mă întreb dacă v-ați gândit vreodată cele mai multe dintre aceste proprietăți, a întrebat dacă întrebarea: „De ce este atât de ușor de apă pentru a schimba starea fizică și permițându-i să o facă?“
Apa - compus anorganic este un tip binar, adică atomi formate din două elemente chimice diferite. Compozitia unei molecule de apă constă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen.
În lume, datorită temperaturii și presiune normală, marea majoritate a apei este în stare lichidă - aproximativ 98%, chiar 1,7% sunt ghețarii și aproximativ 0,001% în atmosferă în stare gazoasă. Existența a trei forme de agregare într-o temperatură relativ îngustă sub (adică climatul Pământului) este cauzată de structura fizică specială a moleculelor de apă și legături între ele.
Treceri de apa de la un stat la altul se datorează proprietăților sale fizice, în special caracteristici ale legăturilor moleculare și a proprietăților lor se schimba sub influența anumitor condiții de mediu.
La o temperatură de 1 până la 99 de molecule de apă de grade Celsius sunt în continuă mișcare, cauzată de energia termică. În care fiecare moleculă de apă este asociată simultan cu alte patru molecule, această relație întotdeauna tind să formeze o anumită structură ordonată, dar acest lucru împiedică mișcarea termică. Toate acest complex științific „biliberdu“ poate explica un pic mai ușor: toate moleculele de apă sunt legate, dar mișcarea relativă a acestora unul cu altul nu le permite să adopte orice structură specială. Acest lucru poate fi ușor urmărită înapoi la exemplul, turnarea un pahar de apă - apă ia instantaneu forma de cupe, dar, în sine, pentru a păstra această formă nu se poate.
Aproximativ aspectul moleculelor de apă în stare lichidă. Fiecare moleculă este conectată la celelalte patru, și ele sunt în continuă mișcare.
La 0 ° C, energia legăturilor moleculare începe să prevaleze asupra energiei mișcării termice. Ca rezultat, energia termică nu mai este împiedică formarea unei structuri strict ordonate. Distanța dintre molecule este crescută, densitatea apei, dimpotrivă, redusă și format prin așa-numita structură cristalină a apei. sau pur și simplu de gheață. Aceasta se datorează formării unei gheață structură ordonată și stabilă poate păstra forma.
Rețeaua cristalină a apei. margele rosii - oxigen, gri - atomi de hidrogen. Gri linii punctate - legături de hidrogen.
La 0 ° C, energia legăturilor moleculare domină energia mișcării termice - formarea structurii ordonate mai nimic interferează și formează așa-numita structură cristalină a apei. sau pur și simplu de gheață.
La o temperatură de 100 ° C cauze rupe legaturile moleculare, in urma careia moleculele sunt separate una de alta, iar apa intră în faza de vapori (stare gazoasă). Pentru a rupe legăturile au nevoie de o cantitate mare de energie, de exemplu, căldură.
Ca generalizare, se poate spune că tranzițiile de apă de la un stat la altul se datorează proprietăților sale fizice, în caracteristicile particulare ale legăturilor moleculare și proprietățile lor se modifică sub influența anumitor condiții de mediu.
Cateva lucruri interesante despre stări de fază de apă:
- V-ați întrebat vreodată de ce apa ingheata la exact 0 ° C și transferat într-un vapori la 100 ° C? Faptul este că, pe baza acestor valori și om de știință suedez Anders Celsius măsurători de temperatură pe scară „Celsius“, a fost construit.
- Valorile 0 și 100 ° C pentru congelare și apă clocotită, respectiv, sunt valabile numai pentru presiunea standard (1 atm sau 10 Pascali). Atunci când punctul de fierbere sub presiune a apei și topirea gheții crește. De exemplu, la o presiune de 6 atmosfere, apa începe să fiarbă la 158 de grade Celsius.
- În afară de stări lichide, gazoase și solide de apă pot exista în alte faze: un lichid supraîncălzit, racim de vapori și lichid suprasaturat.
- Apa poate fi simultan în cele trei faze de agregare sub valori strict determinate de presiune și temperatură. Această stare se numește „punctul triplu al apei“, și se observă la 0,01 ° C și 611.657 Pa.