Плотность воды и ее зависимость от температуры солености и давления. зависимость температуры замерзания и температуры наибольшей плотности от солености воды

Вода в природе и жизни человека. Понятие о гидросфере.

Гидросфера – водная оболочка земли, расположенная между атмосферой и тропосферой, совокупность океанов, морей, и поверхностных вод суши, образующих прерывистую водную оболочку. Также включает в себя всю химически связанную воду вне зависимости от ее состояния. Вода и жизнь – понятия неразделимые, вода является важнейшим природным ремурсом, обеспечивает все процессы обмена веществ, является универсальным растворителем.

Общая гидрология как наука, ее предмет и задачи, составные части, связь с другими науками.

Гидрология – наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие. Предмет изучения – все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озерах, вдхр, болотах, почвенные и подземные воды. Задачи – исследует круговорот воды и влияние на него деятельности человека, проводит анализ гидрологических элементов для отд. Территорий и земли в целом, дает оценку и прогноз состояния рационального использования водных ресурсов. Разделы гидрологии - гидроинформатика, изотопная гидрология, гидрология суши, гидрометрия, гидрохимия, гидробиология, гидрогеология, гидрометеорология, лимнология, потамология, океанология, гляциология.

Методы гидрологических исследований.

Основными методами являются полевой – наблюдение и измерение характеристик гидрологического режима, экспериментальный – исследования в лабораторных условиях и теоретический – использование физических законов и математических методов для решения гидрологических задач.

Вода как химическое соединение, ее молекулярная структура и изотопный состав

Вода – сложное соединение, молекула воды состоит из двух атомов Н и одного О. Наиболее распространенными являются молекулы воды с относительной атомной массой =18 и 20. Структура воды: 1гипотеза – гидроидная. Структурной единицей вод.пара является гидроль, воды – дигидроль, льда – тригидроль. 2гипотеза – лед, вода и вод.пар состоит из молекул воды, объединенных в группы с помощью водородных связей.

Химические свойства природных вод

Химические свойства обуславливаются содержанием в ней растворенных химических веществ, например, железа, марганца, соединений кремния, хлоридов, сульфатов, фтора и др. также к хим свойствам относят жесткость, окисляемость.

Классификация природных вод по минерализации и солевому составу

По величине минерализации воды бывают пресные, солоноватые, воды с морской соленостью и воды соленые. По общей минерализации воды бывают гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные.

Газы, биогенные и орг.вещества, микроэлементы, загрязняющие вещества в природных водах.

Растворимость газов в воде зависит от их природы, t воды, давления и минерализации. Процессы растворения и поглощения газов в воде протекают медленно. Растворимость газов с увеличением минерализации понижается. В группу биогенных элементов входят азот, фосфор и кремний, железо и сера. Они необходимы для нормального функционирования живых организмов.

Физические свойства природных вод, агрегатные состояния воды

К физическим свойствам относятся t воды, ее мутность, цветность, вкус и запах. По состоянию различают: «Твёрдое» — лёд «Жидкое» — вода «Газообразное» — водяной пар. Температура кипения - 100˚С, вода переходит в пар, замерзает при t=0˚C. Температура возгонки (сублимации) льда падает со снижением давления. При высоком давлении существуют модификации льда с температурами плавления выше комнатной. С ростом давления температура кипения воды растёт.

плотность воды и ее зависимость от температуры солености и давления. зависимость температуры замерзания и температуры наибольшей плотности от солености воды

Морская вода, ее физические свойства, в том числе и плотность, значительно отличаются от свойств химически чистой воды. Чем выше соленость, тем больше и плотность. Зависимость плотности от температуры обратная: чем вода теплее, тем плотность ее меньше. Чем вода солоней, тем при более низкой температуре она замерзает. В большей степени причиной этого является естественная конвекция - перенос теплоты потоками веществ.Пресная вода достигает максимальной плотности при +4 градусах и при дальнейшем охлаждении ее плотность уменьшается, верхний более холодный слой является и более легким, он не может опуститься вниз, вода не перемешивается, переноса тепла не происходит, поверхностный слой начинает очень быстро охлаждаться и замерзает при температуре 0 градусов. Соленая вода достигает максимальной плотности при более низких температурах, чем больше соленость тем ниже температура, при которой плотность становится максимальной. То есть при понижении температуры плотность верхнего холодного слоя соленой воды возрастает, он становится тяжелее более теплых нижних слоев и начинает "тонуть" создавая конвекцию - перенос тепла в нижние слои.