Значение и свойства воды

Земля на 70% покрыта водной оболочкой, которая составляет важнейшую часть биосферы – гидросферу. В нее входят все существующие на планете океаны, моря, реки, озера, болота, подземные воды, искусственные водные бассейны, а также водяные пары и ледники.

Испарение воды картинки

Рис. 1. Ледники

Как известно, вода может пребывать в трех различных состояниях:

  • газообразном (облака, тучи);
  • жидком (реки, океаны и пр.);
  • твердом (ледники).

Гидросфера состоит из воды, которая находится на земном шаре во всех трех своих состояниях. Вода – это уникальный и единственный компонент в природе, который может иметь три различные формы. Больше ни одно вещество на планете на такое не способно.

Процесс круговорота

Водообмен – это постоянный процесс, в ходе которого влага «путешествует» через Мировой океан, твердую земную оболочку и атмосферу. Кратко это выглядит так:


  • Поначалу влага испаряется с поверхности водных бассейнов и в виде пара попадает в воздушные массы, где начинает активно участвовать в различных реакциях.
  • Далее происходит формирование облаков и туч, благодаря которым на землю выпадают осадки в виде тумана, града, снега или дождя.
  • Достигнув земли, атмосферные осадки восполняют недостаток влаги в водных бассейнах. Также дожди увлажняют землю, которая питает все растения. В результате все живые существа на планете насыщаются кислородом.
  • Затем опять происходит испарение влаги в атмосферу, и процесс начинается по новому кругу.

Испарение воды картинки

Рис. 2. Схема круговорота воды в природе

Следует помнить, что основной двигатель водного обмена – это энергия Солнца.

Ученые установили, что на планете ежесекундно выпадает порядка 16 млн. тонн различных осадков, и в тот же миг такое же количество воды возвращается обратно в воздух. Масштабы водного обмена на Земле просто поражают!


Для детей можно провести интересный опыт, чтобы наглядно продемонстрировать испарение влаги под воздействием солнечных лучей. Необходимо взять стакан, наполнить его водой, плотно укрыть полиэтиленовым пакетом и поставить на подоконник в солнечную погоду. В результате получится простейшая имитация Мирового океана и атмосферы. Спустя некоторое время на стенке пакета появятся капельки – так происходит испарение влаги под воздействием солнечного тепла.

Виды круговорота воды

Различают большой и малый круговорот воды.

  • Большой круговорот. Испарения Мирового океана поднимаются в воздух, а затем ветрами переносятся на континент и выпадают в виде различных атмосферных осадков. Далее это же количество влаги обратно попадает в океанические воды вместе с реками и грунтовыми водами.

Испарение воды картинки

Рис. 3. Воды Мирового океана

  • Малый круговорот. Пар, образующийся над океаном, попадает обратно в его же воды в виде осадков.

Выделяют также континентальный круговорот влаги, который происходит на территории материка. Вода с местных водоемов и земной поверхности выветривается, а затем, спустя какое-то время, вновь возвращается из атмосферы в виде снега, тумана или дождя.

Источник: obrazovaka.ru

Что такое испарение


Во время испарения жидкое вещество постепенно переходит в паро- или газообразное состояние после того, как мельчайшие частицы (молекулы или атомы), двигаясь на скорости, достаточной для того, чтобы преодолеть силы сцепления между частицами, отрываются от поверхности.

Несмотря на то, что процесс испарения известен больше как переход жидкого вещества в пар, существует сухое испарение, когда при минусовой температуре лёд переходит из твёрдого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу. Например, если выстиранное сырое бельё развесить сушиться на морозе, оно, замерзнув, становится очень жёстким, но через какое-то время, размягчившись, становится сухим.

Как улетучивается жидкость

Молекулы жидкости расположены друг к другу практически впритык, и, несмотря на то, что связаны между собой силами притяжения, к определённым точкам не привязаны, а потому свободно перемещаются по всей площади вещества (они постоянно сталкиваются друг с другом и изменяют свою скорость).

Частицы, что уходят на поверхность, набирают во время движения темп, достаточный для того, чтобы покинуть вещество. Оказавшись наверху, своё движение они не останавливают и, преодолев притяжение нижних частиц, вылетают из воды, преобразовываясь в пар. При этом часть молекул из-за хаотического движения возвращается в жидкость, остальные уходят дальше, в атмосферу.

Испарение на этом не заканчивается, и на поверхность вырываются следующие молекулы (так происходит до тех пор, пока жидкость полностью не улетучивается).

iv>

Если речь идёт, например, о круговороте воды в природе, можно наблюдать за процессом конденсации, когда пар, сконцентрировавшись, при определённых условиях возвращается назад. Таким образом, испарение и конденсация в природе тесно связаны между собой, поскольку благодаря им осуществляется постоянный водообмен между землёй, сушей и атмосферой, благодаря чему окружающая среда снабжается огромным количеством полезных веществ.

Стоит заметить, что интенсивность испарения у каждого вещества различна, а потому основными физическими характеристиками, которые влияют на скорость испарения, являются:

  1. Плотность. Чем вещество плотнее, тем ближе молекулы находятся по отношению друг к другу, тем труднее верхним частицам преодолеть силу притяжения других атомов, следовательно, испарение жидкости происходит медленнее. Например, метиловый спирт улетучивается намного быстрее воды (метиловый спирт – 0,79 г/см3, вода – 0,99 г/см3).
  2. Температура. На скорость испарения также влияет теплота испарения. Несмотря на то, что процесс испарения происходит даже при минусовой температуре, чем больше температура вещества, тем выше теплота испарения, значит, тем быстрее двигаются частицы, которые, увеличивая интенсивность испарения, массово покидают жидкость (поэтому кипящая вода испаряется быстрее холодной).Из-за потери быстрых молекул внутренняя энергия жидкости уменьшается, а потому температура вещества во время испарения понижается. Если жидкость в это время будет находиться возле источника тепла или непосредственно нагреваться, её температура снижаться не будет, так же, как и не снизится интенсивность испарения.

  3. Площадь поверхности. Чем большую площадь поверхности занимает жидкость, тем больше молекул с неё улетучивается, тем выше скорость испарения. Например, если влить воду в кувшин с узким горлышком, жидкость будет исчезать очень медленно, поскольку испаряемые частицы начнут оседать на сужающихся стенках и спускаться. В то же время, если налить воду в миску, молекулы будут беспрепятственно уходить с поверхности жидкости, поскольку им будет не на чем конденсироваться, дабы вернуться в воду.
  4. Ветер. Процесс испарения окажется намного быстрее, если над ёмкостью, в которой находится вода, движется воздух. Чем быстрее он это делает, тем скорость испарения больше. Нельзя не учитывать взаимодействие ветра с испарением и конденсацией.Молекулы воды, поднимаясь с океанической поверхности, частично возвращаются назад, но большая часть высоко в небе конденсируется и образует облака, которые ветер перегоняет на сушу, где капли выпадают в виде дождя и, проникнув в грунт, через какое-то время возвращаются в океан, снабжая растущую в почве растительность влагой и растворёнными минеральными веществами.
>

Роль в жизни растений

Значение испарения в жизни растительности трудно переоценить, особенно учитывая, что живое растение на восемьдесят процентов состоит из воды. Поэтому если растению не хватает влаги, оно может погибнуть, так как вместе с водой в него не будут поступать также нужные для жизнедеятельности питательные вещества и микроэлементы.

Вода, передвигаясь по растительному организму, переносит и образует внутри него органические вещества, для образования которых растение нуждается в солнечном свете.

А вот тут немаловажная роль отводится испарению, так как солнечные лучи имеют способность чрезвычайно сильно нагревать предметы, а потому способны вызвать гибель растения от перегрева (особенно в жаркие летние дни). Чтобы этого избежать, происходит испарение воды листьями, через которые в это время выделяется много жидкости (например, из кукурузы за сутки испаряется от одного до четырёх стаканов воды).

Это значит, что чем больше в организм растения поступит воды, тем испарение воды листьями будет интенсивнее, растение будет больше охлаждаться и нормально расти. Испарение воды растениями можно ощутить, если во время прогулки в знойный день прикоснуться к зелёным листьям: они обязательно окажутся прохладными.

Связь с человеком


Не менее велика роль испарения в жизнедеятельности человеческого организма: он борется с нагреванием посредством потоотделения. Испарение происходит обычно через кожу, а также через дыхательные пути. Это можно легко заметить во время болезни, когда температура тела поднимается или в период занятий спортом, когда повышается интенсивность испарения.

Если нагрузка невелика, из организма уходит от одного до двух литров жидкости в час, при более интенсивном занятии спортом, особенно когда температура внешней среды превышает 25 градусов, интенсивность испарения увеличивается и с потом может выйти от трёх до шести литров жидкости.

Через кожу и дыхательные пути вода не только покидает организм, но и поступает в него вместе с испарениями окружающей среды (не зря своим пациентам врачи часто прописывают отдых на море). К сожалению, вместе с полезными элементами в него нередко попадают и вредные частицы, среди них – химические вещества, вредные испарения, которые наносят здоровью непоправимый ущерб.

Одни из них токсичны, другие, вызывают аллергию, третьи – канцерогенны, четвёртые вызывают онкологические и другие не менее опасные заболевания, при этом многие обладают сразу несколькими вредными свойствами. Вредные испарения оказываются в организме в основном через органы дыхания и кожу, после чего, оказавшись внутри, моментально всасываются в кровь и разносятся по всему телу, оказывая токсическое воздействие и вызывая серьёзные заболевания.


В данном случае много зависит от местности, где обитает человек (возле фабрики или завода), помещения, в котором живёт или работает, а также времени пребывания в опасных для здоровья условиях.

Вредные испарения могут попадать в организм из предметов быта, например, линолеума, мебели, окон и пр. Дабы сохранить жизнь и здоровье, таких ситуаций желательно избегать и наилучшим выходом будет покинуть опасную территорию, вплоть до обмена квартиры или работы, а при обустройстве жилища обращайте внимание на сертификаты качества покупаемых материалов.

Источник: awesomeworld.ru

Значение круговорота воды в природе очень велико, так как благодаря данному процессу происходит взаимосвязь и полноценное функционирование атмосферы, гидросферы, биосферы и литосферы. Вода – источник жизни, дающий всему живому шанс на существование. Она переносит важнейшие элементы по всей Земле и обеспечивает полноценную жизнедеятельность всем организмам.

В теплое время года и под воздействием солнечного излучения вода начинает превращаться в пар, преобразовываясь во второе состояние (газообразное). Жидкость, поступающая в воздух в виде пара, является пресной, поэтому воды Мирового океана называют «фабрикой пресных вод». Поднимаясь выше, пар встречается с холодными потоками воздуха, от чего преобразуется в облака. Довольно часто испарившаяся жидкость возвращается в океан в виде осадков.


Ученые ввели понятие «Большого круговорота воды в природе», некоторые называют данный процесс Мировым. Суть заключается в следующем: жидкость собирается над водами океана в виде осадков, после чего часть перемещается на континенты. Там осадки выпадают на землю и с помощью сточных вод возвращаются в Мировой океан. Именно по такой схеме происходит преобразование воды из соленой в пресную и наоборот. Своеобразная «доставка» воды может осуществляться при наличии таких процессов, как испарение, конденсация, выпадение осадков, стоки воды. Рассмотрим подробнее каждый этап круговорота воды в природе:

  • Испарение – данный процесс заключается в преобразовании воды из жидкого состояния в газообразное. Это происходит при нагревании жидкости, после чего она поднимается в воздух в виде пара (испаряется). Такой процесс встречается ежедневно: на поверхностях рек и океанов, морей и озер, в результате потения человека или животного. Вода испаряется постоянно, но увидеть это можно только, когда она теплая.
  • Конденсация – уникальный процесс, который заставляет пар вновь превращаться в жидкость. Соприкасаясь с потоками холодного воздуха, пар выделяет тепло, после чего преобразовывается в жидкость. Результат процесса можно увидеть в виде росы, тумана и облаков.

  • Выпадение осадков – сталкиваясь между собой и проходя процессы конденсации, капли воды, находящиеся в облаках, становятся тяжелее и падают на землю или в воду. Из-за большой скорости они не успевают испариться, поэтому часто мы видим осадки в виде дождя, снега или града.
  • Стоки воды – попадая на землю, некоторые осадки впитываются в почву, другие поступают в море, третьи питают растения и деревья. Остальная жидкость скапливается и доставляется в воды Мирового океана с помощью стоков.

В совокупности вышеуказанные этапы составляют круговорот воды в природе. Состояние жидкости постоянно меняется, при этом выделяется и поглощается тепловая энергия. Человек и животные также принимают участие в столь сложном процессе, поглощая воду. Негативное влияние со стороны человечества вызвано развитием разных сфер промышленности, создания плотин, водохранилищ, а также уничтожением лесов, осушением и орошением земель.

В природе также существуют малые круговороты воды: континентальный и океанический. Суть последнего процесса заключается в испарении, конденсации и выпадении осадков непосредственно в океан. Аналогичный процесс может происходить на поверхности земли, что принято называть континентальным малым круговоротом воды. Так или иначе, все осадки, независимо от того, где они выпали, непременно возвращаются в воды океана.

Так как вода может быть жидкой, твердой и газообразной, скорость передвижения зависит от её агрегатного состояния.

Условно можно назвать три вида круговорота воды:

  • Мировой круговорот. Над Мировым океаном образовывается большой пар. Он, подымаясь вверх, относится на континент воздушными потоками, где выпадает дождем или снегом. После этого реками и подземными водами снова возвращается в океан
  • Малый. В этом случае пар образовывается над океаном и прямо же в него выпадает осадками через некоторое время
  • Континентальный. Этот круговорот образовывается как раз внутри материка. Вода с земли и внутриконтинентальных водоемов испаряется в атмосферу, а после чего спустя время возвращается на землю дождем и снегом

Таким образом, круговорот воды – это процесс, в результате которого вода изменяет состояние, очищается, насыщается новыми веществами. Круговорот позволяет функционировать всем формам жизни. Из-за того, что вода постоянно пребывает в движении, она охватывает всю поверхность планеты.

Испарение воды картинки

Источник: ECOportal.info

Этап №1 — Испарение

Гидрологический цикл начинается в океане, где солнечное тепло превращает морскую воду в пар. Пар — крошечные капельки воды, которые летают в воздухе. Этот процесс называется испарением. Испарение воды из других водоемов и растений благодаря теплу также оказывает влияние на глобальный процесс круговорота воды во всем мире.

Этап №2 — Конденсация

Водный пар поднимается в небо, и поскольку температура воздуха понижается с высотой, он конденсируется. Так формируются облака, которые мы часто видим на небе.

Этап №3 — Осаждение

Ветер гоняет облака по небу, и когда они больше не могут удерживать накопленную влагу, то выпадают осадки, в виде дождя или снега.

Этап №4 — Накопление

Вода, которая опускается на землю с облаков позволяет растениям расти и дает нам питьевую воду. Большая часть воды стекает в озера и реки, и поступает обратно в океан. Затем процесс круговорота воды в природе начинается снова.

Круговорот воды в домашних условиях

Один из лучших способов узнать о круговороте воды — увидеть его в действии. Демонстрация может отображать все четыре этапа гидрологического цикла: испарение, конденсацию, осаждение и накопление. Хотя мы видим некоторые этапы водного цикла в нашей повседневной жизни, демонстрация этого процесса в контейнере обеспечивает его лучшее понимание. Опыт будет интересен не только школьникам, он также увлечет детей дошкольного возраста.

Ниже приведен простой способ создания искусственного круговорота воды в домашних условиях.

Возьмите большой пластиковой контейнер и на 1/4 заполните его горячей водой. (Горячая вода не является важным условием, но способствует быстрому испарению.) Добавьте несколько чайных ложек соли, чтобы имитировать соленость океанов. Поместите другой меньший контейнер внутрь большого контейнера с водой. Расположите меньший так, чтобы он находился выше, чем окружающая соленая вода, и оставался пустым. Этот контейнер в конечном итоге будет собирать осадки.

Плотно закройте контейнер прозрачной пленкой. Пленка играет роль облаков, парящих над Землей, и создает место для сбора конденсата. Наверх пленки уложите несколько кубиков льда. Лед охлаждает «облака», благодаря чему испаренная вода будет лучше конденсироваться.

Подождите, пока лед растает. Количество времени ожидания зависит от того, насколько горячая вода была в начале эксперимента, а также температуры в помещении. Это может занять от нескольких минут до часа. Через некоторое время вы должны увидеть конденсат под пленкой. Затем начнется осаждение. Через прозрачные стороны контейнера вы сможете увидеть крошечные конденсированные «капли дождя», которые будут капать в меньший контейнер. Это и будет осаждением.

С помощью нескольких простых шагов вы смогли создать круговорот воды в домашних условиях.

Источник: natworld.info