Dünyadaki en şaşırtıcı bileşiklerden biri olan su, birçok fiziksel özelliğinin alışılmadıklığıyla uzun süredir araştırmacıları hayrete düşürüyor:

1) Hem maddelerin hem de tükenmezliği doğal kaynak; Dünyanın diğer tüm kaynakları yok edilir veya dağıtılırsa, su bundan kaçıyor gibi görünüyor. çeşitli şekiller veya şunu belirtir: sıvıya ek olarak - katı ve gaz halinde. Kendi türünün tek maddesi ve kaynağıdır. Bu özellik suyun her yerde bulunmasını sağlar; Dünya'nın tüm coğrafi örtüsüne nüfuz eder ve içinde çeşitli işler gerçekleştirir.

2) Katılaşma (donma) sırasında doğal genleşmesi ve erime sırasında hacminin azalması (geçiş) sıvı hal).

3) +4 °C sıcaklıktaki maksimum yoğunluk ve buna bağlı doğal ve çok önemli özellikler biyolojik süreçlerörneğin su kütlelerinin derin donmasından kaçınmak. Kural olarak, katılaşma sıcaklığında fiziksel cisimlerin maksimum yoğunluğu gözlenir. Damıtılmış suyun maksimum yoğunluğu anormal koşullar altında - 3,98-4 °C (veya +4 °C yuvarlanır) sıcaklıkta, yani katılaşma (donma) noktasının üzerindeki bir sıcaklıkta gözlenir. Su sıcaklığı her iki yönde de 4 °C'den saptığında suyun yoğunluğu azalır.

4) Erirken (erirken), buz suyun yüzeyinde yüzer (diğer sıvıların aksine).

5) Suyun yoğunluğundaki anormal bir değişiklik, ısıtıldığında su hacminde de aynı anormal değişikliği gerektirir: sıcaklıktaki 0'dan 4 ° C'ye bir artışla, ısıtılan suyun hacmi azalır ve ancak daha fazla artışla artmaya başlar. . Sıcaklığın azalmasıyla ve sıvıdan katı duruma geçiş sırasında suyun yoğunluğu ve hacmi, maddelerin büyük çoğunluğunda olduğu gibi değiştiyse, o zaman kış yaklaştığında doğal suların yüzey katmanları ortaya çıkar. 0 ° C'ye soğuyacak ve dibe çökecek, daha sıcak katmanları serbest bırakacak ve bu, rezervuarın tüm kütlesi 0 ° C sıcaklığa ulaşana kadar devam edecek. Daha sonra su donmaya başlayacak, ortaya çıkan buz kütleleri dibe çökecek ve rezervuar tüm derinliğine kadar donacaktır. Ancak suda pek çok yaşam formunun bulunması imkânsızdır. Ama o zamandan beri en yüksek yoğunluk Su 4 °C'ye ulaştığında soğuma nedeniyle katmanlarının hareketi bu sıcaklığa ulaşıldığında sona erer. Sıcaklığın daha da azalmasıyla, yoğunluğu daha düşük olan soğutulmuş katman yüzeyde kalır, donar ve böylece alttaki katmanları daha fazla soğumaya ve donmaya karşı korur.

6) Suyun bir durumdan diğerine geçişine karşılık gelen miktarda ısının harcanması (buharlaşma, erime) veya salınması (yoğunlaşma, donma) eşlik eder. 1 gr buzu eritmek için 677 cal, 1 gr suyu buharlaştırmak için ise 80 cal daha az enerji gerekir. Buzun yüksek gizli füzyon ısısı, kar ve buzun yavaşça erimesini sağlar.

7) Yalnızca pozitif sıcaklıklarda değil, aynı zamanda negatif sıcaklıklarda da nispeten kolay bir şekilde gaz haline geçme (buharlaşma) yeteneği. İkinci durumda, buharlaşma sıvı fazı atlayarak - katıdan (buz, kar) doğrudan buhar fazına geçer. Bu olaya süblimasyon denir.

8) Periyodik tablonun altıncı grubunun (selenyum H2Se, tellür H2Te) ve suyun (H2O) oluşturduğu hidritlerin kaynama ve donma sıcaklıklarını karşılaştırırsak, onlara benzetme yaparak kaynama noktası suyun sıcaklığı yaklaşık 60 ° C olmalı ve donma noktası 100 ° C'nin altında olmalıdır. Ancak burada bile suyun anormal özellikleri ortaya çıkıyor - 1 atm'lik normal basınçta. su +100°C'de kaynar ve 0°C'de donar.

9) Suyun, havadan 3000 kat daha fazla, anormal derecede yüksek bir ısı kapasitesine sahip olması, doğa yaşamında çok büyük öneme sahiptir. Yani 1 m 3 su 1 0 C ye soğutulduğunda 3000 m 3 hava aynı miktarda ısıtılır. Bu nedenle Okyanus, ısıyı biriktirerek kıyı bölgelerinin iklimi üzerinde yumuşatıcı bir etkiye sahiptir.

10) Su, buharlaşıp eridiğinde ısıyı emer, buhardan yoğunlaşıp donduğunda ısıyı serbest bırakır.

11) Dağınık ortamlarda, örneğin ince gözenekli topraklarda veya biyolojik yapılarda suyun bağlı veya dağılmış duruma geçme yeteneği. Bu durumlarda, doğal ve biyolojik sistemlerde süreçlerin meydana gelmesi için son derece önemli olan suyun özellikleri (hareketlilik, yoğunluk, donma noktası, yüzey gerilimi ve diğer parametreler) büyük ölçüde değişir.

12) Su evrensel bir çözücüdür, bu nedenle yalnızca doğada değil, aynı zamanda laboratuvar koşullarında da içinde bulunduğu herhangi bir kabı çözebilmesi nedeniyle ideal olarak saf su yoktur. İdeal olarak saf suyun yüzey geriliminin, üzerinde kayılabilecek kadar olduğu öne sürülmüştür. Suyun çözünme yeteneği, maddelerin suya transferini sağlar. coğrafi zarf Beslenmenin temeli olan organizmalar ve çevre arasındaki metabolizmanın temelini oluşturur.

13) Tüm sıvılar arasında (cıva hariç) su en yüksek yüzey basıncına ve yüzey gerilimine sahiptir: = 75 10 -7 J/cm2 (gliserol - 65, amonyak - 42 ve diğerleri 30 10 -7 J/ cm2'nin altındadır) ). Bu nedenle bir su damlası top şeklini alma eğilimindedir ve katı cisimlerle temas ettiğinde çoğunun yüzeyini ıslatır. Bu nedenle kayaların ve bitkilerin kılcal damarlarından yükselerek toprak oluşumunu ve bitki beslenmesini sağlar.

14) Su yüksek termal stabiliteye sahiptir. Su buharı ancak 1000 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda hidrojen ve oksijene ayrışmaya başlar.

15) Kimyasal açıdan saf su, elektriği çok zayıf bir iletkendir. Düşük sıkıştırılabilirlik nedeniyle ses ve ultrasonik dalgalar suda iyi yayılır.

16) Suyun özellikleri basınç ve sıcaklığın etkisi altında büyük ölçüde değişir. Böylece basınç arttıkça suyun kaynama noktası artar, donma noktası ise tam tersine düşer. Sıcaklık arttıkça suyun yüzey gerilimi, yoğunluğu ve viskozitesi azalır, sudaki elektriksel iletkenlik ve sesin hızı artar.

Suyun anormal özellikleri bir arada ele alındığında, suyun dış etkenlere karşı son derece yüksek bir dirence sahip olduğunu gösterir. dış faktörler Hidrojen bağları adı verilen moleküller arasındaki ek kuvvetlerin varlığından kaynaklanır. Hidrojen bağının özü, başka bir elementin iyonuna bağlanan bir hidrojen iyonunun, aynı elementin bir iyonunu başka bir molekülden elektrostatik olarak çekebilmesidir. Su molekülü açısal bir yapıya sahiptir: Bileşiminde yer alan çekirdekler, tabanında iki proton bulunan ve tepe noktasında bir oksijen atomunun çekirdeği olan bir ikizkenar üçgen oluşturur (Şekil 2.2).

Şekil 2.2 – Bir su molekülünün yapısı

Molekülde bulunan 10 elektrondan (5 çift) bir çifti (iç elektronlar) oksijen çekirdeğinin yakınında bulunur ve geri kalan 4 çift elektrondan (dış elektronlardan) bir çifti protonların her biri ile oksijen arasında paylaşılır. çekirdek, 2 çift ise tanımsız kalır ve protonların karşısındaki tetrahedronun köşelerine yönlendirilir. Böylece, bir su molekülünde tetrahedronun köşelerinde yer alan 4 yük kutbu vardır: 2'si negatif, yalnız elektron çiftlerinin bulunduğu yerlerdeki elektron yoğunluğunun fazlalığı nedeniyle oluşur ve 2'si pozitif, elektron çiftlerinin bulunduğu yerlerdeki eksikliğinden kaynaklanır. protonlar.

Sonuç olarak su molekülünün bir elektrik dipolü olduğu ortaya çıkar. Bu durumda bir su molekülünün pozitif kutbu diğer bir su molekülünün negatif kutbunu çeker. Sonuç, iki, üç veya daha fazla molekülün kümelenmesidir (veya molekül birleşimidir) (Şekil 2.3).

Şekil 2.3 – İlgili moleküllerin su dipolleri tarafından oluşumu:

1 - monohidrol H20; 2 - dihidrol (H20)2; 3 – trihidrol (H20)3

Sonuç olarak suda tek, çift ve üçlü moleküller aynı anda bulunur. İçerikleri sıcaklığa bağlı olarak değişir. Buz esas olarak hacmi monohidrollerden ve dihidrollerden daha büyük olan trihidroller içerir. Sıcaklık arttıkça moleküllerin hareket hızı artar, moleküller arasındaki çekim kuvvetleri zayıflar ve sıvı haldeki su, tri-, di- ve monohidrollerin bir karışımıdır. Sıcaklığın daha da artmasıyla trihidrol ve dihidrol molekülleri 100 °C sıcaklıkta parçalanır, su monohidrollerden (buhar) oluşur.

Yalnız elektron çiftlerinin varlığı, iki hidrojen bağının oluşma olasılığını belirler. İki hidrojen atomundan dolayı iki bağ daha ortaya çıkar. Sonuç olarak her su molekülü dört hidrojen bağı oluşturabilir (Şekil 2.4).

Şekil 2.4 - Su moleküllerindeki hidrojen bağları:

– hidrojen bağının belirlenmesi

Suda hidrojen bağlarının varlığı nedeniyle moleküllerinin düzeni belirgindir. yüksek derece Onu katı bir gövdeye yaklaştıran düzenlilik ve yapıda çok sayıda boşluk belirerek onu çok gevşek hale getiriyor. En az yoğun yapılar buz yapısını içerir. İçinde boyutları H2O molekülünün boyutlarından biraz daha büyük olan boşluklar vardır. Buz eridiğinde yapısı bozulur. Ancak sıvı suda bile moleküller arasındaki hidrojen bağları korunur: ortaklar ortaya çıkar - kristal oluşumların çekirdekleri. Bu anlamda su, kristal ve sıvı haller arasında bir ara konumdadır ve ideal bir sıvıdan ziyade katıya benzer. Bununla birlikte, buzun aksine, her ortak çok var Kısa bir zaman: Bazılarının yok edilmesi ve diğer agregatların oluşumu sürekli olarak meydana gelir. Bu tür “buz” kümelerinin boşlukları tekli su moleküllerini barındırabilir ve su moleküllerinin paketlenmesi daha yoğun hale gelir. Bu nedenle buz eridiğinde suyun kapladığı hacim azalır ve yoğunluğu artar. +4 °C'de su en yoğun ambalaja sahiptir.

Su ısıtıldığında ısının bir kısmı hidrojen bağlarını kırmak için harcanır. Bu suyun yüksek ısı kapasitesini açıklar. Su buhara dönüştüğünde su molekülleri arasındaki hidrojen bağları tamamen yok olur.

Suyun yapısının karmaşıklığı sadece molekülünün özelliklerinden değil, aynı zamanda oksijen ve hidrojen izotoplarının varlığından dolayı suyun farklı molekül ağırlıklarına sahip (18'den 22'ye kadar) moleküller içermesinden de kaynaklanmaktadır. En yaygın olanı, molekül ağırlığı 18 olan "normal" moleküldür. Yüksek molekül ağırlığına sahip moleküllerin içeriği küçüktür. Böylece “ağır su” (molekül ağırlığı 20) tüm su rezervlerinin %0,02'sinden azını oluşturur. Atmosferde bulunmaz; bir ton nehir suyunda 150 gr'ı, deniz suyunda ise 160-170 gr'ı geçmez. Ancak varlığı “sıradan” su verir. daha yüksek yoğunluk, diğer özelliklerini etkiler.

Şaşırtıcı özellikler su, Dünya'da yaşamın ortaya çıkmasına ve gelişmesine izin verdi. Onlar sayesinde su, coğrafi ortamda meydana gelen tüm süreçlerde yeri doldurulamaz bir rol oynayabilir.

Su olağanüstü oynuyor önemli rol doğada. Bitkilerin, hayvanların ve mikroorganizmaların yaşamı için uygun koşullar yaratır. Su, yaşam süreçleri için en uygun sıcaklık aralığında sıvı olarak kalır; çok sayıda organizma için bir yaşam alanıdır. Suyun benzersiz özellikleri organizmaların yaşamı için eşsiz bir değere sahiptir. Rezervuarlarda su yukarıdan aşağıya doğru donar. büyük önemİçlerinde yaşayan organizmalar için.

Suyun anormal derecede yüksek özgül ısı kapasitesi, muazzam miktarda ısının birikmesini kolaylaştırır ve yavaş ısıtma ve soğutmayı destekler. Suda yaşayan organizmalar, günlük, mevsimsel, yıllık vb. Yavaş ritmik dalgalanmalara sürekli uyum sağladıklarından, sıcaklık ve bileşimdeki keskin spontan dalgalanmalardan korunurlar. Suyun hava ve iklim koşullarını yumuşatıcı etkisi vardır. Uzun mesafeler boyunca, atmosferin dolaşım akışlarıyla birlikte, Dünyanın tüm alanlarında sürekli hareket eder. Suyun okyanustaki dolaşımı (deniz akıntıları) gezegensel ısı ve nem alışverişine yol açar. Suyun güçlü bir jeolojik faktör olarak rolü bilinmektedir. Dünyadaki eksojen jeolojik süreçler suyun aşındırıcı bir madde olarak aktivitesi ile ilişkilidir. Kayaların erozyonu ve tahribatı, toprak erozyonu ve maddelerin taşınması ve birikmesi suyla ilişkili önemli jeolojik süreçlerdir.

Biyosferdeki organik maddelerin çoğu, güneşten gelen ışık enerjisini kullanan bitkilerde karbondioksit ve sudan organik maddelerin oluşması sonucu fotosentez ürünleridir. Su, fotosentez sırasında atmosfere salınan tek oksijen kaynağıdır. Vücutta meydana gelen biyokimyasal ve fizyolojik süreçler için su gereklidir. % 80'i sudan oluşan insanlar da dahil olmak üzere canlı organizmalar onsuz yapamazlar. % 10-20 oranında su kaybı ölümlerine yol açar.

Su, insan yaşamının desteklenmesinde büyük rol oynar. Doğrudan içme ve ev ihtiyaçları için, ulaşım aracı olarak, sanayi ve tarım ürünlerinin üretiminde hammadde olarak kullanılır, rekreasyonel değeri vardır ve estetik önemi büyüktür. Bu, suyun doğadaki ve insan yaşamındaki rolünün tam olarak belirtilmesinden çok uzaktır.

Doğada su kimyasal olarak saf halde bulunmaz. Çözümleri temsil eder karmaşık kompozisyon gazları (O2, CO2, H2S, CH4 ve diğerleri), organik ve mineral maddeleri içerir. Hareketli su akıntıları asılı parçacıklar içerir. Kimyasal elementlerin büyük çoğunluğu doğal sularda bulunur. Okyanus suları ortalama 35 g/dm3 (‰34,6-35,0) tuz içerir. Bunların ana kısmı klorürlerden (%88,7), sülfatlardan (%10,8) ve karbonatlardan (%0,3) oluşur. En az mineralli sular yağış suları, dağ derelerinin ultra tatlı suları ve tatlı göllerdir.

Çözünmüş minerallerin içeriğine bağlı olarak sular ayırt edilir: 1 g/dm3'e kadar çözünmüş tuz içeriğine sahip taze, acı - 1-25 g/dm3'e kadar, tuzlu - 25 g/dm3'ten fazla. Tatlı ve acı sular arasındaki sınır, insanın tat algısının ortalama alt sınırı olarak alınır. Acı ve tuzlu sular arasındaki sınır, 25 g/dm3 mineralizasyonda donma sıcaklığı ve maksimum yoğunluğun niceliksel olarak aynı olduğu temel alınarak oluşturulmuştur.

Tarihi: 2009-01-30

su- Dünyadaki en eşsiz maddelerden biri. Hızlı gelişmeye rağmen modern bilimŞimdiye kadar bilim adamları bu görünüşteki şeyin doğasını tam olarak incelemediler. basit madde! Görünürdeki basitliği nedeniyle, Dünya üzerindeki insanlar uzun zamandır suyu basit, bölünmez bir madde olarak görüyorlardı. Ve ancak 1766'da İngiliz bilim adamı G. Cavendish sayesinde insanlar suyun basit bir kimyasal element değil, hidrojen ve oksijenden oluşan bir bileşik olduğunu öğrendi. Daha sonra A. Lavoisier (Fransa) 1783'te aynı şeyi kanıtladı.

Basit H 2 O formülünün arkasında, bilimin önde gelen zihinlerinin çoğunun hala çözemediği gizemli bir madde olduğu ortaya çıktı. su - kimyasal bileşik%11,11 hidrojen ve %88,89 (kütlece) oksijenden oluşur. Kimyasal olarak saf su renksiz, kokusuz ve tatsız bir sıvıdır.

suŞimdi ele alacağımız bir takım benzersiz ve hayvani özelliklere sahiptir.

su- Spesifik ısı kapasitesinin sıcaklığa bağımlılığının minimum olduğu Dünya üzerindeki tek sıvı. Bu minimum +35 0 C sıcaklıkta gerçekleşir. Aynı zamanda üçte ikisi (ve hatta genç yaşta daha fazlası) sudan oluşan insan vücudunun normal sıcaklığı sıcaklık aralığındadır. 36-38 0C.

Özısı su 0 0 C'de 4180 J/(kg 0 C)'dir. Buzun sıvı hale dönüştüğü andaki spesifik füzyon ısısı 330 kJ/kg'dır, özısı buharlaşma - normal basınçta ve 100 0 C sıcaklıkta 2250 kJ/kg.

Suyun ısı kapasitesi anormal derecede yüksek. Belli bir miktarını bir derece ısıtmak için diğer sıvıları ısıtmaktan daha fazla enerji harcamak gerekir.

Bu, suyun ısıyı tutma konusundaki benzersiz yeteneğiyle sonuçlanır. Diğer maddelerin büyük çoğunluğu bu özelliğe sahip değildir. Suyun bu olağanüstü özelliği, hem sıcak bir günde hem de serin bir gecede kişinin normal vücut sıcaklığının aynı seviyede kalmasına yardımcı olur.

Yukarıdakilerden, suyun, insanın ısı değişimini düzenleme süreçlerinde önemli bir rol oynadığı ve minimum enerji maliyetiyle rahat bir durumu sürdürmesine izin verdiği anlaşılmaktadır.

Önemli ısı kapasitesi nedeniyle ve gizli ısı suyun dönüşümü, Dünya yüzeyindeki devasa hacimleri ısı akümülatörlerini temsil eder. Suyun bu aynı özellikleri onun sanayide soğutucu olarak kullanımını da belirler. Suyun termal özellikleri bunlardan biridir. en önemli faktörler Biyosferin stabilitesi.

Suyla ilgili bir sonraki benzersiz şey yoğunluğudur. Çoğu sıvının, kristalin ve gazın yoğunluğu, kristalleşme veya yoğunlaşma sürecine kadar ısıtıldığında azalır ve soğutulduğunda artar. Suyun yoğunluğu 100'den 3,98 0 C'ye soğutulduğunda sıvıların büyük çoğunluğunda olduğu gibi artar. Ancak maksimum değerine 3,98 0 C sıcaklıkta ulaşan yoğunluk, suyun daha da soğumasıyla birlikte azalmaya başlar. Başka bir deyişle, suyun maksimum yoğunluğu 0 0 C donma noktasında değil, 3,98 0 C sıcaklıkta gözlenir.

Suyun donmasına yoğunlukta %9 oranında ani bir azalma eşlik ederken, diğer çoğu madde için kristalleşme sürecine yoğunlukta bir artış eşlik eder. Bu bakımdan buz, sıvı sudan daha büyük bir hacim kaplar ve yüzeyinde kalır.

Su yoğunluğunun bu olağandışı davranışı, Dünya'daki yaşamın sürdürülmesi için son derece önemlidir. Suyu yukarıdan kaplayan buz, doğada bir tür yüzen battaniyenin rolünü oynar, nehirleri ve rezervuarları daha fazla donmaya karşı korur ve yaşamı korur. Sualtı Dünyası. Suyun donduğunda yoğunluğu artarsa, buz sudan daha ağırlaşarak batmaya başlar, bu da nehir, göl ve okyanuslardaki tüm canlıların ölümüne yol açar, tamamen donarak buz bloklarına dönüşür, ve Dünya'nın bir buz çölüne dönüşmesi kaçınılmazdır ve bu da tüm canlıların ölümüne yol açacaktır.

Tüm sıvılar arasında su en yüksek yüzey gerilimine sahiptir.

Yüzey gerilimi katsayısı 20 0 C sıcaklıktaki bazı sıvıların σ, H/m değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir.

Su en güçlü evrensel çözücüdür. Yeterli zaman verilirse hemen hemen her katıyı çözebilir. Tam da suyun benzersiz çözünme yeteneğinden dolayı henüz hiç kimsenin kimyasal olarak saf su elde etmeyi başaramamasıdır - her zaman kaptan çözünmüş malzeme içerir.

İnsanın %65'i (yaşlılıkta) ve %75'i (çocuklukta) sudan oluştuğu için doğal olarak herkes için mutlaka gereklidir. anahtar sistemler insan yaşam desteği. İnsan kanında (%79) bulunur ve yaşam için gerekli olan binlerce maddenin dolaşım sistemi yoluyla çözünmüş halde taşınmasını destekler. Su, besinleri bağırsaklardan canlı bir organizmanın dokularına taşıyan lenfte (%96) bulunur.

Aslında suyun özelliklerine baktığımızda suyun herhangi bir özelliğinin benzersiz olduğu sonucuna varabiliriz. Gezegende sıvı, katı ve gaz olmak üzere üç durumda bulunabilen tek madde yalnızca sudur. Bu nedenle su, insanın doğayla enerji-bilgi alışverişinde önemli bir rol oynamaktadır. Bazı bilim adamlarına göre hafızası vardır ve hem iyileştirip hem de yok edebilir.

Kaynak: Kurganov A.M., Fedorov N.F. Su temini ve sanitasyon sistemlerinin hidrolik hesaplamaları: El kitabı. 1986

Bu yazıya yapılan yorumlar!!

Dünyadaki en tanıdık ve en inanılmaz madde sudur. Gezegendeki tüm canlıların yaşamında suyun önemi göz ardı edilemez; varlığımızın her anında mevcuttur. Herhangi bir organizmanın bileşiminde baskın unsur olan su, aynı zamanda onun yaşam aktivitesini de kontrol eder.

Doğada su

İnsanlık varoluşu boyunca bu şaşırtıcı ve çelişkili unsurun gizemini çözmeye çalışmıştır. Nasıl ortaya çıktı, gezegenimize nasıl ulaştı? Muhtemelen bu soruya kimse cevap veremeyecektir ama herkes suyun doğadaki ve insan yaşamındaki öneminin tahmin edilemeyecek kadar büyük olduğunu biliyor. Kesinlikle doğru olan bir şey var: Bugün Dünya'da evrenin doğuşunda olduğu kadar çok su rezervi var.

Suyun ısıtıldığında büzülmesi ve donduğunda genleşmesi gibi benzersiz özellikleri de şaşırmanın bir başka nedenidir. Başka hiçbir maddenin benzer özellikleri yoktur. Ve bir durumdan diğerine geçme yeteneği, çok tanıdık ve aynı zamanda şaşırtıcı, olağanüstü bir rol oynaması, tüm canlı organizmaların Dünya'da var olmasını mümkün kılıyor. Yüksek Zihin, suya yaşamın sürdürülmesinde ve sürekli olarak meydana gelen doğal süreçlere katılımda ana rolü vermiştir.

Su döngüsü

Bu sürece, suyun hidrosferden ve dünya yüzeyinden atmosfere ve daha sonra geri sürekli dolaşımı olan hidrolojik döngü denir. Döngüde yer alan dört süreç vardır:

• buharlaşma;
• yoğunlaşma;
• yağış;
• su akışı

Yere indiğinde yağışın bir kısmı buharlaşır ve yoğunlaşır, bir kısmı ikinci akış nedeniyle rezervuarları doldurur ve üçüncüsü yeraltına iner. Yani sürekli hareket eden, su yollarını, bitkileri ve hayvanları besleyen ve kendi rezervlerini koruyan su, dolaşarak Dünya'yı korur. Suyun önemi açık ve tartışılmaz.

Döngünün mekanizması ve çeşitleri

Doğada büyük bir döngü (sözde küresel döngü) ve iki küçük döngü vardır - kıta ve okyanus. Okyanuslar üzerinde biriken tortular rüzgarlar ve düşmelerle kıtalara taşınıyor ve daha sonra akıntıyla okyanuslara geri dönüyor. Okyanus suyunun sürekli olarak buharlaşması, yoğunlaşması ve tekrar okyanusa düşmesi sürecine küçük denir. okyanus girdabı. Ve karada meydana gelen tüm benzer süreçler, suyun ana karakter olduğu küçük bir kıtasal döngüde birleştirilir. Dünyanın su dengesini koruyan ve canlı organizmaların varlığını sağlayan sürekli dolaşımın doğal süreçlerindeki önemi tartışılmaz.

Su ve adam

Bilinen anlamda hiçbir besin değeri olmayan su, insanlar da dahil olmak üzere her canlı organizmanın ana bileşenidir. Su olmadan hiç kimse var olamaz. Herhangi bir organizmanın üçte ikisi sudur. Tüm sistem ve organların düzgün çalışması için suyun önemi son derece önemlidir.

Yaşam boyunca insan her gün suyla temas eder, onu içme ve yemek, hijyen prosedürleri, dinlenme ve ısınma için kullanır. Dünya'da bulunamadı
daha değerli doğal malzeme Su kadar hayati ve yeri doldurulamaz. Oldukça uzun süre yemeksiz kalan kişi 8 gün bile susuz yaşayamaz çünkü vücut ağırlığının %8'i içinde kişi bayılmaya başlar, %10'u halüsinasyonlara neden olur, %20'si kaçınılmaz olarak ölüme neden olur.

Su insanlar için neden bu kadar önemli? Suyun tüm temel yaşam süreçlerini düzenlediği ortaya çıktı:

• oksijen nemini normalleştirir, emilimini arttırır;
• vücudun termoregülasyonunu gerçekleştirir;
• besin maddelerini çözerek vücudun onları emmesine yardımcı olur;
• hayati organları nemlendirir ve koruma sağlar;
• eklemler için koruyucu bir yağlayıcı oluşturur;
• vücut sistemlerinin işleyişindeki metabolik süreçleri iyileştirir;
• atıkların vücuttan atılmasını teşvik eder.

Nasıl sulu kalınır?

Bir kişi günde ortalama 2-3 litre su kaybeder. Daha fazlası aşırı koşullarörneğin sıcak havalarda, yüksek nemde ve fiziksel aktivite su kayıpları artar. Vücudun normal fizyolojik su dengesini korumak için, suyun alımını ve atılımını uygun yöntemlerle dengelemek gerekir.

Biraz hesaplama yapalım. Bir kişinin günlük su ihtiyacının vücut ağırlığının 1 kg'ı başına 30-40 gram olduğu ve toplam ihtiyacın yaklaşık %40'ının gıdalardan geldiği dikkate alındığında geri kalanının içecek şeklinde alınması gerekir. Yaz aylarında günlük su tüketimi 2-2,5 litreye denk gelmektedir. Gezegenin sıcak bölgeleri, gereksinimlerini belirler - 3,5-5,0 litre ve aşırı sıcak koşullarda 6,0-6,5 litreye kadar su. Vücudun susuz kalmaması gerekiyor. Endişe verici semptomlar Bu sorun, kaşıntı, yorgunluk, konsantrasyonda keskin bir azalmanın eşlik ettiği kuru cilttir. tansiyon, baş ağrısı ve genel halsizlik.

Faydalı etki

Doğrudan katılması ilginç metabolik süreçler Su kilo kaybına katkıda bulunur. Vücutta su tutulduğu için kilo vermek isteyen kişilerin daha az su içmesi gerektiğine dair yaygın bir yanılgı vardır, bu da ciddi zararlara neden olur. Vücudunuzu olağan su değişiminin dışına çıkararak daha da büyük bir strese sürükleyemezsiniz. Ayrıca doğal bir idrar söktürücü olan nem, böbrekleri tonlayarak kilo kaybına neden olur.

Kişi optimum miktarda su alarak güç, enerji ve dayanıklılık kazanır. Her zamanki diyetini azaltırken zorunlu değişikliklerin psikolojik rahatsızlığına bile katlanmak daha kolay olduğundan, kilosunu kontrol etmesi onun için daha kolaydır. Bilimsel araştırmalar, günlük yeterli miktarda temiz su tüketiminin ciddi hastalıklarla mücadeleye yardımcı olduğunu, sırt ağrısını, migreni hafifletmeye, kan şekeri ve kolesterol düzeylerini ve kan basıncını düşürmeye yardımcı olduğunu kanıtladı. Ayrıca su böbrekleri tonlandırarak taş oluşumunu engeller. olan insanların olduğu kanıtlanmıştır. yaratıcılıkÇok fazla içki içme eğilimindeydiler ve büyük sanatçıların başyapıtlar yaratmaya itildiği ortaya çıktı ki suyun önemi sanatta da önemli.

Bitki su değişimi

Tıpkı insanlar gibi her bitkinin de suya ihtiyacı vardır. sen farklı bitkiler devam eden tüm süreçleri kontrol ederek kütlenin% 70 ila 95'ini oluşturur. Bir bitkide metabolizma ancak büyük miktarda nem ile mümkündür, dolayısıyla suyun bitkiler için önemi şüphesiz büyüktür. Su, topraktaki mineralleri çözerek bitkiye ulaştırır ve sürekli akışını sağlar. Su olmadan tohumlar filizlenmeyecek ve yeşil yapraklarda fotosentez işlemi gerçekleşmeyecektir. Suyun doldurulması canlılığını ve belirli bir şeklin korunmasını sağlar.

Bir bitki organizmasının yaşam desteğinin en önemli koşulu, dışarıdan su alabilme yeteneğidir. Bitki, kökleri yardımıyla suyu esas olarak topraktan alarak bitkinin toprak üstü kısımlarına iletir ve orada yapraklar buharlaştırır. Bu tür bir su değişimi her organik sistemde mevcuttur - ona giren su buharlaşır veya serbest bırakılır ve daha sonra tekrar faydalı maddelerle zenginleştirilmiş olarak vücuda girer.

Suyun canlı hücrelere nüfuz etmesinin bir başka şaşırtıcı yolu da ozmotik emilimidir, yani. suyun dışarıdan hücresel çözeltilere birikerek hücre içindeki sıvı hacmini artırma yeteneği.

Su tüketme sanatı

Sürekli temiz su tüketimi, beynin zihinsel aktivitesini ve hareket koordinasyonunu önemli ölçüde artırır ve bu nedenle suyun beyin hücrelerinin yaşamı için önemi özellikle değerlidir. Bu nedenle sağlıklı bir insan kendini içki içmekle sınırlamamalı, ancak bazı kurallara uyulmalıdır:

• az ama sık iç;
• Tek seferde çok fazla su içmemelisiniz çünkü kandaki aşırı sıvı, kalp ve böbrekler üzerinde gereksiz stres yaratacaktır.

Bu nedenle suyun canlı organizmalar için önemi çok büyüktür. Bu nedenle her insan için kendi su dengesini koruyacak koşulların yaratılması gereklidir.

Yüzyıllar boyunca insanlar suyun ne olduğunu ve gezegende nasıl ortaya çıktığını bilmiyorlardı. 19. yüzyıla kadar insanlar suyun kimyasal bir bileşik olduğunu bilmiyordu. Sıradan sayılırdı kimyasal element. Bundan sonra, yüz yıldan fazla bir süre boyunca herkes ve her yerde suyun, mümkün olan tek H2O formülüyle tanımlanan bir bileşik olduğuna inanıldı.

1932 yılında tüm dünyaya bir sansasyon yayıldı: sıradan su Ağır su da doğada mevcuttur. Bugün suyun 135 izotop çeşidinin bulunabileceği bilinmektedir. Suyun bileşimi, mineral ve organik yabancı maddelerden tamamen arınmış olsa bile karmaşık ve çeşitlidir. Bu "en basit bileşik" çok karmaşık olan sudur.

Suyun tüm özellikleri ve bunların tezahürünün olağandışılığı, sonuçta bu atomların fiziksel doğası, bir molekül halinde birleştirilme biçimleri ve sonuçta ortaya çıkan moleküllerin gruplandırılması ile belirlenir. Her türlü maddeyle sürekli temas halinde olan su, aslında her zaman farklı, çoğu zaman çok karmaşık bileşime sahip bir çözeltidir. Kendini evrensel bir çözücü olarak gösterir. Bir dereceye kadar onlar da onun çözücü etkisine maruz kalırlar. katılar, hem sıvılar hem de gazlar.

Araştırmacılar her zamankinden daha incelikli ve karmaşık mekanizmaları ortaya çıkarıyor." iç organizasyon"su kütlesi. Suyun incelenmesi, çevremizdeki dünya hakkındaki fikirlerimizi derinleştirerek ve karmaşıklaştırarak giderek daha fazla yeni gerçek sağlar. Bu fikirlerin geliştirilmesi, suyun özelliklerini ve diğer maddelerle etkileşiminin özelliklerini anlamamıza yardımcı olur.

Su, fizikçiler ve kimyagerler tarafından incelenen tüm maddeler arasında en zor olanı olarak kabul edilir. Kimyasal bileşim Sular aynı olabilir ancak vücut üzerindeki etkileri farklı olabilir. Çünkü her su, belirli koşullar altında oluşmuştur. Ve eğer hayat canlı bir su ise, o zaman tıpkı hayat gibi suyun da birçok yüzü vardır ve özellikleri sonsuzdur.

Su, ilk bakışta hidrojen ve oksijenden oluşan basit bir kimyasal bileşiktir ancak evrensel bir çözücüdür. önemli miktar maddeler olduğundan doğada kimyasal olarak saf su yoktur. Çözücünün özellikleri özellikle deniz suyunda belirgindir; hemen hemen tüm maddeler içinde çözünür. Periyodik Tablonun yaklaşık yetmiş elementi tespit edilebilir miktarlarda bulunur. Denizlerin ve okyanusların sularında bile nadir ve radyoaktif elementler bulunur. İÇİNDE en büyük sayı klor, sodyum, magnezyum, kükürt, kalsiyum, potasyum, brom, karbon, stronsiyum, bor içerir. Tek başına altın, dünya nüfusunun kişi başına 3 kg'ı oranında okyanus sularında çözünmektedir.

Su, içinde çözünen maddelerin içeriğine göre 3 sınıfa ayrılır: tatlı, tuzlu ve tuzlu su. En yüksek değer Günlük yaşamda tatlı su mevcuttur. Su, Dünya yüzeyinin dörtte üçünü kaplamasına ve rezervlerinin çok büyük olmasına ve doğadaki su döngüsü tarafından sürekli desteklenmesine rağmen, birçok alanda tatlı su temini sorunu yaşanmaktadır. küreçözülememiştir ve bilimsel ve teknolojik ilerlemenin gelişmesiyle daha da şiddetlenmektedir.

Doğal su asla tamamen saf değildir. Yağmur suyu en saf olanıdır ancak aynı zamanda havadan emdiği çeşitli yabancı maddeleri de az miktarda içerir.

Sudaki varlık çeşitli maddeler yüksek çözme kabiliyetine işaret eder. Bu suyun ana özelliğidir. Tüm Pratik aktivitelerİnsan yaşamı, eski çağlardan beri, yemek pişirmek ve diğer günlük ihtiyaçlar için su ve sulu çözeltilerin kullanımıyla ilişkilendirilmiştir.

Suyun gezegenimizin yaşamındaki rolü şaşırtıcıdır ve işin tuhafı, henüz tam olarak açıklanmamıştır. Dünyayı kaplayan okyanuslar, yazın Dünya'nın aşırı ısınmasını önleyen, kışın ise kıtalara sürekli ısı sağlayan devasa, benzersiz bir termostattır. Gezegenin su yüzeyi fazlalığı emer karbon dioksit atmosferde, aksi takdirde Dünya " nedeniyle aşırı ısınırdı sera etkisi".

İlginçtir ve diğer maddelerden farklı olarak suyun donduğunda yoğunlaşmaması, genişlemesi çok önemli olduğu ortaya çıktı. Buza benzer su molekülleri, aralarında büyük boşluklar oluşacak şekilde düzenlenmiştir ve bu nedenle buz gevşektir, yani sıvı sudan daha hafiftir ve bu nedenle batmaz. Bir an için suyun bu son derece nadir özelliğe sahip olmadığını hayal edelim. Neler olabilir? Bu durumda gezegenimizde yaşam bile oluşamayacaktı. Buz, diğer katı maddeler gibi rezervuarın yüzeyinde göründüğü anda hemen dibe çökecek ve daha sonra sadece göletler ve nehirler değil, okyanuslar da donacaktır.

Suyun donma ve çözülme sıcaklığı 0°C, kaynama noktası ise 100°C’dir. Kalın tabaka suyun mavi bir rengi vardır ve bu sadece rengiyle belirlenmez. fiziki ozellikleri, ama aynı zamanda asılı yabancı madde parçacıklarının varlığı. Dağ nehirlerinin suyu, içerdiği asılı kalsiyum karbonat parçacıkları nedeniyle yeşilimsi renktedir. Saf su- zayıf bir elektrik iletkeni.

Suyun sıkıştırılabilirliği çok düşüktür. Suyun yoğunluğu 4°C'de maksimumdur. Bu, moleküllerindeki hidrojen bağlarının özellikleriyle açıklanmaktadır. Suyu açık bir kapta bırakırsanız yavaş yavaş buharlaşacaktır - tüm molekülleri havaya karışacaktır. Aynı zamanda, sıkıca kapatılmış bir kaptaki su yalnızca kısmen buharlaşır, yani. belirli bir su buharı basıncında su ile üstündeki hava arasında denge kurulur. Dengedeki buhar basıncı sıcaklığa bağlıdır ve doymuş buhar basıncı (veya buhar basıncı) olarak adlandırılır. Normal basınçta 760 mm Hg. su 100°C sıcaklıkta ve deniz seviyesinden 2900 m yükseklikte kaynar Atmosfer basıncı 525 mm Hg'ye düşer. kaynama noktası ise 90° C olur. Kar ve buz yüzeyinden bile buharlaşma meydana gelir, bu nedenle ıslak çamaşırlar soğukta kurur. Suyun viskozitesi artan sıcaklıkla hızla azalır ve 100°C'de 0°C'ye göre 8 kat daha azdır.

Suyun fiziksel-kimyasal-bilgisel özellikleri

Temel fizikokimyasal özellikler su, suyun yer aldığı tüm süreçleri etkiler. Bize göre en önemlileri aşağıdaki özelliklerdir.

1. Yüzey gerilimi su moleküllerinin birbirine yapışma derecesidir. Organik ve inorganik bileşikler su içeren sıvı ortamlarda çözündüğü için tükettiğimiz suyun yüzey gerilimi büyük önem taşımaktadır. Vücuttaki herhangi bir sıvı su içerir ve öyle ya da böyle reaksiyonlara katılır. Vücutta su çözücü görevi görür, taşıma sistemi sağlar ve hücrelerimiz için yaşam alanı görevi görür. Bu nedenle sırasıyla yüzey gerilimi ne kadar düşük olursa suyun çözme yeteneği o kadar yüksek olur. daha iyi su ana işlevlerini yerine getirir. Taşıma sisteminin rolü dahil. Yüzey gerilimi suyun ıslanabilirliğini ve solvent özelliklerini belirler. Yüzey gerilimi ne kadar düşük olursa solvent özellikleri o kadar yüksek, akışkanlık da o kadar yüksek olur. Her üç büyüklük de (yüzey gerilimi, akışkanlık ve çözünürlük) birbirine bağlıdır.

2. Suyun asit-baz dengesi. Ana canlı ortamlar (kan, lenf, tükürük, hücreler arası sıvı, beyin omurilik sıvısı vb.) hafif alkali bir reaksiyona sahiptir. Asidik tarafa geçtiklerinde biyokimyasal süreçler değişir ve vücut asitlenir. Bu hastalıkların gelişmesine yol açar.

3. Suyun redoks potansiyeli. Bu, suyun biyokimyasal reaksiyonlara girebilme yeteneğidir. Sudaki serbest elektronların varlığı ile belirlenir. Bu çok önemli gösterge insan vücudu için.

4. Su sertliği- içinde çeşitli tuzların varlığı.

5. Su sıcaklığı Biyokimyasal reaksiyonların hızını belirler.

6. Su mineralizasyonu.İnsan vücudunun yaşamı için suda makro ve mikro elementlerin varlığı gereklidir. Vücut sıvıları, su da dahil olmak üzere minerallerle doldurulan elektrolitlerdir.

7. Suyun ekolojisi- kimyasal kirlilik ve biyojenik kirlilik. Suyun saflığı, yabancı maddelerin, bakterilerin, ağır metal tuzlarının, klorun vb. varlığıdır.

8. Suyun yapısı. Su sıvı bir kristaldir. Su molekülünün dipolleri uzayda belirli bir şekilde yönlendirilir ve yapısal kümeler halinde birleşir. Bu, sıvının tek bir biyoenerji-bilgi ortamı oluşturmasını sağlar. Su katı bir kristal (buz) halinde olduğunda, moleküler kafes katı bir şekilde yönlendirilir. Erime sırasında katı yapısal moleküler bağlar kırılır. Ve bazı moleküller serbest bırakıldığında sıvı bir ortam oluşturur. Vücuttaki tüm sıvılar özel bir yapıya sahiptir.

9. Suyun bilgi hafızası. Kristalin yapısı gereği biyoalandan yayılan bilgiler kayıt altına alınır. Bu, tüm canlılar için büyük önem taşıyan suyun çok önemli özelliklerinden biridir.

10.Hado- suyun dalga enerjisi.