Аномалии воды

Кластерной структурой объясняются и другие аномалии воды — высокие значения теплоты испарения, поверхностного натяжения и удельной теплоемкости, так же как влияние на свойства воды растворенных в ней ве-ш,еств. [c.355]

Известен целый ряд аномалий воды при температуре 50—60°С. Поэтому важно определить реакционную способность воды при различных температурах по отношению к вяжущему веществу. [c.85]

Химически чистая вода обладает рядом свойств, резко отличающих ее от других природных тел. Эти особые свойства известны под названием аномалии воды. [c.12]

Свойства. Чистая вода не имеет цвета, вкуса и запаха, в толстых (более 5 м) слоях вода окрашена в голубой цвет. Т. кип. при нормальном атмосферном давлении равна 100 X, при О °С затвердевает в лед, что сопровождается увеличением объема на 9 %. Наибольшую плотность (1 г/см ) вода имеет при 4°С (еще одна аномалия воды). Электропроводность очень чистой (многократно дистиллированной) воды весьма мала. [c.267]

Физические свойства воды. Химически чистая вода — бесцветная, прозрачная жидкость, лишенная запаха и вкуса. Плотность воды при охлаждении изменяется не линейно, максимальная плотность наблюдается при 4 С. Благодаря этой аномалии воды природные водоемы не промерзают зимой и в них сохраняется жизнь. [c.279]

Аналогичная аномалия воды наблюдается и при рассмотрении энтропии плавления (рис. 1.9). В соответствии с формулой (1.7) изменение энтропии при плавлении льда равно [c.30]

Во всех указанных случаях (дР/дТ) > 0. Исключение составляют лишь Р — 7-кривые процессов плавления льда,висмута, галлия и некоторых сортов чугуна они имеют отрицательный угловой коэффициент. Этим объясняется, в частности, одна из аномалий воды, имеющая огромное практическое значение понижение температуры плавления льда с ростом давления. Эта аномалия в соответствии с принципом смещения равновесия обусловлена сжатием при плавлении. Она наблюдается лишь до 2200 атм выше этого давления AV меняет знак, ибо лед переходит в модификацию более плотную, чем вода . Исследования Бриджмена и Таммана показали, что лед существует в нескольких формах (см. рис. 52). [c.186]

Чистая вода не имеет цвета, вкуса и запаха, толстые слои воды (более 5 м) имеют голубую окраску. Вода кипит при 100°С, а затвердевает в лед при 0°С, что сопровождается увеличением объема на 9%, т.е. лед легче жидкой воды вторая аномалия воды). Наибольшую плотность (р = [c.111]

Причина плотностной аномалии воды точно не установлена. Предполагают, что при О С вода в значительной части состоит из (Н20)з, а при нагревании ее до -f4 "С утроенные молекулы переходят в (Н20)г, что. сопровождается увеличением плотности. При дальнейшем нагревании начинают преобладать простые молекулы и [c.136]

Другое объяснение плотностной аномалии воды допускает существование в ней при низких температурах мельчайших кристаллов льда. Предполагается, что при О °С вода содержит 0,6% таких кристалликов, а с повышением температуры количество их очень быстро уменьшается. [c.137]

Наконец, третье возможное объяснение плотностной аномалии воды исходит из наличия некоторой упорядоченности в структуре жидкостей (III 8). Предполагается, что при нагревании от О до 4 °С характер этой упорядоченности у воды изменяется таким образом, что результатом является более тесное сближение частиц (ср. доп. 32). [c.137]

Из всех ассоциированных жидкостей наибольший интерес представляет вода как среда, имеющая непосредственное отношение к тем предбиологическим процессам, которые завершились появлением живых систем. Аномалии воды — высокая скрытая теплота ее фазовых переходов (плавления и испарения), большое значение диэлектрической постоянной, теплоемкости, экстремальный ход изменения плотности и теплоемкости с температурой, относительно высокие температуры плавления и кипения, значительное поверхностное натяжение и др. побудили к тщательному изучению этой удивительной жидкости и, хотя специальные методы исследования и в настоящее время открывают ее новые особенности, можно считать доказанным, что ассоциация молекул воды обусловлена главным образом водородными связями. [c.243]

Заметим, что тетраэдрическая структура оставляет довольно много пустот внутри решетки, которые достаточно велики (О. Я. Самойлов), чтобы вместить молекулу воды. По Самойлову, при плавлении льда эти пустоты заполняются, что ведет к повышению плотности жидкой воды по сравнению с твердой (льдом) — так объясняется одна из важных аномалий воды. [c.244]

Другая аномалия воды состоит в том, что из всех твердых и жидких веществ она имеет наибольшую теплоемкость. Поэтому, медленно поглощая теплоту лето.м, вода также медленно отдает ее зимой, и, таким образом регулирует температуры обширных пространств Земли. [c.279]

Одним из объяснений причин аномалий воды является наличие водородных связей. Последние возникают за счет стяжения водорода одной молекулы воды с кислородом другой, по схеме [c.331]

Основные аномалии воды проявляются в особенностях зависимости от температуры и зависимости от давления производных термодинамических функций. А именно в немонотонности их зависимости от Г и Р и часто обратной зависимости от этих параметров по сравнению с обычными жидкостями при температурах, близких к температуре плавления, и давления р = 1 атм. [c.110]

Вследствие плотностной аномалии воды в глубоких водоемах наблюдается температурная слоистость. Зимой поверхностные слои воды имеют температуру, близкую к нулю, а нижние -1-4° (так называемая обратная температурная слоистость). В начале весны прогревающаяся до -1-4° вода опускается вниз и наслаивается на глубинную воду, имеющую ту же температуру. В результате этой частичной циркуляции происходит выравнивание температуры воды — весенняя гомотермия. [c.9]

По сравнению с другими химическими соединениями вода обнаруживает необычные отклонения по ряду физических свойств — плотности, удельной теплоемкости и др. Эти аномалии воды в значительной степени связаны с ассоциацией ее молекул. [c.14]

Связано это с тем, что вода — ассоциированная жидкость, ее молекулы в жидкой фазе в среднем имеют утроенный молекулярный вес (НгО)з. Следствием являются многочисленные аномалии воды. Из соседних же с ней водородных соединений ассоциирован лишь HF в жидком состоянии, но в меньшей степени. [c.97]

Взаимодействие, обусловленное водородными связями, приводит с сохранению в воде аномально высокого по сравнению с другими жидкостями ближнего порядка. Возникновение и стабилизация одной связи благоприятствует образованию водородных связей с другими соседними молекулами воды. Это позволяет характеризовать водородные связи как коллективное свойство, в результате которого структура воды упрочняется в широких областях. Эластичность водородных связей допускает сосуществование разнообразных структур в различных кристаллических модификациях льда (см. рис. 1.2,6). Наличием водородных связей объясняются также аномалии воды, проявляющиеся в некоторых ее свойствах. [c.33]

Исследования, начатые Ми и Грюнейзеном и, позже продолженные многими авторами, с ясностью показали, что формула (8.21) только тогда хорошо аппроксимирует энергию взаимодействия, когда показатель степени т первого члена выбирается в точном согласии с индивидуальными свойствами вещества при этом число т, вообще говоря, оказывается дробным. Для дальнейшего важно отметить, что при некоторых, видимо допустимых, упрощениях можно указать соотношения, позволяющие вычислить показатель т по критическим параметрам вещества. Это было подтверждено расчетом таких сложных эффектов, как термодинамические аномалии воды, и предвычислением свойств тяжелой воды. Что же касается показателя п, который определяет отталкивание электронных оболочек частиц, то разнообразные экспериментальные данные указывают, что /г—9 (пока сближение частиц не вызывает деформацию электронных оболочек в последнем случае /г = 18, что, в частности, объясняет высокую точность закона сжимаемости Бачинского). Это было показано еще в 30-х годах и недавно подтверждено вычислениями, основанными на новых экспериментальных данных. [c.271]

Другая аномалия воды — ее необычайно высокая теплоемкость ни одно другое вещество не требует такой большой затраты тепла для повышения его температуры на 1°. [c.211]

И эта аномалия воды объясняется полярностью ее молекул. Вода— ассоциированная жидкость. Молекулы в ней, притягиваясь одна к другой разноименными электрическими полюсами, образуют группы из 2, [c.211]

Лед. Еще одна аномалия воды обнаруживается при изучении изменяемости ее удельного веса с температурой. При охлаждении вода сжимается, как и подавляющее большинство веществ, но лишь до 4°. При приближении температуры к + 4° сжатие воды замедляется, приостанавливается а при дальнейшем охлаждении сменяется расширением вплоть до точки замерзания. Замерзание воды сопровождается новым скачкообразным расширением удельный вес воды при замерзании уменьшается на 7э- И эта аномалия воды играет чрезвычайно важную роль в жизни нащей планеты., [c.211]

В свое время вода была выбрана в качестве эталонного вещества в измерении таких фундаментальных физических величин, как масса, плотность, температура, теплота, удельная теплоемкость. Все аномалии воды связаны с особенностями строения ее молекул и меж-молеку лярного взаимодействия. В гл. II (стр. 86) уже говорилось о наличии водородных связей между молекулами воды. Твердая вода — лед — характеризуется хорошо упорядоченной ажурной структурой. Важная роль в образовании кристаллической структуры льда принадлежит водородным связям. [c.217]

Аналогичные выражения справедливы для теплоемкости п коэффициента теплового расширения. Структурные величины обычно сильно зависят от температуры. При комнатных (и более низких) температурах структурные вклады аномально велики. Так, в случае сжимаемости KstrlKoa ., b [170], в то время как для большинства других жидкостей это отношение меньше единицы [171]. В конечном счете все аномалии воды обусловлены лабильностью структуры воды в отношении воздействия теплом или давлением. В ряду наиболее характерных аномалий воды — резко нелинейная температурная зависимость объема, сжимаемости и теплоемкости с положительной второй производной. Это проиллюстрировано на рис. 3.7 на примере объема и сжимаемости воды и, для сравнения, сжимаемости нормальных жидкостей — спиртов и ртути [172—175]. [c.52]

В современной науке преобладает мнение, согласно которому плавление льда сопровождается не полным, а лишь частичным разрушением его кристаллической структуры, отдельные пустоты которой заполняются гидролями. С этой точки зрения, основная масса жидкой воды слагается при обычных условиях не из полигидролей (доп. 7), а из менее или более разрыхленной и искаженной кристаллической сетки льда, нахо-дяшейся в состоянии непрерывной перестройки. В свете этих данных плотностную аномалию воды (доп. 9) можно истолковать следующим образом от О до 4 °С основное значение имеет повышение среднего числа окружающих каждую молекулу Н2О ближайших соседей, а при дальнейшем нагревании — увеличение среднего расстояния между ними. [c.141]

Отклонения от линейного закона фильтрации были обнаружены еще в конце 19-го века (Ф. Кинг) при исследовании водопроницаемости грунтов. Фильтрационные аномалии воды и других низкомолекулярных жидкостей связывались с действием капиллярного давления (Т.Н. Пузыревская, С.А. Роза), проявлением неньютоновских свойств жидкости (В.А. Флорин, Н.В.Чураев) или возникновением адсорбционных слоев жидкости на поверхности поровых каналов (Д.Макхафик и Л. Лернер, В. Харди, Б.В.Дерягин), уменьшающих эффективное сечение последних. Во второй половине прошлого века по мере усовершенствования техники измерений были исследованы параметры адсорбционных слоев воды и их влияние на характер течения в отдельных капиллярах [c.6]

Внимание, уделяемое изучению природы воды и ее роли в различных и особенно комплексных соединениях, непрерывно растет. Усиление интереса к природе воды вызвано не столько увеличением числа веществ, в составе которых она обнаружена, сколько тем, что эта миниатюрная, предельно простая молекула проявляет в этих веществах все новые и новые свойства. Наряду с хорошо известными аномалиями воды, такими как тепловое расширение, вязкость и теплопроводность, в последние годы обнаружен еще целый ряд совершенно новых, ранее никогда не предсказывавшихся и поэтому неожиданных свойств воды. Это, во-первых, очень высокая способность паров воды растворять при 400 С такие практически не растворимые при нормальных условиях вещества, как А12О3, Ре Оз, СаСОзИдр. 101, 156, 399], во-вторых, повышение предельных концентраций многих неорганических веществ в водных растворах, набухание клеток и протоплазмы и изменение объемов смешения водных растворов со спиртом под влиянием магнитного поля [165, 172] и, наконец, изменение во времени спектра ядерного магнитного резонанса воды, уже достигшей постоянной температуры [277]. [c.5]

Прочность водородных связей составляет примерно 17— 33 кдж1моль и превосходят энергию вандерваальсовского взаимодействия ( 4 кдж1моль) в четыре—восемь раз. Эластичность водородных связей допускает сосуществование разнообразных структур в различных кристаллических модификациях льда, упомянутых выше. Наличием водородных связей объясняются также аномалии воды, проявляемые в некоторых ее свойствах (табл. 3). [c.10]

Подобие геометрического строения льда I и воды положено в основу мо- дели, предложенной Самойловым, объясняющим аномалии воды прогресси- рующим с ростом температуры заполнением пустот структуры льда молекулами воды, совершающими трансляционное перемещение из прежнего лоло-жения равновесия в разрушающемся и при этом все более искажающемся каркасе. Форшлинд подсчитал, что в жидкой фазе при 0° С количество таких молекул составляет примерно 16% их общего числа. [c.37]

Теория ассоциации молекул воды позволяет объяснить причину одного из важнейших свойств воды — ее плотностную аномалию. Как известно, максимальная плотность воды (1,0 г1слА) соответствует температуре +4°, а лед имеет значительно меньшую плотность—0,92 г1см . Предполагается, что в воде при 4° присутствует максимальное число удвоенных молекул воды. Плотностная аномалия воды сыграла важную роль в формировании окружающего нас мира и сохраняет важное значение в наши дни. [c.9]

Тамману (Ташшапп, 1926) удалось впервые приблизительно вычислить степень ассоциации воды на основе изменения объема. Далее в результате сравнения инфракрасных абсорбционных спектров льда и воды удалось установить, что ассоциация молекул в жидкой воде, по крайней мере частично, близка структуре обычного льда. Кроме того, Редлих (Redli h, 1929) показал, что число ледяных молекул с повышением температуры быстро убывает. Точно так же они начинают исчезать при увеличении давления или при добавлении электролита (повышение внутреннего давления , Тат-шап). Однако даже при 100° жидкая вода еще в значительной степени ассоциирована. Последнее, между прочим, подтверждается сравнением водородных соединений аналогов кислорода с водой, имеющей аномально высокую температуру кипения (см. гл. 15). Наконец, Эйкен (Епскеп, 1948—1949) показал, что ассоциация воды осуществляется в результате образования ди- и тетрамеров (очевидно, и три- и пентамеров), и, кроме того, вблизи 0° образуются агрегаты из восьми молекул. Можно указать их приблизительное распределение в зависимости от температуры. Агрегаты из восьми молекул возможность существования которых резко уменьшается с температурой) являются как раз теми, которые обладают льдоподобной структурой. Они занимают наибольший объем, и в основном с их образованием связана термическая аномалия воды. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология