Презентация на тему: Учение о гидросфере

Гидросфера. Круговорот воды в природе. Химические и физические свойства природных вод.

ГИДРОСФЕРА Гидросфера – водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и твердой земной корой (литосферой) и представляющая собой совокупность вод океанов, морей и поверхностных вод суши. Гидросфера покрывает 70,8% земной поверхности

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ Вода состоит из 11,11% водорода и 88,89% кислорода (по весу).

СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ Полярность способность молекул воды объединяться в агрегаты по несколько молекул Н2О – гидроль (Н2О)2 – дигидроль (Н2О)3 - тригидроль

Между формами молекул воды в зависимости от температуры установлено следующее соотношение (в процентах):

Аномальные свойства воды Если сравнить температуру кипения и замерзания гидридов, образованных элементами шестой группы таблицы Менделеева (селена H2Se, теллура Н2Те), и воды (Н2О), то по аналогии с ними температура кипения воды должна быть порядка (-60°С), а температура замерзания — ниже (-100°С) Но при нормальном давлении в 1 атм вода кипит при +100° С, а замерзает при 0° С.

Аномальные свойства воды. Плотность Плотность воды зависит от ее температуры минерализации давления количества взвешенных частиц и растворенных газов С Т-ры плотность (ρ ) всех жидкостей, как правило, ρ воды при Т > 4°С с Т-ры При 0°С < Т < 4° С с Т-ры При 4° С, наблюдается наибольшая плотность

Плотность воды При переходе воды из жидкого состояния в твердое (лед) плотность резко, скачкообразно приблизительно на 9% (ρ дистиллированной воды при 0°С равна 999,87 кг/м3, а ρ льда, образовавшегося из той же воды при 0°С, равна 916,70 кг/м3. С Т - ρ чистого льда несколько и при -20° С достигает 920,00 кг/м3.

ПЕРЕХОД ВОДЫ ИЗ ОДНОГО АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ В ДРУГОЕ Только вода в нормальных земных условиях может находиться в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Это обеспечивает вездесущность воды, она пронизывает всю географическую оболочку Земли и производит в ней разнообразную работу. Переход воды из одного состояния в другое сопровождается затратами (испарение, таяние) или выделением (конденсация, замерзание) соответствующего количества тепла. На таяние 1 г льда необходимо затратить 677 кал, на испарение 1 г воды — на 80 кал меньше. Высокая скрытая теплота плавления льда обеспечивает медленное таяние снега и льда.

Схема изменения агрегатного состояния воды

ПЕРЕХОД ВОДЫ ИЗ ОДНОГО АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ В ДРУГОЕ Линия АВ - граница равновесия между парообразной и твердой водой линия ВС - между парообразной и жидкой водой При Т = 0,0075°С и давлении Р = 6,1 гПа в устойчивом равновесии могут одновременно существовать лед, пар и жидкая вода (точка В на графике).

Аномальные свойства воды Громадное значение в жизни природы имеет и тот факт, что вода обладает аномально высокой теплоемкостью, в 3000 раз большей, чем воздух Т.е. при охлаждении 1 м3 воды на 1°С на столько же нагревается 3000 м3 воздуха. Поэтому, аккумулируя тепло, океан оказывает смягчающее влияние на климат прибрежных территорий

Аномальные свойства воды Вода — универсальный растворитель, поэтому в природе не бывает химически чистой воды Эта способность воды обеспечивает перенос веществ в географической оболочке, лежит в основе обмена веществами между организмами и средой, в основе питания.

Аномальные свойства воды Из всех жидкостей (кроме ртути) у воды самое высокое поверхностное натяжение и поверхностное давление В силу этого капля воды стремится принять форму шара при соприкосновении с твердыми телами смачивает поверхность большинства из них,именно поэтому она может подниматься вверх по капиллярам горных пород и растений, обеспечивая почвообразование и питание растений.

Схема увлажнения капилляров водой без отрыва от грунтовых вод (слева) и с отрывом от грунтовых вод (справа)  

Аномальные свойства воды Вода обладает высокой термической устойчивостью. Водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород только при температуре выше 1000° С.

Аномальные свойства воды Химически чистая вода является очень плохим проводником электричества Вследствие малой сжимаемости в воде хорошо распространяются звуковые и ультразвуковые волны.

Аномальные свойства воды Свойства воды сильно изменяются под влиянием давления и температуры при росте давления температура кипения воды повышается, а температура замерзания, наоборот, понижается с повышением температуры уменьшаются поверхностное натяжение, плотность и вязкость воды и возрастают электропроводность и скорость звука в воде.

КРУГОВОРОТ ВОДЫ В ПРИРОДЕ

Перенос воды из водоёмов на сушу Перенос воды из водоёмов на сушу Самоочищение воды Перенос тепла и минеральных солей из океана на сушу Связь оболочек Земли

ВОДНЫЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ Для периферийной части суши Ep= Pp- Rp Для областей, лишенных выхода к морю (бессточных) Ea= Pa Для Мирового океана Em= Pm+ Rp Для всего земного шара E = Ep+ Ea+ Em= P

ВОДНЫЙ БАЛАНС ЗЕМЛИ Ep – испарение с периферийной части суши Pp – атмосферные осадки на периферийную часть суши Rp- речной сток с периферийной части суши Ea и Pa-испарение и осадки в областях, лишенных стока в океан Em и Pm-испарение и осадки Мирового океана E и P - испарение и осадки на всем земном шаре