Embedded Files
Вода играет очень важную роль в формировании климата и существовании биоразнообразия. Рассмотрим, в чем именно она заключается.
Физические свойства воды.
Одно из её главных свойств — большая удельная теплоёмкость.
Удельная теплоемкость вещества — это физическая величина, характеризующая вещество и численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать веществу массой 1 кг, чтобы нагреть его на 1 °С.
По своему абсолютному значению удельная теплоемкость воды очень велика. Из приведенной ниже таблицы мы видим, что она существенно превышает теплоемкость почв нашей планеты.
Глинистая почва
Из-за такой разности удельных теплоемкостей почва, по сравнению с водами мирового океана, значительно быстрее нагревается и, соответственно, быстрее остывает.
Благодаря более инертному мировому океану колебания суточных и сезонных температур Земли не так велики, как были бы в случае отсутствия океанов и морей.
Т. е. в холодное время года вода греет Землю, а в теплое охлаждает. Естественно, что это влияние наиболее ощутимо в прибрежных районах, но в глобальном усредненном измерении влияет на всю планету.
Очевидно, что на колебания суточных и сезонных температур влияет множество факторов, но вода является одним из важнейших.
Помимо этого, у воды есть ещё одно особенное физическое свойство — при охлаждении воды ее объем уменьшается, но это уменьшение продолжается, пока температура не понизится до 4°С. То есть именно при такой температуре она достигает наибольшей плотности, однако после этой отметки, при понижении температуры, вода начинает расширяться до тех пор, пока её температура не достигнет 0°С.
Когда температура станет ниже, как мы все прекрасно знаем, она начнёт превращаться в лёд, такой процесс называется кристаллизация, но при этом вода при кристаллизации, в отличие от других жидкостей, уменьшает свою плотность: плотность льда 900 кг/м3, а воды 1000 кг/м3.
Поэтому лёд плавает на поверхности воды.
Но как всё это влияет на биоразнообразие? Плотная вода скапливается на дне водоёмов, а лёд образуется на поверхности, что предохраняет водоёмы от полного их промерзания до дна зимой и тем самым обеспечивает жизнедеятельность живых организмов в водной среде.
Благодаря этому там могут перезимовать организмы — это ведёт к сохранению и увеличению биоразнообразия.
Чем ещё особенна вода?
С виду молекула воды самая обычная. Но если присмотреться, то она вас очень удивит.
Дело в том, что вода не признает закономерностей таблицы Менделеева.
Благодаря своим удивительным свойствам, она находится в жидком состоянии, в то время как аналогичные водородные соединения других элементов являются газами и кипят при температурах около -100о.
В чём же её секрет?
Молекулярная формула воды — H₂O. Она представляет собой две единицы одновалентных ионов водорода и один двухвалентный ион кислорода
Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45°.
Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула воды обладает большим дипольным моментом (p = 1,84 Д, уступает только синильной кислоте и диметилсульфоксиду).
Каждая молекула воды образует до четырёх водородных связей — две из них образует атом кислорода и две — атомы водорода. Количество водородных связей и их разветвлённая структура определяют высокую температуру кипения воды и её удельную теплоту парообразования. Если бы не эти связи, то вода кипела бы при −80 °C, а замерзала при −100 °C.
Вода является хорошим растворителем веществ с молекулами, обладающими электрическим дипольным моментом.
При растворении молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода.
Поскольку молекула воды мала по размерам, каждую молекулу растворяемого вещества могут окружить много молекул воды.
Растения и животные могут получать питательные вещества только растворённые в воде. А благодаря высокому поверхностному натяжению, вода может проникать в тончайшие капилляры и межклеточные пространства, принося клеткам организма питание и выводя из них продукты жизнедеятельности.
Также это свойство воды позволяет поднимать питательные вещества по сосудам растений от корней до самой кроны на большую высоту.
Вода участвует во всех важнейших процессах, поддерживающих жизнедеятельность живых организмов.
Например, фотосинтез:
CO2 + H2O = C6H12O6 + O2
Реакция протекает при участии энергии света.
Гидролиз белков, жиров и углеводов
В процессе жизнедеятельности белки, жиры и углеводы подвергаются гидролизу с образованием низкомолекулярных соединений: аминокислот, жирных кислот, глицерина, глюкозы и др.
Живое человеческое тело содержит от 50 % до 75 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти.
Удивительные свойства воды доказывают, что без неё существование жизни было бы невозможно!
Page updated
Google Sites
Report abuse