7 faktów o wodzie

22 marca obchodzimy ustanowiony przez ONZ

Światowy Dzień Wody

Z tej okazji przypominamy 7 faktów i ciekawostek o wodzie:

1. W granicach jakich temperatur woda rozszerza się przy oziębianiu?

Doświadczenia wykazują, że woda oziębiana od 4 do 0 stopni Celsjusza rozszerza się. Gdy staw zaczyna zamarzać, woda na powierzchni ma temperaturę 0 stopni, a na dnie stawu 4 stopnie. Dlatego…

2. Nawet największy mróz i lód nie zabijają życia w stawie

Zmiana gęstości wody w zależności od temperatury

Na rysunku przedstawiono krzywą (a) zmiany gęstości wody wraz ze zmianą temperatury. Krzywa (b) charakteryzuje proces zamarzania wody, gdzie zmiana gęstości wody nie następuje w sposób ciągły, lecz skokowy.

Ta własność wody oraz wysokie ciepło topnienia lodu sprawiają, że w naszych warunkach klimatycznych przez okres zimy rzeki i zbiorniki nie zamarzają w jednolitą bryłę lodu W naszym klikacie grubość powłoki lodowej nie przekracza 80 cm.

Lód jako lżejszy od wody gromadzi się na powierzchni, a pod nim toczy się życie flory i fauny.

3. Właściwości wody deszczowej

Na powierzchni ziemi nie spotyka się wody chemicznie czystej. Najmniej zanieczyszczona jest woda deszczowa. W jednym litrze wody deszczowej znajduje się około 0,034g stałych zanieczyszczeń. Woda z opadów jest mdła, niesmaczna, nie nadaje się do celów spożywczych.

Nadaje się natomiast doskonale do prania, ponieważ zawiera minimalne ilości soli mineralnych. Nie wymaga zmiękczania. Deszczówka jest też idealna do podlewania roślin doniczkowych i ogrodowych. Można ją zbierać za pomocą specjalnych zbiorników na deszczówkę.

Deszczówka zawiera rozpuszczone w sobie gazy pochodzące w skład powietrza: tlen, azot, dwutlenek węgla oraz nieznaczne  ilości tlenków azotu i amoniak.

4. Woda kształtuje klimat Europy

Woda wpływa na kształtowanie się klimatu na ziemi dzięki swym specyficznym właściwościom. Ma  wysokie ciepło właściwe wynoszące 1 cal/g. Jest złym przewodnikiem ciepła. Pochłania ciepło powoli i powoli je oddaje. Jest więc na kuli ziemskiej wielkim magazynem ciepła. Do zmiany 1 grama wody w parę wodną potrzeba zużyć 539 kalorii ciepła w temperaturze 100 stopni Celsjusza, zaś w temperaturze pokojowej około 600 kalorii.

Powierzchnia mórz i oceanów wciąż paruje, ciepło jest ustawicznie pobierane z wody i otoczenia, co powoduje jego ochładzanie się. Tyle  samo ciepła oddaje do otoczenia 1 gram pary wodnej, kiedy się skrapla w takich warunkach, w jakich woda wyparowała. Przy zamarzaniu woda oddaje ciepło, które wynosi około 80 cal/g. Ale otoczenie musi oddać tę samą ilość ciepła, gdy woda rozmarza.

Temperatura powierzchniowa wód morskich wynosi około 30 stopni Celsjusza w okolicy równika i poniżej zera w morzach polarnych. Różnicę tę wyrównują prądy morskie. Powstają one w skutek opadania zimnych wód polarnych, gdzie przesuwają się i stopniowo ogrzewają – ku równikowi. W okolicy równika w kierunku biegunów kierowane są  wody ciepłe.

Wody mórz wprawiane są w ruch przez przyciąganie Słońca, Księżyca i stale wiejące wiatry. Po obu stronach równika wieją wiatry w kierunku równika. Prądy wodne za ich sprawa także kierują ku równikowi. Jednak ruch obrotowy Ziemi z zachodu na wschód sprawia, że skręcają w prawo na półkuli północnej, a w lewo na południowej. Powstają  na obu półkulach prądy morskie skierowane ku zachodowi.

Powstający na Atlantyku prąd równikowy w zetknięciu z lądem Ameryki Południowej rozszczepia się w dwóch kierunkach. Cześć dopływa do Morza Karaibskiego, skąd odbija na północ i dopływa do Europy jako ciepły Prąd Zatokowy (Golfstrom). Daje dużo ciepła Europie Zachodniej. Klimat europejski jest cieplejszy od amerykańskiego na tej samej szerokości geograficznej.

Część rozgałęzienia Prądu Zatokowego opływa z północy Półwysep Skandynawski, stąd w krajach skandynawskich klimat jest jeszcze stosunkowo łagodny. A rosyjski port Murmańsk, mimo że daleko na północy, nigdy nie zamarza.

5. Dlaczego rury wodociągów pękają zimą?

Z tego samego powodu, dla którego stawy nie zamarzają. Zamarzanie wody zaczyna się od najbardziej płynnej jej powierzchni. Jeżeli ochładzać wodę, to początkowo kurczy się do temperatury 4ºC. Wówczas jest najgęstsza. Potem następuje jej rozszerzanie i ta rozszerzona, mniej gęsta woda zamarza w 0ºC. Zamarza od powierzchni w głąb, gdzie jest nieco cieplejsza woda. Lód ma gęstość 0,92 w porównaniu z najgęstszą wodą (w 4ºC), w której gęstość przyjmujemy jako 1,0. Lód jest lżejszy, dlatego utrzymuje się na powierzchni wody, zabezpieczając dolne warstwy przed zamarzaniem. Umożliwia to utrzymywanie życia w wodzie nawet w ciężkie mrozy.

Dzięki właściwości rozszerzalności, woda zamarzając w szczelinach skład, rozsadza je. To samo dotyczy niestety rur wodociągowych w miastach, które często pękają zimą, gdy woda zamarzając zmniejsza gęstość i „rozsadza” rurę.

6. Dlaczego normalna temperatura ciała ma 36,6 stopni i jaki to ma związek z wodą?

Jedną ze znanych właściwości wody jest jej wysoka pojemność cieplna, charakteryzującą się wielką zdolnością pochłaniania ciepła przy stosunkowo małych zmianach własnej temperatury. Nie w każdym zakresie temperatur pojemność ta jest stała. Minimalna pojemność cieplna wody występuje w temperaturze 36,79 stopni Celsjusza.

Jest to stała temperatura naszego ciała. Organizm ludzki, chcąc pracować najbardziej ekonomicznie, wybrał właśnie tę temperaturę, w której zużywa najmniej energii cieplnej.

Inną właściwością wody jest wysokie ciepło parowania, wynoszące aż 574 Kcal/kg. Woda, przechodząc ze stanu ciekłego w gazowy, pochłania znaczne ilości ciepła. Ta właściwość ułatwia organizmowi pozbywanie się nadmiaru ciepła przez odparowanie małych ilości wody z powierzchni ciała.

Po meczu piłki nożnej zawodnik wskutek pocenia może utracić około dwóch kilogramów.  Prosty rachunek uwidacznia, że po meczu organizm stracił 2×574 Kcal, czyli 1148 Kcal.

7. Polskie lato to pora deszczowa

Najsuchszym obszarem Polski ( poniżej 500 mm rocznych opadów) jest środkowa część kraju, obejmująca tereny pomiędzy Poznaniem, Lesznem, Łodzią, Warszawą i Toruniem. Najmniejsze sumy miesięcznych opadów przypadają w Polsce na miesiące zimowe – styczeń i luty, największe na letnie – czerwiec, lipiec i sierpień.

Statystycznie rzecz ujmując, polskie lato jest właściwie „porą deszczową”. Wedle danych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej  (IMiGW) latem pada więcej niż zimą. Wydaje się, że jest odwrotnie. Jednak latem opady są krótsze i bardziej gwałtowne, a  woda szybko odparowuje, stąd wrażenie „suszy”.  Ogród nie zdąży zaabsorbować potrzebnej mu wody deszczowej.

 

Do pomiarów jakości wody służy czujnik konduktywności PS-3210 Pasco

 

 

 

Opracowano na podstawie:

“Woda”,  Jan Gancarz,, WSiP, Warszawa 1975

“Powietrze i woda rządzą chemią”, Stefan Pawlikowski, PWN, Warszawa 1959; ‘500 zagadek fizyka chemia technika”, Philip Heafford, Wiedza Powszechna, Warszawa 1958

“Chemia i życie”, Bronisław Filipowicz, Wiedza Powszechna, Warszawa 1981 

Udostępnij: