Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
36
RozdziałI
Gęstośćwody
Dipolowabudowaumożliwiapowstawaniepomiędzyposzczególnymicząsteczka-
miwodywiązańwodorowych,słabychwiązańchemicznychpowstającychwwyniku
przyciąganiategosamegoprotonuprzezelektronyróżnychatomów,cojestprzyczyną
nietypowychwłaściwościwody.Wynikazniejmiędzyinnymispecyficznazależność
gęstościwodyodtemperatury.Utworzonedziękiwiązaniomwodorowymskupiska–
asocjacje,wktórychodległośćpomiędzyposzczególnymicząsteczkamijestwiększa
niżpomiędzycząstkaminiezwiązanymi,obniżajągęstośćwody.Asocjacjesątwora-
midynamicznymiozmniejszającejsięwrazzewzrostemtemperaturycieczyilości
cząsteczekwskupiskachodponad60w00Cdookoło10w1000C;powodujeto
zwiększaniesięgęstościwody.Jednocześnie,wrazzewzrostemtemperatury,zwiększa
sięrozszerzalnośćcieplnawody,powodujączmniejszeniejejgęstości(cojestcechą
charakterystycznądlakażdejsubstancji).Zrównoważenieskutkówrozpaduasocjacji
przezwzrostrozszerzalnościnastępujewokoło40C,dlategoprzywzrościetempera-
turyod00Cdo3,980Cnastępujewzrostgęstościwodydonajwyższejwartości,ana-
stępnieprzydalszympodwyższaniutemperaturyobserwujesięjejponownyspadek.
Większośćznanychsubstancjiprzechodzączestanuciekłegowstałyzmniejsza
swąobjętość,dziękiczemuochłodzonacięższasubstancjaopadapowodująckrzep-
nięcieoddolnychwarstw.Dlawodyprawidłowośćtaniejestzachowana.Wstanie
stałymponiżej00Ctworzyonakryształyloduostosunkowodużychodległościach
pomiędzycząsteczkamiwtrójwymiarowejsieci,powodującskokowezmniejszenie
gęstości.Dziękitemulódpływa,okrywając(izolując)głębsze,cięższe,cieplejsze
warstwy,umożliwiającprzeżycieorganizmówwtoniwodnej.Wzrostobjętościwody
przyzamarzaniujestsiłązmieniającąśrodowiskom.in.wodawnikającwszczeliny
skałpozamarznięciurozsadzaje.
Ciepłowłaściwe
Dziękibardzowysokiemu4,1868∙10J/kg
3
K–bliskodwukrotniewyższemuniżdla
innychznanychsubstancji,ciepłuwłaściwemu(tj.ilościenergiipotrzebnejdoogrzania
o10K1kgsubstancji)masywodystanowiątermoregulatorplanety.Nagrzewająsię
powoliprzywysokichtemperaturachpowietrzawpływającnajegoochłodzenie,aprzy
spadkutemperaturypowietrzaogrzewajągooddającpowolizmagazynowaneciepło.
Charakterystycznącechąwiększościsubstancjijestwzrostciepławłaściwegowraz
zewzrostemtemperatury.Dlawodyitawłaściwośćnieprzebiegazgodniezogólną
zasadą.Wstanieciekłymnajwyższąwartośćosiągaw00Cnastępniemalejeosiągając
wartościnajniższewtemperaturachwzakresieodokoło300Cdo400Ciponownie
rośnie.Wartozwrócićuwagę,żeprzynajniższejwartościciepławłaściwegowokoło
370C(temperaturaciałaludzkiego)wodaznajdujesięwnajkorzystniejszymenerge-
tyczniestaniedoprzeprowadzaniareakcjibiochemicznych[Siniukow,1994].
Dodatkowocharakterystycznejestdlawodywysokieciepłotopnieniaiparowania.
Przytopnieniukażdygramlodupochłaniaw00C79,70kalorii,costanowiwartość
dużowyższąniżdlawiększościznanychsubstancji(zbliżonewartościmająnp.żelazo
iglin),aodparowaniewodypochłania7-krotniewięcejenergiiniżtopnienie.Wiosną,
