Медицинская энциклопедия г. Москвы

Круговорот воды в природе информация для детей и взрослых

Июл 22, 2020

Интересные факты о воде

Вода находится в постоянном движении. В природе она находится в трёх агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Вода постоянно совершает круговорот. Она испаряется с поверхности водоёмов, почвы, растений. Затем накапливается в атмосфере, образуя облака. В виде осадков она возвращается на Землю.

Таким образом, количество воды на Земле не меняется, она меняет свои формы – так происходит круговорот воды в природе.

Что такое круговорот воды в природе

Схема круговорота воды в природе

Схема

Круговорот воды – это природный процесс, который представляет собой беспрерывный обмен влагой между гидросферой, атмосферой и земной поверхностью, состоящий из процессов испарения, передвижения водяного пара в атмосфере, его конденсации в атмосфере и выпадения осадков.

Этот цикл предполагает изменение агрегатного состояния воды: она меняет жидкую или твёрдую форму на газообразную, а затем через какое-то время возвращается к прежнему состоянию. В ходе этого изменения она забирает и перемещает огромное количество различных органических и минеральных соединений, которые и поддерживают жизнь на Земле.

Как известно, самыми объёмными источниками воды являются океаны. В них сосредоточено около 97,5% всех водных запасов планеты. Именно по этой причине большая часть природных жидкостей содержит в составе различные соли. На пресные источники воды приходится 2,5% всего водного запаса Земли. Если принять эти 2,5% за 100%, то:

  • ледники и вечные снежные массы составляют из них 68,9%;
  • подземные и грунтовые воды (сюда также входят почвенная влага болотистых территорий и зон вечной мерзлоты) составляют 30,8%;
  • на реки и озёра приходится лишь 0,3%.

Определение для детей

Агрегатные состояния воды Схема для детей

При температуре 0°C вода превращается в лёд. Это происходит в реке, озере, луже и т. д

Крошечные льдинки образуются и высоко в облаках. Там они увеличиваются, преобразуются в снежинки, затем падают на землю. Так образуется снег. Лёд и снег – это вода в твердом состоянии.

Мы протёрли классную доску мокрой тряпкой. Спустя несколько минут доска стала сухой. Вода с её поверхности испарилась (превратилась в пар – прозрачный, бесцветный газ. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. В природе вода испаряется с поверхности морей, почвы и т. д. В воздухе всегда содержится невидимый водяной пар. Невидимый пар поднимается. Воздух высоко над землёй всегда холодный. Пар охлаждается и образует множество водяных капелек или крошечных льдинок. Из этих капелек образуются облака. Из них вода возвращается в виде дождя и снега. Так происходит круговорот воды в природе.

Для подготовки материала для детей был использован учебник по окружающему миру, часть 1, автор Плешаков А. А.

Как происходит

Круговорот воды в природе является процессом сложным, состоящим из нескольких этапов. Главным движущим фактором для водных масс является солнечный свет. При высокой температуре вода начинает испаряться из водоёмов, преображаясь из жидкой формы в газообразную. Одновременно с этим превращением отфильтровываются и многочисленные соли.

В атмосфере накапливается пресный пар, который поднимается всё выше и выше в слои атмосферы, где сталкивается с холодными воздушными массами. В течение этого процесса формируются облака и тучи. Затем тучи проливаются осадками, которые наполняют океан.

В случае с сушей уместно говорить об образующихся сточных водах. Именно эти источники наполняют поверхностные и подземные водоёмы, а также проходят тернистый путь на пути к океану. На этом пути происходит процесс, который считается обратным опреснению пара. Реки, подземные воды вбирают в себя из грунта минеральные соединения, которые в дальнейшем выносятся в океаны и моря. Там-то как раз вода начинает испаряться вновь, а вот соли остаются, что поддерживает солёность Мирового океана.

Основными составляющими зацикленного круговорота воды являются:

  • осадки (это то, что выпадает на поверхность земли из атмосферных облачных скоплений);
  • сточные воды (это те потоки, которые перемещают воду по суше);
  • испарение;
  • инфильтрация (процесс просачивания водных потоков в грунт, который сопровождается фильтрацией);
  • подземные воды (сток, проходящие под землёй в аэрационной зоне);
  • сублимация (вода из твёрдой становится газообразной);
  • отложение (превращение парообразной воды в твёрдые отложения);
  • адвекция (таким термином называют горизонтальное передвижение молекул в любом агрегатном состоянии в слоях атмосферы);
  • конденсация (скопление пара в слоях атмосферы, формирование облаков);
  • испарение (нагрев поверхности океана солнцем, испарение парообразных масс, переход парообразных масс с поверхности земли в атмосферу);
  • отложение (превращение парообразной воды в твёрдые отложения);
  • просачивание (переход влаги в грунт под воздействием гравитации).

В список выше не был включён пункт с испарением влаги с растительных поверхностей, поскольку в данном случае он объединён с обычным испарением, которое относится к нагреву поверхностей водных объектов.

Временные показатели водного обновления для разных объектов:

  • различные живые организмы (в том числе простейшие) – около 7 дней;
  • в слоях атмосферы – 10-11 дней;
  • в речных потоках – 14 дней;
  • в слоях грунта – 30-365 дней;
  • в зонах, покрытых болотами – 365-3652 дня;
  • в озёрах и других пресноводных водоёмах – около 3652 дней;
  • в солёных водоёмах (моря, океаны) – 1 460 000 дней;
  • в пещерах и других подземных источниках – 3 650 000 дней;
  • ледники и другие зоны вечного льда – несколько тысяч лет.

Разновидности цикла

У цикла существует несколько подвидов, каждый из которых обладает определёнными характерными признаками:

  1. Большой цикл. Это то, чему обучают в школе. Сначала вода испаряется, затем концентрируется в виде пара. Далее массы пара устремляются в слои атмосферы, откуда они ветром перегоняются к суше. На поверхность грунта влага выпадает в виде осадков. После этого потоки, накопившиеся в реках и грунтовых слоях, перемещается обратно в океанический бассейн.
  2. Малый круговорот. Клубы пара, поднимающиеся над океаном, выпадают в виде осадков всё над тем же океаном, а не над сушей.
  3. Внутриконтинентальный цикл. Все этапы цикла происходят над сушей. Влага, испаряющаяся с земли, проливается осадками всё на ту же почву.
  4. Геологический цикл. Это термин, обозначающий взаимный обмен водными массами между различными океанами, сушей и литосферой. Обычно такой процесс возникает в зонах тектонических трещин, располагающихся на стыке плит литосферы.
  5. Глобальный круговорот. Это незамкнутый цикл, во время которого через тектонические трещины идёт приток влаги в гидросферу. За год в течение такого процесса накапливается около 0,25 км3. При этом часть тех молекул пара, что скопилась в атмосфере, устремляется в космос, превращаясь в кислород и водород.

Значение круговорота воды в природе

Это один из важнейших циклов на Земле. Именно он связывает все оболочки планеты воедино, позволяя им гармонично функционировать. Без перемещения и распределения воды по всей планете невозможно было бы существование той Земли, которую мы знаем.

Данный цикл – это то, что позволяет жизни оставаться на Земле в течение всех этих долгих тысячелетий. И речь не только о людях и животных, но и о растениях, бактериях, простейших и т.д. Вода, проходя через все указанные этапы алгоритма, несёт за собой ещё и различные органические и минеральные соединения, которые служат для существ пищей, для почвы источником питания и плодородия, для водоёмов – источником солей и т.д.

Обязательно стоит сказать, что и тем климатическим разделением, которое мы имеем на сегодняшний день, мы также обязаны круговороту воды, ведь весь тот замкнутый цикл позволяет поддерживать оптимальные температурные показатели и показатели влажности в разных районах планеты, которые, в свою очередь, позволяют сохранять разнообразие видов.

Значение круговорота воды в природе:

  • объединение всех сфер планеты (фактически – это то связующее звено, которое делает планету планетой, единой и способной поддерживать жизнь);
  • разделение объектов гидросферы на солёные и пресные (и, соответственно, поддержание жизненного разнообразия на поверхности планеты);
  • перенос на большие расстояния большого объёма веществ;
  • очищение бассейна Мирового океана;
  • стабилизация и поддержание оптимальных климатических условий в разных зонах планеты;
  • обеспечение живительной влагой всех территорий Земли;
  • поддержание баланса в различных климатических зонах (опять же это соотносится с разнообразием видов в соответствующих районах Земли);
  • питание влагой, минералами и органикой грунтовых масс, что позволяет поддерживать жизнедеятельность растительных видов по всей планете.

Заключение

Цикл перемещения водных масс в природе (он же всем известный круговорот воды) – это процесс сложный. Он предполагает непрерывный процесс циркуляции водных масс в изменённом агрегатном состоянии, поддерживающий жизнь на планете Земля.

Почему уровень Мирового океана продолжает расти

Фото: Marco Secchi / Getty Images

Повышение уровня Мирового океана — серьезное последствие изменения климата. Под угрозой исчезновения Гаити, Мальдивы и другие островные государства. В каком положении сейчас находится мир и как страны решают проблему?

Аудиоверсия материала:

Теперь материалы РБК Трендов можно не только читать, но и слушать. Ищите и подписывайтесь на подкаст «Звучит как тренд» в Apple Podcasts, «Яндекс.Музыке», Castbox или на другой платформе, где вы слушаете подкасты.

Что случилось

В последние несколько десятилетий океан стал нагреваться почти на 40% быстрее, чем это было еще в середине прошлого века, а уровень воды растет ускоренными темпами.

К настоящему времени средний уровень Мирового океана повысился с 1900 года примерно на 21 см, при этом за последние 25 лет рост составил сразу 7,5 см. Каждый год уровень воды повышается на 3,2 мм. Кажется, что это мизерные значения, однако скорость, с которой сегодня меняется уровень моря, в 2,5 раза выше, чем была всего лишь десять лет назад.

Читайте также:  Простой и эффективный уход за кожей лучшие маски для лица

С 1993 года в некоторых океанических бассейнах уровень воды уже поднялся на 15-20 см. Региональные различия объясняются изменчивостью силы ветров и течений, которые влияют на то, сколько и где более глубокие слои океана хранят тепло.

Как происходит повышение уровня воды

Динамика повышения среднего уровня Мирового океана по годам. Синяя линяя— измерения с помощью прибора мареограф, оранжевая линия — измерения со спутников

Динамика повышения среднего уровня Мирового океана по годам. Синяя линяя — измерения с помощью прибора мареограф, оранжевая линия — измерения со спутников (Фото: U.S. Global Change Research Program (USGCRP))

Основной причиной довольного резкого роста уровня воды стало повышение глобальной температуры, вызванное человеческой деятельностью. Согласно подсчетам ученых из Национального управления океанических и атмосферных явлений США (NOAA), даже при низких выбросах парниковых газов к 2100 году уровень моря с большой вероятностью поднимется как минимум на 30 см от значения 2000 года.

Если мировое сообщество никак не повлияет на объемы выбросов, то через 80 лет можно ожидать повышения уровня Мирового океана на 2,5 метра. Например, 80% территории Мальдивских островов находится на отметке в один метр над уровнем моря, то есть государство может вовсе уйти под воду.

Возможные сценарии повышения уровня моря в зависимости от выбросов парниковых газов (синий цвет — низкий уровень эмиссии, красный — экстремальный)

Возможные сценарии повышения уровня моря в зависимости от выбросов парниковых газов (синий цвет — низкий уровень эмиссии, красный — экстремальный) (Фото: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA))

Что влияет на рост уровня Мирового океана

Есть два основных фактора, которые оказывают влияние на повышение уровня воды — таяние ледников и нагрев морей и океанов.

Повышение температуры воды — большая проблема для всего мира на сегодняшний день. Когда вода становится теплее, она расширяется, то есть занимает больше пространства. Сейчас температура океанов на Земле самая высокая за все время наблюдения за ними. Мировой океан поглощает около 90% всего тепла, замедляя нагрев атмосферы.

Динамика средней глобальной температуры Мирового океана

Беспокойство ученых вызывает и таяние ледников. За последние несколько десятилетий их потери увеличились в пять раз. Скорость таяния Гренландского ледникового щита выросла в семь раз с 1992 года, а Антарктиды — в шесть раз по сравнению с 1980-ми годами. Вклад таяния ледников (с небольшим учетом переноса подземных вод) в повышение уровня моря почти в два раза выше теплового расширения воды.

Фото:Felipe Dana / AP

Таяние морского льда уменьшает площадь белой поверхности и, соответственно, увеличивает площадь темной поверхности океана, которая хорошо поглощает солнечное излучение. Подсчитано, что заснеженный морской лед поглощает около 20% падающего на него солнечного излучения, тогда как свободная ото льда поверхность океана поглощает более 90%.

Таким образом происходит замкнутый круг: чем теплее становится океан, тем больше тают ледники, что ведет к еще большему поглощению тепла океаном. Минимальная протяженность морского льда в Арктике уменьшилась с 1979 года на 44%. При таких темпах, предупреждают авторы некоторых прогнозов, к середине этого столетия Арктика будет практически свободна ото льда в летние месяцы.

Чем грозит рост уровня моря

Главная проблема повышения уровня Мирового океана — затопление прибрежных районов. Последствия изменения климата и роста уровня воды первыми почувствуют на себе малые островные государства и территории в Тихом и Индийском океанах, например, Кирибати, Маршалловы острова или Гавайи. Они могут вовсе исчезнуть с лица Земли. Дополнительный нагрев моря затрудняет размножение рыбы, что негативно повлияет на морской промысел, который является одним из главных источников дохода для жителей этих регионов.

Фото:Joerg Koch / Getty Images

Чуть более теплый океан вызывает больше сильных ураганов, тайфунов и штормов, что разрушительно сказывается на прибрежных городах. Восемь из десяти крупнейших мегаполисов мира, где проживают сотни миллионов человек, располагаются недалеко от побережья. Исследования показывают, что в период с 1963 по 2012 годы почти половина всех смертей от ураганов в Атлантике случилась из-за штормовых нагонов, вызванных потеплением океана.

Рост уровня воды угрожает инфраструктуре городов, промышленности, грозит загрязнением питьевых источников и т.п. От соленой морской воды пострадают не только источники пресной воды, но и сельское хозяйство в целом, что вызовет массовый голод. Можно ожидать глобальную миграцию и климатических беженцев.

Фото:Shutterstock

К 2100 году повышение уровня моря на один метр при нулевом росте населения затронет 410 млн. человек по всем миру. По прогнозам Всемирного банка, к 2050 году ущерб мировой экономике только от наводнений составит до $52 млрд в год. Эта цифра может вырасти до $1 трлн в год, если к наводнениям прибавить ущерб от непосредственного повышения уровня океана.

Более теплая вода в океанах повышает их кислотность и снижает уровень кислорода, что негативно сказывается на биоразнообразии и экосистемах в целом. Если глобальная температура увеличится на 2 °C в сравнении с доиндустриальной эпохой, то коралловые рифы исчезнут почти полностью.

Как остановить повышение?

Наиболее действенным способом остановить повышение уровня океана может стать сокращение выбросов парниковых газов, что приведет к снижению темпов роста глобальной температуры. Однако это процесс длительный, а действовать надо сейчас.

Некоторые страны, которым грозит затопление больших территорий, вырабатывают адаптационную стратегию, которая поможет справиться с долгосрочными рисками повышения уровня моря. Например, предпринимаются попытки построить защитные сооружения.

Последствия урагана «Катрина», 6 сентября 2005 года

В индонезийской Джакарте и китайском Шанхае возвели огромные морские дамбы, которые защищают города от повышения уровня моря и сильных наводнений. В голландском Роттердаме построены барьеры, дренажные системы и «водные квадраты», где скапливается лишняя вода во время сильных ливней. Тропические страны высаживают мангровые заросли и другую растительность, которая удерживает воду. Островное государство Фиджи переселяет жителей на более высокие участки своей территории.

В России же относительно немного городов, расположенных на пологой береговой линии. Однако от глобального повышения уровня моря могут пострадать Санкт-Петербург, Сочи, Ростов-на-Дону и другие города. Если уровень воды поднимется более чем на один метр, то Северной столице придется принимать дополнительные инженерные решения. В 2011 году в Финском заливе уже открыли дамбу, которая защищает город от регулярных наводнений.

Что такое вода: агрегатные состояния, роль на Земле

Интересные факты о воде

Вода — самая удивительная и загадочная из всех жидкостей, существующих на Земле.

Учёные на протяжении многих столетий продолжают проводить исследования, находя новые интересные факты. Каждый человек знает, что без воды жизнь невозможна.

Вода участвует в формировании климата, для многих живых организмов является средой обитания. Её важность сложно недооценить. Не случайно, нашу планету называют голубой, именно вода покрывает 71 % поверхности земного шара.

В статье мы собрали самую важную и интересную информацию про воду: гипотезы её появления на нашей планете, особенности строения молекулы, агрегатные состояния, уникальные и необычные свойства.

Что такое вода, химические названия

Вода — это бинарное неорганическое соединение, химическая формула H2O.

При нормальных условиях представляет собой прозрачную, бесцветную жидкость, которая не имеет вкуса и запаха, текуча (принимает форму сосуда).

Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, которые соединены между собой ковалентной связью. Никакие другие элементы таблицы Менделеева при соединении не образуют жидкости. Рассмотрим строение молекулы H2O на изображении.

Что такое вода: агрегатные состояния, роль на Земле

Вода имеет несколько химических названий:

  • оксид водорода;
  • гидроксид водорода;
  • монооксид дигидрогена;
  • дигидромонооксид;
  • гидроксильная кислота.

Агрегатные состояния

Из всех веществ, существующих на Земле, только вода может иметь три принципиально разных агрегатных состояния: жидкое, газообразное и твердое. Благодаря трём агрегатным состояниям происходит круговорот воды в природе и жизнь на Земле. Рассмотрим подробнее каждое агрегатное состояние.

  1. Жидкое (вода). В нормальных условиях вода является жидкостью. Образует мировой океан, реки, ручьи и т.д.
  2. Газообразное (водяной пар) — это бесцветный газ, не имеет вкуса и запаха. Испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и поступает в воздух или образуется путём кипения жидкой воды или сублимации из льда. Сублимация — переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное, минуя стадию плавления (перехода в жидкое состояние).
  3. Твердое (лёд). При температуре от нуля и ниже вода превращается в лёд. В холодное время года он сковывает реки и лужи, выпадает в виде осадков: снежинок, града, инея, образует ледяные облака. Встречается в виде ледников и айсбергов.

Строение в различных агрегатных состояниях

Жидкая вода, лёд и водяной пар имеют один и тот же состав, но разные состояния.

Рассмотрим строение молекулы на изображении.

Что такое вода: агрегатные состояния, роль на Земле

Многочисленные исследования ученых подтверждают, что по структуре вода и лед близки друг к другу. Структура льда – это решетчатый каркас. Структура воды зависит от содержания разных веществ, которые в ней растворяются, а также от нерастворимых соединений и некоторых других факторов.

В воде возникают структуры, которые стали называть «кластерами» — группа атомов или молекул, которые представляют собой единую структуру, но внутри имеют свои индивидуальные особенности.

При температуре близкой к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы, практически так, как в кристаллах. При температуре близкой к точке кипения они располагаются более свободно.

Свойства

Вода — уникальный природный компонент, который обладает рядом свойств. Рассмотрим основные:

  • не имеет цвета, запаха и вкуса;
  • распространенный растворитель;
  • обладает высоким поверхностным натяжением, уступая в этом только ртути;
  • имеет большую теплоту испарения (используется для терморегуляции);
  • чистая вода — хороший изолятор;
  • обладает большой теплоёмкостью (увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры);
  • плотность в разных диапазонах температур меняется неодинаково.
Читайте также:  Питание при анемии и какие продукты полезно употреблять

Существуют необычные свойства. Например, в твердом виде вода легче, чем в жидком. Лёд не тонет в воде. В твёрдом состоянии частички воды располагаются по порядку, между ними остается много свободного пространства. Когда лёд тает, активность частичек повышается, свободное пространство заполняется. Жидкая форма становится более тяжелой, нежели твердая.

Такая уникальная способность даёт возможность любому водоёму не замерзать по всей глубине. Даже при самом сильном морозе температура воды у дна не опускается ниже +4 ᵒС. Все живые существа (рыбы и другие) могут спокойно пережить самую суровую зиму подо льдом.

Когда лёд тает, плотность увеличивается, и становится максимальной при температуре +4 ᵒС. В диапазоне от +4 ᵒС до +40 ᵒС плотность снижается, потом снова увеличивается. При понижении температуры ниже +4 ᵒС плотность уменьшается, т.е. при замерзании вода расширяется.

Горячая вода замерзает быстрее, чем холодная. Это связано с большей скоростью испарения и излучения тепла.

Теплоемкость и некоторые другие физические свойства воды тоже зависят от температуры неодинаково. Другие виды жидкостей не имеют таких особенностей – чтобы какой-то один параметр менялся по-разному на разных порогах температуры.

Круговорот воды в природе

Вода образует водную оболочку нашей планеты – гидросферу.

Её делят на Мировой океан, континентальные поверхностные воды и ледники, а также подземные водоёмы. Переходы H2O из одних частей гидросферы в другие составляют сложный круговорот воды на Земле

Круговорот воды в природе — это непрерывное движение воды в гидросфере Земли. В процессе этого обмена водная масса меняет агрегатное состояние: из жидкой или твердой превращается в газообразную и обратно.

Рассмотрим на примере.

  • С поверхности океанов, морей, рек и суши вода в виде пара поднимается вверх.
  • Высоко над землей он охлаждается и образует множество водяных капелек и льдинок. Из них образуются облака.
  • В виде осадков вода возвращается на Землю.

Происхождение воды на планете

Возникновение воды на нашей планете является предметом научных споров. Существует 2 основные гипотезы:

  1. Космическое происхождение. Часть учёных считают, что вода появилась вследствие падающих метеоритов, астероидов, которые содержали воду.
  2. Земное происхождение. Другие учёные считают, что вода образовалась на Земле во время формирования, а не занесена с космоса.

Наука о воде

Изучением природных вод, явлений и процессов занимается наука Гидрология.

Первые упоминания о гидрологии появились на заре истории человечества около 6000 лет назад.

Начало гидрологических наблюдений в России относится к XV–XVI вв.: в записях русских летописцев сохранились сведения о свойствах воды, наводнениях, паводках, замерзании.

Значение на Земле

Без воздуха человек может прожить несколько секунд, без еды – несколько месяцев, без воды – максимум несколько суток. Снижение содержания воды в организме всего лишь на 2% может вызвать сильную слабость. При нехватке 8% уже может возникнуть серьезное недомогание, а при 12% – смерть.

Каждая клетка живого организма состоит из жидкости и нуждается в регулярном пополнении. Без воды не проживут ни люди, ни растения, ни животные.

Вода формирует климат, участвует в круговороте воды в природе, для многих живых организмов является средой обитания.

Применение

Все люди на планете прекрасно знают, что жизнь без воды невозможна. Любое начало жизни изначально зарождается в воде.

Человек применяет воду:

  • для поддержании жизни (приготовления пищи, обеспечения организма водой);
  • для бытовых нужд (гигиены, уборки и т. д);
  • в сельском хозяйстве и животноводстве;
  • промышленности (используется при производстве продуктов питания, чугуна, стали, резины и т. д);
  • медицине;
  • химии (в качестве реагента для химических реакций, опытов, исследований);
  • рыболовстве;
  • для транспортировки людей и грузов;
  • для спорта;
  • в земледелии;
  • для пожаротушения;
  • служит источником энергии (электростанции).

Сколько жидкости в теле человека

Что такое вода: агрегатные состояния, роль на Земле

Эмбрион человека состоит из жидкости не менее, чем на 97%. Когда ребенок рождается, вода составляет около 80% его тела. В первые несколько суток после рождения этот показатель существенно снижается.

В дальнейшем содержание воды в организме человека постоянно уменьшается. В пожилом возрасте в теле человека доля воды не превышает 50-60%.

Как определить, сколько воды в теле человека?

Массу тела необходимо разделить на 3 и умножить на 2.

Стоит отметить, что расчет считается приблизительным (может отличаться на 5-10%) Так как количество воды зависит от возраста, пола, физической активности, состояния здоровья.

Основные функции

Вода необходима каждому живому существу. Каждый живой организм состоит из клеток. Ключевую роль выполняет вода. Она составляет около 70 процентов от её массы. Рассмотрим кратко основные функции.

  • Растворитель. Большинство химических реакций протекают только в водной среде.
  • Транспортная функция. Переносит питательные вещества из одной части в другую.
  • Функция регенерации. С помощью воды удаляются ненужные продукты жизнедеятельности.
  • Регулирует терморегуляцию. Защищает организм от перегрева и обеспечивает равномерное распределение тепла по организму.
  • Все обменные процессы в организме регулируются водой.

Польза чистой питьевой воды

Врачи, диетологи и другие специалисты часто совершают ошибку, когда слишком много внимания уделяют разным продуктам питания и забывают про воду. Любые вещества, даже самые питательные и полезные, могут оказаться совершенно неэффективными, если нет растворителя, способного доставить их в нужные части тела. На Земле есть только один простой, надежный и распространенный растворитель – вода.

Вода участвует абсолютно во всех обменных процессах. И чтобы они протекали нормально, необходимо пить достаточное количество чистой воды. Именно воды, не чая, не напитков. Содержание разных примесей, консервантов и прочих веществ существенно меняют структуру, нормальное молекулярное состояние воды.

Изначально природой заложено употреблять чистую воду. Когда в организм вносится некая смесь, то пищеварительной системе приходится прикладывать много усилий, растрачивать много энергии, чтобы отделить все лишнее и получить воду. Кроме этого, высокое содержание сахара неизбежно провоцирует нарушение нормального обмена веществ.

Питьевая вода должна быть чистая, свежая, качественная, «живая». Т.е. это должна быть натуральная природная вода, которая при попадании в организм легко проникает во все клетки, служит эффективным растворителем. Она быстро доставляет все питательные вещества к тканям и органам.

Сколько нужно пить воды в день

Рекомендуется употреблять чистую воду без примесей 30-40 мл на 1 кг веса.

Средние показатели:

для женщины: 1,5 – 2 литра ежедневно;

для мужчины: 2,5 – 5 литров ежедневно.

Количество рекомендуемой нормы зависит от физической активности, климата и веса.

Процентное содержание в органах

Вода в теле человека находится в разных субстанциях и никогда не смешивается в единое целое.

Жидкости больше в тех клетках, в которых обмен веществ протекает более интенсивно. Рассмотрим таблицу № 1.

Таблица № 1. Процент содержания в органах человека

Органы Процент содержания
Мозг 90
Лёгкие 86
Печень 86
Кровь 83
Яйцеклетки 90
Кости 72
Кожа 72
Сердце 75
Желудок 75
Селезёнка 77
Почки 83
Мышцы 75

Признаки обезвоживания

Если содержание воды резко меняется в одну или другую сторону, то это сразу сказывается на общем состоянии здоровья. Чрезмерное количество воды организм переносит намного легче, чем ее нехватку. Рассмотрим основные симптомы проявления нехватки воды в организме человека.

  1. Жажда – первый сигнал нехватки жидкости в организме.
  2. У человека возникают твердые каловые массы и запоры.
  3. Появляется усталость и слабость.
  4. Возникают головные боли и головокружения.
  5. Кожа становится сухой.
  6. Состояние может сопровождаться сильным упадком настроения (вплоть до тяжелой депрессии).

При длительном сохранении такого состояния могут возникнуть проблемы:

  • с артериальным давлением;
  • нарушением пищеварения;
  • заболеваниями органов ЖКТ;
  • может появиться диабет, ожирение (или наоборот – истощение, дистрофия);
  • появляются зрительные и слуховые галлюцинации (при потери воды 10%);
  • сильное обезвоживание может привести к смерти.

Проходя гидрологический цикл, вода может дополняться химическими элементами: ионами, растворенными газами, микроэлементами и т.д.

Воду квалифицируют по следующим признакам:

  • по наличию и составу изотопов в молекуле;
  • по степени растворения частиц солей и других примесей;
  • по источнику;
  • по взаимодействию с другими элементами и компонентами;
  • по воздействию человека;
  • по индивидуальным параметрам.

Рассмотрим некоторые виды на рисунке.

Что такое вода: агрегатные состояния, роль на Земле

Запасы пресной воды

Несмотря на то, что Земля более, чем на 70% покрыта водой, лишь 1% является пресной (её солёность не превышает 0,5 ‰).
Более 2/3 запасов пресной воды на Земле хранится в ледниках. Крупнейшим водоёмом пресной воды считается озеро Байкал в России.

Показатели качества

В воде, которая течет из кранов современных городских квартир, могут содержаться вредные примеси. Такую воду стали называть словом «техногенная». В ней содержатся металлы, песок, глина, хлор и много чего еще.

Современные нормы очистки водопроводной питьевой воды предполагают использование хлорсодержащих реагентов, которые избавляют воду от инфекций. В дополнение рекомендуется использовать дополнительные методы очистки. Например, фильтры.

Большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой ёмкости и соответствует всем установленным требованиям.

25 интересных фактов

Ученые постоянно исследуют оксид водорода, находя интересные факты.

  1. Лёд не тонет в воде. Дело в том, что плотность льда меньше чем, воды в жидком состоянии. Поэтому морские обитатели продолжают жизнедеятельность. Другие вещества увеличивают плотность при замерзании.
  2. Большинство загрязнений вымораживаются при образовании льда.
  3. Более 2/3 запасов пресной воды на Земле хранится в ледниках.
  4. Вёдра для воды изготавливают в форме конуса для того, чтобы их не разорвало при случайном замерзании воды.
  5. Теплоёмкость и некоторые другие физические свойства воды зависят от температуры не одинаково.
  6. Жидкая вода регулирует температуру Земли, водяной пар — влажность воздуха.
  7. Снег способен отражать лучи света на 75%, а вода только на 5%, поэтому снежные ночи такие светлые.
  8. В Антарктиде есть озеро с водой, в 11 раз солёнее морской. В нем настолько соленая вода, что не замерзает даже при — 50 С.
  9. Горячая вода имеет способность замерзать быстрее, чем холодная. Этот факт легко проверить самостоятельно.
  10. Лёд встречается на полюсах Луны, а также на полюсах Марса и Меркурия.
  11. В Антарктике находится самый холодный лёд, а вот самым теплым льдом считается Альпийский, так как его температура составляет 0 градусов по Цельсию.
  12. Температура кипения воды не всегда составляет 100 градусов по Цельсию. Показатель зависит от атмосферного давления. Например, на Эльбрусе — самой высокой вершине Европы (5642 м), — вода закипит при 80,8 °С.
  13. Примерно на каждые 100 метров вглубь к центру Земли температура кипения увеличивается на 3°C.
  14. Озеро Байкал — самое большое пресное озеро в мире.
  15. Для производства 1 тонны стали требуется 300 тонн воды.
  16. Учёные считают, что мировой океан изучен только на 2-7%.
  17. На 1 кг тела коровы приходится 600 грамм жидкости.
  18. В теле рыбы 70-80 процентов.
  19. В медузе больше 95 процентов.
  20. Растения на 50-90 процентов состоят из жидкости.
  21. Вода участвует в фотосинтезе растений.
  22. Бегемот употребляет около 250 литров воды в сутки.
  23. Древесное растение Эвкалипт в сутки поглощает из почвы и испаряет 320 л влаги.
  24. Верблюд способен выпить больше 100 литров воды менее, чем за 15 минут.
  25. Скалистая белка может жить без воды до 100 дней.
Читайте также:  Паросмия как коронавирус влияет на обоняние и что с этим делать

Заключение

Вода – удивительное вещество, обладающее химическими и физическими свойствами. Она формирует климат на планете, для многих живых организмов является средой обитания, необходима для фотосинтеза растений и жизнедеятельности всех живых организмов.

Состояния воды в природе: условия перехода, необычные факты

Вода и капля

Известные человечеству состояния воды не ограничиваются тремя базовыми вариантами, о которых большинство слышало в школе. Как создать горячий лед или сухую воду? Возможно ли наблюдать воду сразу жидкой, твердой и газообразной? Как на эти и многие другие вопросы отвечает наука?

Три состояния воды в природе

Воду как прозрачную жидкость, у которой отсутствует запах и вкус, знают все. Но только ли такой она бывает? Прежде чем ответить на вопрос о том, каковы возможные агрегатные состояния воды, выясним, что такое агрегатное состояние.

В физике под этим понятием подразумевают состояние вещества, обусловленное определенной температурой и давлением. Науке известно:

  • газообразное;
  • твердое;
  • жидкое состояние вещества.

При этом одно и то же вещество может менять свое состояние в зависимости от условий окружающей среды.

Хорошо известны три агрегатных состояния воды:

  1. Твердое состояние воды (лед). В этом состоянии частички воды имеют друг с другом сильную взаимосвязь. Кубик льда хорошо сохраняет форму, он довольно прочный и твердый на ощупь.
  2. Жидкое состояние. В нем частицы теряют строгую упорядоченность. Связи между ними разрушаются, а жидкость принимает форму того сосуда, в который она помещена. Однако молекулы все еще располагаются достаточно близко друг к другу.
  3. Газообразное состояние воды (пар). В этом состоянии частички максимально беспорядочно двигаются, а расстояния между ними становятся очень большими.

Состояние воды прямо связано с температурой. Эта жидкость обладает уникальным свойством: свое жидкое состояние она сохраняет в широком диапазоне от 0 до 100 °С. В верхней точке начинается закипание с постепенным переходом в газообразную фазу. При снижении температуры ниже 0 °С происходит образование льда.

При этом в природе можно часто увидеть, как вода и лед соседствуют друг с другом, а в этом время над ними витает невидимый глазу водяной пар. Благодаря таким удивительным способностям воды происходит ее постоянный круговорот в природе.

Вода

Жидкое состояние воды: Freepick

Если рассматривать все три состояния воды, то жидкое остается одним из наиболее важных. Жидкая вода служит универсальным растворителем для множества других веществ, является основным компонентом организма человека и средой для протекания всех химических процессов.

Более того, именно у жидкой воды ученым удалось обнаружить дополнительные состояния — «обычная» и «аномальная» вода. Последняя образуется при температуре –63 °С и может находиться в одном из двух состояний:

  • иметь низкую плотность при низком давлении;
  • иметь высокую плотность при высоком давлении.

Две эти жидкости заметно различаются по свойствам, а их плотность отличается на 20%, поэтому они не могут смешиваться между собой. Как ученым удалось уловить эти состояния, ведь хорошо известно, что происходит с водой при замерзании: она переходит в твердую фазу — в лед?

Авторам исследования понадобились специальные приборы. С помощью инфракрасного лазера лед нагревали, при этом образовывалась жидкая вода с высокой плотностью, а давление сохраняли повышенным.

За этим процессом вели наблюдение рентгеновским лазером. Было замечено образование пузырьков «аномальной» воды. Появлялись они на крайне маленький промежуток времени: были видны до 3-х микросекунд.

Эти исследования доказали, что ученым еще далеко не все известно о воде, хотя мы и сталкиваемся с ней ежедневно и ежечасно. Ее свойства продолжают изучать и открывать новые грани.

Состояния воды: необычные факты

Лед

Твердое состояние воды (лед): Freepick

Ученым оказалось недостаточно трех агрегатных состояний воды, поэтому они изобрели целый ряд необычных вариантов и продолжают работать в этом направлении.

Лед VII (горячий лед)

Для обычного холодного льда используется обозначение «лед Ih». Когда при нормальном давлении снижается температура и вода замерзает, то атомы кислорода в ее молекулах образуют шестигранники.

Если же давление будет возрастать, то можно получить лед VII, атомы которого располагаются в виде куба. Он очень противоречив:

  1. Этот лед горячий, так как формируется в необычных условиях.
  2. На Земле он мог бы образоваться глубоко под мантией, в области высокого давления.
  3. Но там и температура очень высока, из-за чего вода сразу же испаряется.

Ученым удалось создать такой лед в лаборатории. Кроме того, он был обнаружен в алмазах, которые нашли в недрах нашей планеты.

Сухая вода

Ее получают путем смешивания обычной воды и двуокиси кремния. Несмотря на то что жидкости в ней 25%, она является сухим веществом. Сахарообразные крупинки внутри содержат воду, а сверху покрыты оксидом кремния.

Сухую воду создали в 1968 для нужд косметологии. Затем о ней забыли, а сейчас рассматривают варианты использования для поглощения углекислого газа, чтобы хранить и транспортировать химикаты.

Сверхзвуковой лед

Этот лед также называют льдом XVIII. Он образуется при очень сильном повышении давления и температурных показателей — до тысяч градусов и миллионов атмосфер. В горячем плотном и черном на виде веществе узнать лед очень трудно.

Получить его экспериментально удалось совсем недавно с применением мощных лазеров, которые создавали ударные волны, мгновенно повышая температуру и давление. При этом происходило разделение атомов водорода и кислорода с параллельным образованием твердых кристаллов.

Сверхкритическая вода

Вода может стать такой из газообразного состояния. Это очень странный пар, который нельзя назвать газом. Образование такой воды происходит при 373 °С и давлении 220 бар. Снова жидкой она уже стать не может. Такая вода способна проходить сквозь твердые вещества, как газы, и быть растворителем подобно жидкости.

Аморфный лед

Этот лед получается при мгновенном охлаждении воды, когда молекулы не кристаллизуются, как следует. Получается своеобразное стекло — очень медленно движущаяся жидкость.

На нашей планете аморфный лед встречается редко, а вот на просторах Вселенной вода часто существует в этом состоянии.

Тройная точка воды

В этой точке вещество одновременно существует как твердое, жидкое и газообразное. Такое специфическое равновесие достигается путем сочетания показаний давления и температуры. Для воды они составляют 0,01 °С и 0,0060366 атмосфер.

Эта точка применяется, когда определяется температура по Кельвину, калибруются термометры и определяются тройные точки для других жидкостей. Из тройной точки воду можно перевести в любое из ее возможных агрегатных состояний.

Горящий лед

Это не чистая вода, а сочетание воды и метана, которое способно гореть, словно бумага. Такой лед образуется в результате естественных процессов в океанских глубинах, в зонах вечной мерзлоты, может засорить нефтепровод или газопровод.

При его формировании вначале замораживается метан, который постепенно покрывает настоящий лед. Ученые рассматривают его как чистый и экологичный источник топлива.

Таковы обычные и нестандартные состояния воды. Природа отменно поработала, чтобы создать такое чудо, но и ученые не остались в стороне. Они до сих пор работают над получением воды в уникальных состояниях.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Вы пропустили