Вода

редактировать
Химическое соединение с помощью H 2O

Вода в трех состояниях: твердое вещество (лед), жидкость и пар (здесь в основном невидимый водяной пар, охлаждающийся и конденсирующийся, образует облака).

Вода является неорганическим, прозрачное, безвкусное, без запаха и почти бесцветное химическое вещество, которое является основным компонентом Гидросфера Земли и жидкость всех известных живых организмов. Он жизненно важен для всех известных форм жизни, даже несмотря на то, что он не содержит калорий или использует питательных веществ. Его химическая формула - H 2 O, что означает, что каждая из его молекул содержит один кислород и два водорода атомы, связанные ковалентными связями.

«Вода» - это название жидкого состояния H 2 O при стандартной температуре окружающей среды и давлении. Он образует осадки в виде дождя и аэрозоли в виде тумана. Облака образуются из взвешенных капель воды и льда, его твердого состояния. При мелком измельчении кристаллический лед может выпадать в осадок в виде снега. Газообразное состояние воды - пар или водяной пар. Вода непрерывно проходит через водный цикл, состоящий из испарения, транспирации (эвапотранспирации ), конденсации, осадки и сток, обычно достигающие моря.

Вода покрывает 71% поверхности Земли , в основном в морях и океанах. Небольшие порции воды встречаются в виде подземных вод (1,7%) в ледниках и ледяных шапках в Антарктиде и Гренландии. (1,7%), в воздухе как пар, облака (образованные из льда и жидкой воды, взвешенной в воздухе) и осадки (0,001%).

Вода играет важную роль в мировой экономике. Примерно 70% пресной воды, используемой людьми, идет на сельское хозяйство. Рыболовство в соленых и пресных водоемах является основным источником питания многих частей мир. Большая часть международной торговли товарами (например, нефтью, природным газом и промышленными продуктами) транспортируется лодками через моря, реки., озера и каналы. Большие количества воды, льда и пара используются для охлаждения и отопления, в промышленности и в домах. Вода является отличным растворителем для самых разных веществ, как минеральных, так и происхождения; как таковой он широко используется в промышленных процессах, а также в кулинарии и стирке. Вода, лед и снег также занимают центральное место во многих спорте и других формах развлечений, таких как плавание, прогулка на лодке, водные гонки, серфинг, спортивная рыбалка, дайвинг, катание на коньках и лыжи.

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 История
  • 3 Химические и физические свойства
    • 3.1 Состояния
      • 3.1.1 Плотность
      • 3.1.2 Фазовые переходы
      • 3.1.3 Тройные и критические точки
      • 3.1.4 Фазы и льда
    • 3.2 Вкус и запах
    • 3.3 Цвет и внешний вид
    • 3.4 Полярная молекула
    • 3.5 Водородная связь
    • 3.6 Самоионизация
    • 3.7 Электропроводность и электролиз
    • 3.8 Механические
    • 3.9 Реакционная способность
  • 4 На Земле
    • 4.1 Круговорот свойства воды
    • 4.2 Хранение пресной воды
    • 4.3 Морская вода и приливы
  • 5 Воздействие на жизнь
    • 5.1 Водная жизнь формы
  • 6 Воздействие на человеческую цивилизацию
    • 6. 1 Здоровье и загрязнение
    • 6.2 Человеческое использование
      • 6.2.1 Сельское хозяйство
      • 6.2.2 Как научный стандарт
      • 6.2.3 Для питья
      • 6.2.4 Мойка
      • 6.2.5 Транспортировка
      • 6.2.6 Химические применения
      • 6.2.7 Теплообмен
      • 6.2.8 Пожарная безопасность
      • 6.2.9 Отдых
      • 6.2.10 Водное хозяйство
      • 6.2.11 Промышленное применение
      • 6.2. 12 Пищевая промышленность
      • 6.2.13 Медицинское использование
  • 7 Распространение в природе
    • 7.1 В вселенная
      • 7.1.1 Водяной пар
      • 7.1.2 Жидкая вода
      • 7.1.3 Водяной лед
      • 7.1.4 Экзотические формы
    • 7.2 Вода и жилая зона
  • 8 Закон, политика и кризис
  • 9 В культуре
    • 9.1 Религия
    • 9.2 Философия
    • 9.3 Пародия на монооксид дигидрогена
  • 10 См. также
  • 11 Ссылки
  • 12 Дополнительная литература
  • 13 Внешние ссылки

Этимология

Слово вода происходит от древнеанглийского wæter, от протогерманского * ватар (источник также из древнесаксонского ватар, Старофризский wetir, голландский вода, древневерхненемецкий wazzar, немецкий Вассер, vatn, готический 𐍅𐌰𐍄𐍉 (wato), из Pro to-индоевропейский * wod-или, суффиксированная форма корня * wed- ("вода"; "мокрый"). Также родственник через индоевропейский корень с греческим ύδωρ (ýdor), русским вода́ (vodá), ирландским uisce, и албанский ujë.

История

Химические и физические свойства

Вода (H. 2O ) - это полярное неорганическое соединение, которое находится в комнатной температуре безвкусная и без запаха жидкость, почти бесцветная с оттенком си он. Этот простейший халькогенид водорода на сегодняшний день является наиболее изученным химическим соединением и описывается как «универсальный растворитель» за его способность растворять многие вещества. Это позволяет ему быть «растворителем жизни»: действительно, вода, встречающаяся в природе, почти всегда включает в себя различные растворенные вещества, требуются специальные стадии для получения химически чистой. Вода - единственное распространенное вещество, которое существует в виде твердого, жидкости и газа в нормальных земных условиях.

Состояния

Три общих состояния материи

Наряду с оксиданом вода является одним из двух официальных названий химического соединения H. 2O; это также жидкая фаза H. 2O. Два других общих состояния вещества воды - это твердая фаза, лед и газовая фаза, водяной пар или <586.>пар. Добавление или отвод тепла может вызвать фазовые переходы : замерзание (вода в лед), таяние (лед в воду), испарение (вода в пар), конденсация (пар в воду), сублимация (лед в пар) и осаждение (пар в лед).

Плотность

Вода отличается от жидкостей тем, что при замерзании она становится менее плотной. При давлении 1 атм максимальная плотность достигает 1000 кг / м (62,43 фунта / куб. Фут) при 3,98 ° C (39,16 ° F). Плотность льда 917 кг / м (57,25 фунта / куб фут), расширение 9%. Морозное выветривание ).

В озере или океане вода при 4 ° C опускается на поверхность, и на поверхности образует лед, плавающий на жидкой воде.

Фазовые системы

При давлении в одну атмосферу (атм), лед тает или вода, предотвращает ее замерзание. замерзает при 0 ° C (32 ° F), а вода закипает или конденсируется при 100 ° C (212 ° F). Однако вода может даже превратиться в пар при его поверхности за счет испарения (известно испарение в жидкости как кипение ). Сублимация и осаждение также проходят на поверхностях. Например, иней осаждается на холодных поверхностях в то время как снежинки образуются путем осаждения на аэрозольной в процессе сублимационной сушки пищевые замораживают ся, а хранятся в низком уровне, поэтому лед на его поверхности сублимируется.

Точки плавления и кипения зависят от давления. Хорошее приближение скорости изменения температуры плавления в зависимости от давления дает соотношение Клаузиуса - Клапейрона :

d T d P = T (v L - v S) L f, {\ displaystyle {\ frac {dT} {dP}} = {\ frac {T \ left (v _ {\ text {L}} - v _ {\ text {S}} \ right)} {L _ {\ text {f}}}},}{\ displaystyle {\ frac {dT} {dP}} = {\ frac {T \ left (v _ {\ text {L}} - v _ {\ text {S}} \ right)} { L _ {\ text {f}}}},}

где v L {\ displaystyle v _ {\ text {L}}}{\ displaystyle v _ {\ text {L}}} и v S {\ displaystyle v _ {\ text {S}}}{\ displaystyle v _ {\ text {S}}} - молярные объемы жидкой и твердой фаз, а L f {\ displaystyle L _ {\ text {f}}}{\ displaystyle L _ {\ текст {f}}} - молярная скрытая теплота плавления. У большего размера давление увеличивается, когда происходит плавление, поэтому температура плавления увеличивается. Однако, поскольку лед менее плотен, чем вода, температура плавления снижается. В ледниках таяние под давлением может происходить под достаточно толстыми объемами льда, что приводит к подледным озерам.

Соотношение Клаузиуса-Клапейрона также имеет к температуре кипения, но с переходом жидкость / газовая паровая фаза имеет гораздо меньшая плотность, чем жидкая фаза, поэтому температура кипения увеличивается с давлением. Вода может оставаться в жидком состоянии при высоких температурах в глубинах океана или под землей. Например, температура превышает 205 ° C (401 ° F) в Old Faithful, гейзере в Йеллоустонском национальном парке. В гидротермальных источников температура может быть 400 ° C (752 ° F).

На уровне моря температура кипения воды составляет 100 ° C (212 ° F). Атмосферное давление снижается с высотой, точка кипения снижается на 1 ° C каждые 274 метра. Готовка на высоте занимает больше времени, чем приготовление на уровне моря. Например, на высоте 1524 метра (5000 футов) необходимо увеличить на четверть, чтобы достичь желаемого результата. (И наоборот, скороварку можно использовать для сокращения времени приготовления за счет повышения температуры кипения.) В вакууме вода будет кипеть при комнатной температуре.

Тройные и критические точки

Упрощенная фазовая диаграмма воды

На фазовой диаграмме давление / температура (см. Рисунок) есть кривые, отделяющие твердое тело от пара, пар от жидкости и жидкость от твердого тела. Они встречаются в одной точке, называемой тройной точкой, где могут сосуществовать все три фазы. Тройная точка находится при температуре 273,16 К (0,01 ° C) и давлении 611,657 паскалей (0,00604 атм); это самое низкое давление, при котором может существовать жидкая вода. До 2019 года тройная точка использовалась для определения температурной шкалы Кельвина.

Кривая фазы воды / пара заканчивается при 647 096 К (373 946 ° C; 705 103 ° F) и 22 064 мегапаскалей (3200,1 фунтов на квадратный дюйм; 217,75 атм). Это известно как критическая точка. При более высоких температурах и давлениих жидкая и паровая система непрерывную фазу, называемую сверхкритической жидкостью. Его свойства можно постепенно сжимать или расширять между плотностями газообразных и жидких, его свойства (которые сильно отличаются от свойств окружающей воды) чувствительны к плотности. Например, при подходящих давлениях и температуре он может свободно смешиваться с неполярными соединениями, включая большинство электрических соединений. Это делает его полезным во множестве приложений, включая высокотемпературную электрохимию и экологически безопасного растворителя катализатора в химических реакциях с участием соединений. В мантии Земли он действует как растворитель во время образования, растворение и отложения минералов.

Фазы льда и воды

Нормальная форма льда на поверхности Земли - Ice Ih, фаза, которая образует кристаллы с гексагональной симметрией. Другой с кубической кристаллической симметрией, Ice Ic, может встречаться в верхних слоях атмосферы. По мере увеличения давления лед образует другие кристаллические структуры. По состоянию на 2019 год 17 подтверждены экспериментально и еще несколько прогнозов теоретически. Находясь между слоями графена, лед образует квадратную решетку.

Детали химической природы жидкой воды изучены недостаточно; Некоторые теории предполагают, что ее необычное поведение с наличием двух жидких состояний.

Вкус и запах

Чистая вода описывается как безвкусная и без запаха, хотя у людей есть специальные сенсоры, которые обычно чувствуют воду во рту, и лягушки, как известно, могут ее чувствовать. Однако вода из обычных источников (включая минеральную воду в бутылках) обычно содержит много растворенных веществ, которые дают ей различный вкус и запах. Люди и другие животные развили чувства, которые позволяют им оценивать пригодность воды, избегая слишком соленой или гнилостной.

Цвета и внешнего вида

Чистая вода заметно синего цвета из-за поглощ света в области прибл. 600 нм - 800 нм. Цвет можно увидеть в стакане с водопроводной водой, поставленном на чистый белый фон при дневном свете. Основные элементы, ответственные за цвет, представьте себя обертоны валентные колебания O-H . Кажущаяся интенсивность цвета увеличивается с глубиной водяного столба в соответствии с законом Бера. Это также относится, например, к бассейну, когда свет является солнечным светом, отраженный от белых плиток бассейна.

В природе цвет может быть изменен с синего на зеленый из-за присутствия взвешенных твердых частиц или водорослей.

В промышленности спектроскопия в ближнем инфракрасном диапазоне используется с водными растворами, поскольку большая интенсивность нижних оттенков воды означает, что стеклянные кюветы с короткой длиной пути могут работать. Для наблюдения основного материала при растяжении воды или водного раствора в области около 3500 см (2,85 мкм) требуется длина пути около 25 мкм. Кроме того, кювета должна быть прозрачной около 3500 см и нерастворимой в воде; фторид кальция является одним из материалов, обычно используемых для изготовления окон кювет с водными растворами.

Рамановские активные фундаментальные колебания могут наблюдаться, например, с ячейкой для образца 1 см.

Водные растения, водоросли и другие фотосинтезирующие организмы могут жить в воде на глубине до сотен метров, потому что солнечный свет может достичь их. Практически никакой солнечный свет не использует части океана на глубине ниже 1000 метров (3300 футов).

показатель преломления жидкой воды (1,333 при 20 ° C (68 ° F)) намного выше, чем у воздуха (1,0), аналогично показателям алканов и этанол, но ниже, чем у глицерина (1.473), бензола (1.501), сероуглерода (1.627), и обычные стекла ( от 1,4 до 1,6). Показатель преломления льда (1,31) ниже, чем у жидкой воды.

Полярная молекула

Тетраэдрическая структура воды

В молекуле воды атома водорода образуют 104,5 ° с атомом кислорода. Атомы установлены близко к двум углам тетраэдра с центром в кислороде. В двух других углах находятся неподеленные пары валентных электронов, которые не участвуют в связывании. В идеальном тетраэдре атомы образовали угол 109,5 °, но отталкивание между неподеленными парами больше, чем отталкивание между атомами водорода. Длина связи O - H составляет около 0,096 нм.

Другие вещества имеютэдрическую молекулярную устойчивость, например, <6>метан (CH. 4) и сероводород (H. 2S). Однако кислород более электроотрицателен (крепче удерживает свои электроны), чем другие элементы, поэтому атом кислорода сохраняет отрицательный заряд, в то время как атомы водорода заряжены положительно. Наряду с изогнутой структурой это придает молекуле электрический дипольный момент и классифицируется как полярная молекула.

Вода является хорошим полярным растворителем, растворяет многие соли и гидрофильные органические молекулы, такие как сахара и простые спирты, такие как этанол. Вода также растворяет многие газы, такие как кислород и углекислый газ - последний дает шипение газированных напитков, игристых вин и пива. Помимо многих веществ в живых организмах, такие как белки, ДНК и полисахариды, растворены в воде. Взаимодействие между водой и субъединицами этих биомакромолекул формирует сворачивание белка, спаривание оснований ДНК и другие явления, важные для жизни (гидрофобный эффект ).

Многие органические вещества (такие как жиры и масла и алканы ) являются гидрофобными, то есть есть нерастворимы в воде. Многие неорганические вещества также нерастворимы, в том числе большинство металлов оксидов, сульфидов и силикатов.

Водородных связей

Модель водородных связей (1) между молекулами воды.

Благодаря своей полярности молекула воды в жидком или твердом состоянии может образовывать до четырех водородных связей с соседними молекулами. Водородные связи примерно в десять раз сильнее силы Ван-дер-Ваальса, которая притягивает молекулы друг к другу в большинстве жидкостей. Это причина того, что точки плавления и кипения воды намного выше чем у других соединений таких, как сероводород. Они также объясняют его исключительно высокую удельную теплоемкость (около 4,2 Дж / г / К), теплоту плавления (около 333 Дж / г), теплота парообразования (2257 Дж / г) и теплопроводность (от 0,561 до 0,679 Вт / м / К). Эти свойства делают воду более эффективной для смягчения Земли , накапливая тепло и передавая его между океанами и атмосферой. Водородные связи воды составляют около 23 кДж / моль (по сравнению с ковалентной связью O-H при 492 кДж / моль). Из этого количества, по оценкам, 90% связано с электростатикой, а остальные 10% являются частично ковалентными.

Эти связи являются причиной высокого поверхностного натяжения воды и капиллярных сил. капиллярное действие относится к тенденции воды двигаться вверх по узкой трубке против силы силы тяжести. На это свойство полагаются все сосудистые растения, например деревья.

Самоионизация

Вода представляет слабый раствор гидроксида гидроксония - существует равновесие 2H. 2O ⇔ H. 3O. + OH., в сочетании с сольватацией образующихся главных гидроксония.

Электропроводность и электролиз

Чистая вода имеет низкую электрическую проводимость, которая увеличивает с растворением небольшое количество ионного материала, такого как поваренная соль.

Жидкая вода может быть разделена на элементы водород и кислород, пропуская через нее электрический ток - процесс, называемый электролиз. Для разложения требуется больше энергии, чем тепло , выделяемое обратным процессом (285,8 кДж / моль, или 15,9 МДж / кг).

Механические свойства

Жидкую воду можно считать несжимаемой для многих целей: ее сжимаемость составляет от 4,4 до 5,1 × 10 Па в обычных условиях. Даже в океанах на глубине 4 км, где давление составляет 400 атм, объем воды уменьшается только на 1,8%.

вязкость воды составляет около 10 Па · с или 0,01 пуаз при 20 ° C (68 ° F), а скорость звука в жидкой воде колеблется от 1400 до 1540 метров в секунду (от 4600 до 5100 футов / с) в зависимости от температуры. Звук распространяется на большие расстояния в воде с небольшим затуханием, особенно на низких частотах (примерно 0,03 дБ / км для 1 k Гц ), свойство, соответствующее китообразные и людей для связи и зондирования окружающей среды (гидролокатор ).

Реакционная способность

Металлические элементы, которые более электроположительны, чем водород, особенно щелочные металлы и щелочноземельные металлы, такие как литий, натрий, кальций, калий и цезий заменяют водород из воды, образуя гидроксиды и выделяют водород. При высоких температурах углерод реагирует с паром с образованием окиси углерода и водорода.

На Земле

Вода покрывает 71% поверхности Земли; океаны содержат 96,5% воды Земли. Антарктический ледяной щит, который содержит 61% всей пресной воды на Земле, виден внизу. мли .

Гидрология - это изучение движения, распределения и качества воды по всей Земле. Исследование распределения воды составляет гидрография. Изучение распределения и движения подземных вод - это гидрогеология, ледников - гляциология, внутренних вод - лимнология и распространение океанов - океанография. Экологические процессы с гидрологией находятся в центре внимания экогидрологии.

Коллективная масса воды, обнаруженная на, под и над поверхностью планеты, называется гидросферой. Приблизительный объем воды на Земле (общий запас воды в мире) составляет 1,386 × 10 кубических километров (3,33 × 10 кубических миль).

Жидкая вода находится в водоемах, например в океан, море, озеро, река, ручей, канал, пруд или лужа. Большая часть воды на Земле - это морская вода. Вода также присутствует в атмосфере в твердом, жидком и парообразном состоянии. Он также существует в виде подземных вод в водоносных горизонтах.

Важная роль во многих геологических процессах. Подземные присутствуют в большинстве горных пород, и давление этих грунтовых водных воздействий на характер разломов. Вода в мантии ответственна за расплав, который дает вулканы в мире субдукции. На поверхности Земли вода играет роль как в химических, так и в физических процессах выветривания. Вода и, в меньшей степени, ответственны за перенос большого количества отложений, который происходит на поверхности земли. Отложения переносимых отложений образуют множество типов осадочных пород, которые составляют геологическую запись в История Земли.

Круговорот воды

Вода цикл

круговорот воды (известный в науке как гидрологический цикл) относится к непрерывному обмену воды внутри гидросферы, между атмосферой, почва вода, поверхностная вода, грунтовая вода и растения.

Вода постоянно движется через каждую из этих областей в круговороте воды, состоящей из следующих процессов переноса:

  • испарение из океанов и других водоемов в воздух и транспирация из наземных растений и животные в воздух.
  • осадки из водяного пара, конденсирующегося из воздуха и падающего на землю или океан.
  • сток с суши обычно наступает моря.

большая часть водяной пар над океанами возвращается в океаны, но ветры переносят водяной пар над сушей с той же скоростью, что и сток в море, примерно 47 Tt в год. Над сушей испарение и транспирация вносит еще 72 тн в год. Осадки, со скоростью 119 тт в год над сушей, имеют несколько форм: чаще всего дождь, снег и град, с некоторыми вкладом от тумана и росы <536.>. Роса - это маленькие капли воды, которые конденсируются, когда водяной пар высокой плотности с прохладной поверхности. Роса обычно образуется утром, когда температура поверхности земли начинает повышаться. Конденсированная вода в воздухе также может преломлять солнечный свет с образованием радуги.

Водный сток часто собирается на водосборах, впадающих в реки. Математическая модель, используемая для моделирования потока реки или ручья и расчета параметров качества воды, - это гидрологическая модель переноса. Часть воды направляется на орошение для сельского хозяйства. Реки и моря предоставляют возможности для путешествий и торговли. За счет эрозии сток формирует среду долины и дельты, которые обеспечивают плодородную почву и ровную поверхность для создания населенных пунктов. Наводнение происходит, когда участок земли, обычно низменный, покрывается водой. Это когда река выходит из берегов или разливается с моря. Засуха - это продолжительный период в месяцы или годы, когда регион отмечает дефицит водоснабжения. Это происходит, когда в регионе выпадает постоянно меньше среднего количества осадков.

Хранение пресной воды

Вода присутствует как в «запасах», так и в «потоках». Вода может храниться в виде озер, водяного пара, грунтовых вод или «водоносных горизонтов», а также льда и снега. Из общего объема пресной воды в мире примерно 69 процентов хранится в ледниках и постоянном снежном покрове; 30 процентов находится в подземных водах; оставшийся 1 процент приходится на озеро, реки, атмосферу и биоту. Время, в течение которого вода в хранилище, сильно различается: некоторые водоносные горизонты состоят из воды, хранящейся в течение тысяч лет, но объемы озера могут колебаться в зависимости от сезона, уменьшаясь в засушливые периоды и увеличиваясь во влажные. Существенная часть водоснабжения для некоторых регионов состоит из воды, хранящейся в запасах, и, когда водозабор превышает пополнение, запасы уменьшаются. Применяемый истощение грунтовых вод до 30 процентов от общего объема воды.

Морская вода и приливы

Морская вода содержит около 3,5% хлорид натрия в среднем, плюс меньшее количество других веществ. По своим физическим свойствам морская вода отличается от пресной воды во многих важных отношениях. Он замерзает при более низкой температуре (около -1,9 ° C (28,6 ° F)), а его плотность увеличивается с понижением температуры до точки замерзания вместо достижения максимальной плотности при температуре выше точки замерзания. Соленость воды в основных морях вариируется от 0,7% в Балтийском море до 4,0% в Красном море. (Мертвое море, известное своим сверхвысоким уровнем солености от 30 до 40%, на самом деле соленое озеро.)

Приливы - это циклический подъем и падение местного уровня моря, вызванное приливными силами Луны и Солнца, действующими на океаны. Приливы вызывают изменения морских и ьевых водоемов и пространственные изображения, известные как приливные течения. Изменяющийся прилив, представляет собой результат изменения положения Луны и Солнца относительно Земли в сочетании с эффектами вращения Земли и местным батиметрией. Полоса побережья, которая затопляется во время прилива и обнажается во время отлива, приливная зона, является важным экологическим продуктом океанских приливов.

Залив Фанди во время прилива и отлива

Влияние на жизнь

Обзор фотосинтеза (зеленый) и дыхание (красный).

С биологической точки зрения вода имеет множество отличительных свойств, которые имеют решающее значение для распространения жизни. Он выполняет эту роль, позволяя органическим соединением реагировать на средства, которые в конечном итоге позволяют репликацию. Все известные формы жизни зависят от воды. Вода жизненно важна как растворитель, в котором растворенные многие вещества в организме, так и важная часть многих метаболических процессов в организме. Метаболизм - это сумма анаболизма и катаболизма. При анаболизме вода удаляется из молекул (с помощью энергии, требующейся ферментативных химических веществ), чтобы вырастить более крупные молекулы (например, крахмалы, триглицериды и белки для хранения топлива и информации). При катаболизме вода используется для разрыва связей с целью образования более мелких молекул (например, глюкозы, жирных кислот и аминокислот, которые используются в качестве топлива для использования энергии или других целей). Без воды эти метаболические процессы не могли бы существовать.

Вода необходима для фотосинтеза и дыхания. Фотосинтезирующие клетки используют энергию для водорода от кислорода. Водород объединяется с CO 2 (абсорбируется из воздуха или воды) с образованием глюкозы и высвобождением кислорода. Все живые клетки используют такое топливо и используют водород и углерод для улавливания солнечной энергии и преобразования воды и CO 2 в процессе (клеточное дыхание).

Вода также играет центральную роль в кислотно-щелочной нейтральности и ферментативной функции. Кислота, донор иона водорода (H, то есть протона), может быть нейтрализована основанием, акцептором протона, таким как ион гидроксида (OH), с образованием воды. Вода нейтральной с pH (отрицательный логарифм считается экологически чистым) 7. Кислоты имеют значения pH менее 7, а основания имеют значения больше 7.

Водные формы жизни

Поверхностные воды Земли наполнены жизнью. Самые ранние формы жизни появились в воде; почти все рыбы живут исключительно в воде, и есть много видов морских млекопитающих, таких как дельфины и киты. Некоторые виды животных, например земноводные, проводят часть своей жизни в воде, а часть - на суше. Такие растения, как водоросли и водоросли растут в воде и используются некоторыми подводными экосистемами. Планктон обычно используется океаном пищевой цепи.

Водные позвоночные должны получать доступ, чтобы выжить, и делают это способами. У рыб жабры вместо легких, хотя у некоторых видов рыб, таких как двоякодышащих, есть и то, и другое. Морским выходящим, таким как дельфины, киты, выдры и тюлени, необходимо периодически вводить на поверхность, чтобы дышать воздухом. Некоторые амфибии способны поглощать кислород через кожу. Беспозвоночные демонстрируют широкий спектр модификаций для использования в воде с низким содержанием кислорода, включая дыхательные трубки (см. насекомые и сифоны моллюсков ) и жабры (Carcinus ). Однако, поскольку жизнь беспозвоночных эволюционировала в водной среде обитает, большинство из них практически не специализируется на дыхании в воде.

Влияние на человеческую цивилизацию

Вода фонтан

Цивилизация исторически процветала вокруг реки и основные водные пути; Месопотамия, так называемая колыбель цивилизации, располагалась между крупными реками Тигр и Евфрат ; Древнее общество египтян полностью зависело от Нила. Рим также был основан на берегу итальянской реки Тибр. Крупные мегаполисы, такие как Роттердам, Лондон, Монреаль, Париж, Нью-Йорк, Буэнос-Айрес, Шанхай, Токио, Чикаго и Гонконг отчасти обязаны своим успехом легкая доступность по воде и, как следствие, расширение торговли. Острова с безопасными морскими портами, такие как Сингапур, процветали по той же причине. В таких местах, как Северная Африка и Ближний Восток, где воды не хватает, доступ к чистой питьевой воде был и остается основным фактором человеческого развития.

Здоровье и загрязнение

Программа по экологическим наукам - студент из Университета штата Айова отбор проб воды

Вода, пригодная для потребления человеком, называется питьевой водой или Питьевая вода. Непитьевая вода может быть сделана пригодной для питья путем фильтрации или дистилляции, либо с помощью ряда других методов. Более 660 миллионов человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде.

Вода, непригодная для питья, но не вредная для человека при плавании или купании, называется разными именами, кроме питьевой или питьевой воды., и иногда ее называют безопасной водой, или «безопасной для купания». Хлор является раздражителем кожи и слизистых оболочек, который используется для того, чтобы сделать воду безопасной для купания или питья. Его использование является высокотехнологичным и обычно контролируется государственными постановлениями (обычно 1 часть на миллион (ppm) для питьевой воды и 1-2 ppm хлора, еще не вступившего в реакцию с примесями, для воды для купания). Вода для купания может поддерживаться в удовлетворительном микробиологическом состоянии с помощью химических дезинфицирующих средств, таких как хлор или озон, или с помощью ультрафиолетового света.

В США непитьевые формы сточных вод, производимые людьми, могут называться серой водой, которая поддается обработке и, таким образом, легко может быть сделана пригодной для питья. опять же, и черная вода, которая обычно содержит сточные воды и другие формы отходов, которые требуют дополнительной обработки, чтобы их можно было использовать повторно. Серые воды составляют 50–80% бытовых сточных вод, производимых домашним санитарным оборудованием (раковины, душевые и кухонные стоки, но не туалеты, которые производят черную воду.) Эти термины могут иметь другое значение в других странах и культурах..

Этого природного ресурса в некоторых местах становится все меньше, и его доступность является серьезной социальной и экономической проблемой. В настоящее время около миллиарда человек во всем мире регулярно пьют нездоровую воду. В 2000 году Организация Layer установила Цели развития тысячелетия, согласно которому к 2015 году доля людей во всем мире, не имеющая доступа к безопасной воде и канализации, должна канализации сократиться вдвое. Прогресс в достижении цели был неравномерным, и в 2015 году взяла на себя обязательства по достижению следующих целей, поставленных Целями устойчивого развития, по обеспечению всеобщего доступа к безопасной и недорогой воде и санитарии к 2030 году. Низкое качество воды и плохая санитария смертельны; около пяти миллионов смертей в год вызваны заболеваниями, связанными с водой. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, безопасная вода может предотвратить 1,4 миллиона детских смертей от диареи каждый год.

Вода не бесконечный ресурс (это означает, что доступность воды ограничена), а, скорее, рециркулируют в виде питьевой воды с осадками.

В странах мира 90% всех сточных вод до сих пор не очищаются в местных реках и ручьях. Около 50 стран, в год ежегодно проживает среднее или высокое население мира, ежегодно добывают больше воды, чем восполняется за счет их естественного водного цикла. Эта нагрузка не только влияет на поверхностные пресноводные водоемы, такие как реки и озера, но также плохоает ресурсы подземных вод.

Человеческое использование

Общее забор воды для сельскохозяйственных, промышленных и муниципальных целей на душу населения, измеряемого в кубических метрах (м³) в год в 2010 году.

Сельское хозяйство

Наиболее важное использование воды в сельском хозяйстве орошение, которое является основным компонентом производства достаточного количества пищи. На орошение уходит до 90% воды, забираемой в некоторых странах, и значительная часть - в более экономически развитых странах (в пределах Штатах 42% пресной воды, забираемой для использования, идет на орошение).

Пятьдесят лет назад распространено мнение, что вода - это бесконечный ресурс. В то время на планете было меньше половины нынешнего количества людей. Люди не были такими богатыми, как сегодня, потребляли меньше калорий и меньше мяса, поэтому для производства требовалось меньше воды. Им требовалась третье количество воды, которую мы сейчас забираем из рек. Сегодня конкуренция за фиксированное количество водных ресурсов намного обострилась, что привело к появлению концепции пика воды. Это связано с тем, что в настоящее время на планете проживает почти восемь миллиардов человек, растет их потребление мяса и овощей, требующих водной жажды, а также растет конкуренция за воду со стороны промышленности, урбанизации и выращивания биотоплива. В будущем году прогнозируется численность населения Земли до 9 миллиардов человек.

В 2007 г. Международная провела оценка управления водными ресурсами в сельском хозяйстве. Институт управления водными ресурсами в Шри-Ланке, чтобы узнать, как обеспечить питание растущего населения. Он оценил доступность воды для сельского хозяйства в глобальном масштабе и нанес на карту районы, страдающие от нехватки воды. Было установлено, что пятая часть населения мира, более 1,2 миллиарда человек, живет в районах физической нехватки воды, где воды не хватает для всех потребностей. Еще 1,6 миллиарда человек живут в районах, испытывающих экономический дефицит воды, где отсутствие инвестиций в воду или недостаточный человеческий потенциал не позволяют властям удовлетворить спрос на воду. В отчете говорится, что в будущем может быть сокращение продуктов питания, но продолжение нынешнего производства продуктов питания и экологических тенденций к кризисам во многих частях мира. Чтобы избежать глобального кризиса, фермерам придется стремиться к повышению эффективности использования воды в продуктах питания, в том числе в промышленности и городе находят способы более эффективного использования воды.

Нехватка воды также вызвана производством хлопок : для производства 1 кг хлопка (эквивалент пары джинсов) требуется 10,9 кубических метров воды. Хотя на хлопок приходится 2,4% мирового водопотребления, вода потребляется в регионах, которые уже находятся под угрозой нехватки воды. Был нанесен значительный ущерб окружающей среде, например, исчезновение Аральского моря.

В качестве научного стандарта

7 апреля 1795 года во Франции было определено равенство «абсолютному весу чистой воды, равному одной сотой куба». метр, и при температуре таяния льда ». Однако для практических целей требовался металлический эталон, в тысячу раз массивнее килограмма. Поэтому была заказана работа по точному определению массы одного литра воды. Несмотря на то, что установленное определение грамма воды указывает на температуру 0 ° C (32 ° F) - температуру с высокой воспроизводимостью - ученые решили пересмотреть стандарт и проводить измерения при температуре самой высокой плотности воды, которая была измерена в то время как 4 ° C (39 ° F).

Температурная шкала Кельвина системы SI была основана на тройной точке воды, что определено как 273,16 K (0,01 ° C; 32,02 ° F), но по состоянию на май 2019 г. основано на постоянной Больцмана. Шкала представляет собой шкалу абсолютной температуры с шкалой тем же, что и шкала температуры Цельсия, которая изначально определена в соответствии с точкой кипения (установленной на 100 ° C (212 ° F)) и точка плавления (установлена ​​на 0 ° C (32 ° F)) воды.

Природная вода в основном изотопов водорода-1 и кислорода-16, но есть также небольшое количество тяжелых изотопов кислорода-18, кислорода-17 и водорода-2 (дейтерий ). Процент более тяжелых изотопов очень мал, но все же влияет на свойства воды. Вода из рек и озер обычно содержит меньше тяжелых изотопов, чем морская вода. Следовательно, указанная вода определена в спецификации Венской стандартной океанской воды.

Для питья

Девушка пьет воду в бутылках Доступность воды: доля населения, использующая улучшенные источники воды, по странам

человеческое тело содержит из 55% до 78% воды, в зависимости от размера тела. Для нормального функционирования организму требуется от одного семи литров (0,22–1,54 галлона США; 0,26–1,85 галлона США) воды в день, чтобы избежать обезвоживания ; точное количество зависит от активности, температуры, окружающей среды и других факторов. Большая часть этого поступает с пищей или напитками, кроме питья чистой воды. Неясно, сколько воды необходимо потреблять здоровым людям, хотя Британская диетическая ассоциация рекомендует, чтобы 2,5 литра воды в день - это минимум для поддержания надлежащей гидратации, включая 1,8 литра (от 6 до 7 стаканов), получаемых непосредственно из напитков. Медицинская литература отдает предпочтение более низкому потреблению, обычно 1 литр воды для среднего мужчины, за исключением дополнительных потребностей из-за потери жидкости из-за упражнений или теплой погоды.

Здоровые почки могут увеличить от 0,8 до 1 литра воды в час, но стресс, такие упражнения, может уменьшить это количество. Люди могут пить гораздо больше воды, чем необходимо во время тренировок, что подвергает их риску водной интоксикации (гипергидратации), которая может быть фатальной. Популярное утверждение, что «человек должен выпивать восемь стаканов воды в день», похоже, не имеет под собой научных оснований. Исследования показали, что дополнительное потребление воды, особенно до 500 миллилитров (18 имп. Жидких унций; 17 жидких унций США) во время еды, снижения веса. Адекватное потребление жидкости предотвращает запоры.

Символ опасности для непитьевой воды

Первоначальная рекомендация по потреблению воды в 1945 году Советом по пищевым продуктам и питанию совета национального исследовательского США читаем: «Обычный стандарт для разных людей - 1 миллилитр на каждую калорию пищу. Большая часть этого количества в готовой пище ». Последний отчет о рекомендуемом рационе питания национального исследовательского совета США рекомендован на основе среднего по данным исследования в США (включая источники питания): 3,7 литра (0,81 имп гал; 0,98 галлона США).) для мужчин и 2,7 литра (0,59 имп гал; 0,71 галлона США) воды для женщин, учитывая, что вода, содержащаяся в пище, обеспечивается примерно на 19% потребления общего воды в исследовании.

В частности, беременные и кормление грудью женщинам необходимо дополнительное количество жидкости, чтобы поддерживать водный баланс. Институт медицины (США) рекомендует, чтобы в среднем мужчины потребляли 3 литра (0,66 имп гал; 0,79 галлона США), а женщины - 2,2 литра (0,48 галлона импа; 0, 58 галлона США); беременным женщинам потребление до 2,4 литров (0,53 галлона имплантата; 0,63 галлона США), при кормлении женщинам следует выпить 3 литра (12 чашек), так как особенно большое количество жидкости теряется во время кормления грудью. Также отмечается, что обычно около 20% воды поступает с пищей, а остальное поступает с питьевой водой и напитками (включая кофеин ). Вода выводится из организма в нескольких формах; через мочу и фекалии, через потоотделение и путем выдоха водяного пара при вдохе. При физических нагрузках и воздействии тепла потеря воды будет увеличиваться.

Людям нужна вода с небольшим количеством примесей. Обычные примеси включают соли и оксиды металлов, включая медь, железо, кальций и свинец, и / или вредные бактерии, такие как Vibrio. Некоторые растворенные вещества приемлемы и даже желательны для улучшения вкуса и необходимых электролитов.

Единственным крупнейшим (по объему) пресной водой, пригодным для питья, озеро Байкал в Сибири..

Промывка

Склонность воды к образованию растворов и эмульсий используется в различных процессах промывки. Мытье также является важным компонентом обслуживания личной жизни гигиены тела. Большая часть личного потребления воды связана с принятием душа, стиркой и мытьем посуды, что в использовании с использованием сотен литров в день на человека.

Транспортировка

Использование для транспортировки воды материалов по рекам и каналам, а также по международным морским путям является частью мировой мировой экономики.

Применение в химической промышленности

Вода широко используется в химических реакциях в качестве растворителя или реагента и реже в растворенного вещества или катализатор. В неорганических реакциях вода является обычным растворителем, растворенными многочисленными ионными соединениями, а также другими полярными соединениями, такими как аммиак и соединения, связанные с водой. Он обычно не используется в реакционном растворителе, потому что он плохо растворяет реагенты и амфотерным (кислотным и основным) и нуклеофильным. Тем не менее эти свойства иногда желательны. Наблюдалось ускорение эффект Дильса-Альдера Также под воздействием воды. Сверхкритическая вода недавно стала предметом исследований. Сверхкритическая вода, насыщенная кислородом, эффективно сжигает органические загрязнители. Водяной пар используется для некоторых процессов в химической промышленности. Примером может служить производство акриловой кислоты из акролеина, пропилена и пропана. Возможное влияние воды на эти физическое физическое взаимодействие, химическое взаимодействие воды с катализатором и химическую реакцию воды с промежуточными реакциями.

Теплообмен

Вода и пар - обычные жидкости, используемые для теплообмена, из-за его доступности и высокой теплоемкости, как для охлаждения и отопление. Прохладная вода может быть естественным образом добыта из озера или моря. Он особенно эффективен для передачи тепла посредством испарения и конденсации воды из-за его большой скрытой теплоты парообразования. Эти металлы обычно используются в таких отраслях, как сталь и медь, быстрее неочищенной водой и паром. Практически на всех тепловых электростанциях вода используется в качестве теплоносителя между котлом, паровой турбиной и конденсатором), теплоноситель используется для отработанного тепла с водным назначением или уносят его испарением в градирне ). В Штатах на охлаждающих электростанциях больше всего используется вода.

В ядерной энергетике вода также может быть в качестве замедлителя нейтронов. В большинстве ядерных реакторов вода является одновременно теплоносителем и замедлителем. Это обеспечивает что-то вроде пассивной меры безопасности, поскольку удаление воды из реактора также замедляет ядерную реакцию. Однако для остановки реакции предпочтительны другие методы, и чтобы активная зона была покрыта водой, чтобы обеспечить соответствующее охлаждение.

Пожарная безопасность

Вода используется для тушения лесных пожаров.

Вода имеет высокую теплоту испарения и относительно инертна, что делает ее хорошей огнегасящая жидкость. Испарение воды уносит тепло от огня. Опасно использовать воду для тушения пожаров, включая масла и органические растворители, потому что многие органические материалы плавают на воде, вода тенденцию распространять горящую жидкость.

Использование воды при очень горячих пожарах в замкнутых пространствах и водородном взрывах. парового взрыва, может произойти использование воды при очень горячих пожарах., когда вода, вступают в реакцию с водой, вступают в реакцию с водой, такие как уголь, древесный уголь или кокс графит, разлагают воду с образованием водяного газа.

Мощность таких взрывов была замечена в Чернобыльской катастрофе, хотя вода поступала не от пожаротушения того времени, а из собственной системы водяного охлаждения реактора. Паровой взрывоопасной превратилась вода, превратилась в паровую зону. Взрыв молекулы произойти в результате реакции пара и горячего циркония.

. Некоторые оксиды металлов, в первую очередь оксиды щелочных металлов и щелочноземельных металлов, образуют при реакции с водой может опасность возгорания. Оксидочно щелочноземельного металла негашеная известь представляет собой вещество массового производства, которое часто перевозится в бумажных мешках. Если они пропитаны водой, они могут воспламениться, поскольку их содержимое вступает в реакцию с водой.

Отдых

Остров Сан-Андрес, Колумбия.

Люди также используют воду для многих рекреационных целей. как для занятий спортом, так и для занятий спортом. Некоторые из них включают плавание, катание на водных лыжах, катание на лодках, серфинг и дайвинг. Кроме некоторых видов спорта, таких как хоккей и фигурное катание, то действует на льду. Берега озер, пляжи и аквапарки - популярные места для отдыха и развлечений. Многие находят звук и внешние водные объекты успокаивающими, а фонтаны и другие водные объекты являются популярными украшениями. Некоторые держат рыб и другие живые существа в аквариумах или прудах для развлечения, развлечения и компании. Люди также используют воду для зимних видов спорта, то есть катания на лыжах, катания на санях, катания на снегоходе или сноуборда, для которых вода должна быть заморожена.

Водное хозяйство

Водное хозяйство услуги питьевой воды и сточных вод (включая очистку сточных вод ) домашних хозяйств и промышленности. Водоснабжение включает колодцы, цистерны для сбора дождевой воды, сети водоснабжения и водоочистные сооружения, резервуары для воды, водонапорные башни, водопроводы, включая старые акведуки. Генераторы атмосферной воды находятся в разработке.

Питьевая вода часто собирается из источников, добывается из искусственных скважин (колодцев) в земле или выкачивается из озер и рек. Таким образом, увеличиваются объемы воды. Другие источники воды, включая сбор дождевой воды. Вода может потребовать очистки для потребителя. Это может быть удаление нерастворенных веществ, растворенных веществ и вредных микробов. Популярными методами являются фильтрация песком, который удаляет только нерастворенный материал, а хлорирование и кипячение убивают вредные микробы. Дистилляция выполняет все три функции. Существуют более продвинутые технологии, такие как обратный осмос. Опреснение обильной морской воды - более дорогое решение, используемое в прибрежных засушливых климатах.

Распределение питьевой воды осуществляется через муниципальные водные системы, автоцистерны или как вода в бутылках. Правители многих стран имеют программы по бесплатному раздачещимся.

Другой вариант - сокращение расходов за счет использования питьевой (питьевой) воды только для потребителя. В некоторых городах, таких как Гонконг, морская широко используется для смыва туалетов по всему городу, чтобы сберечь ресурсы пресной воды.

Загрязнение воды может быть самым крупным единичным использованием воды; в степени, в которой загрязнитель ограничивает другие виды использования воды. Как и другие виды загрязнения, это не входит в стандартный учет рыночных затрат, обзор как внешние эффекты, которые рынок не может учесть. Таким образом, за загрязнение воды платят другие люди, а прибыль частных фирм не перераспределяется среди этого загрязнения местного населения. Фармацевтические препараты, потребляемые людьми, часто возникают пагубное воздействие на водную жизнь, если они биоаккумулируются и если они не биоразлагаемы.

Городские и промышленные сточные воды обычно обрабатываются на очистных сооружениях. Смягчение загрязнения загрязненных поверхностных стоков решается с помощью различных методов профилактики и обработки. (См. Поверхностный сток # Смягчение и очистка.)

Промышленное применение

Многие промышленные процессы, основанные на реакциях с использованием химикатов, растворенных в воде, суспендирования твердых веществ в воде суспензий или использования для растворения и извлечения веществ или для промывки продукты или технологическое оборудование. Такие процессы, как горнодобывающая промышленность, химическая варка целлюлозы, производство бумаги, текстильное производство, крашение, печать и охлаждение электростанций, используют большое количество воды, что специальный источник воды, часто быстрое загрязнение воды.

Вода используется в производстве электроэнергии. Гидроэлектроэнергия - это электроэнергия, полученная от гидроэнергетики. Гидроэнергия поступает из воды, приводящая в действие водяную турбину, подключенную к генератору. Гидроэлектроэнергия - это недорогой, экологически чистый возобновляемый источник энергии. Энергия поступает от движения воды. Обычно плотина строится на реке, создавая за ней искусственное озеро. Вода, вытекающая из озера, проходит через турбины, вращающие генераторы.

Плотина «Три ущелья» - крупнейшая гидроэлектростанция.

Вода под давлением используется в водоструйных очистках и водоструйных резаках. Кроме того, для точной резки используются водяные пистолеты очень высокого давления. Он работает очень хорошо, безопасен и не наносит вреда окружающей среде. Он также используется при охлаждении оборудования для предотвращения перегрева или предотвращения перегрева пильных полотен.

Вода также используется во многих промышленных процессах и машинах, таких как паровая турбина и теплообменник, в качестве дополнения к ее использованию в химическом растворителе.. Сброс неочищенной воды из промышленных предприятий составляет загрязнение. Загрязнение включает сброшенные растворенные вещества (химическое загрязнение) и сброшенную охлаждающую воду (тепловое загрязнение ). Промышленность требует чистой воды для многих применений и использует различные методы очистки как для водоснабжения, так и для водоотведения.

Пищевая промышленность

Воду можно использовать для приготовления таких продуктов, как лапша Стерильная вода для инъекций

Кипячение, приготовление на пару и кипячение - популярные методы приготовления, которые часто требуют погружения пищи в воду или ее газообразное состояние, пар. Вода также используется для мытья посуды. Вода также играет питания роль в области науки о продуктах.

Растворенные вещества, такие как соли и сахара, содержащиеся в воде, важные на физические свойства воды. На точки кипения и замерзания воды растворенные вещества, а также давление воздуха, которое, в свою очередь, зависит от высоты. Вода закипает при более низких температурах и более низком давлении воздуха, возникает на больших высотах. Один моль сахарозы (сахара) на килограмм воды повышает температуру кипения воды на 0,51 ° C (0,918 ° F), а один моль соли на кг повышает температуру кипения на 1,02 ° C (1,836 ° F).).); аналогично, увеличение количества растворенных частиц снижает температуру замерзания воды.

Растворенные вещества в воде также влияют на активность воды, которая влияет на химические и рост микробов в пище. Активность воды можно описать как отношение давления пара воды в растворе к давлению пара чистой воды. Растворы в воде снижают активность воды - это важно знать. Рост микробов влияет не только на безопасность пищевых продуктов, но и на сохранение и срок годности пищевых продуктов.

Жесткость воды также является критическим фактором в пищевой промышленности и может быть изменена с помощью системы химического ионного обмена. Это может резко повлиять на качество продукта, а также сыграть роль в улучшении санитарных условий. Жесткость воды классифицируется на основе карбоната кальция, содержащегося в воде. Вода классифицируется как мягкая, если она содержит менее 100 мг / л (Великобритания) или менее 60 мг / л (США).

Согласно отчету, опубликованной организацией Водный след в 2010 году, один килограмм говядины требуется 15 тысяч литров (3,3 × 10 ^имп гал; 4,0 × 10 ^галлонов США) воды; однако авторы также поясняют, что это среднее значение в мире, косвенные факторы определяют количество воды, используемой при производстве говядины.

Использование в медицинских целях

Вода для инъекций находится в мире основных лекарственных средств Организации здравоохранения.

Распространение в природе

Во Вселенной

Band 5 Приемник ALMA - это прибор, специально для обнаружения воды во Вселенной.

Многое. воды во Вселенной образует как побочный продукт звездообразования. Образование звезд сопровождается сильным ветром из газа и пыли. Когда это истечение материала в конечном итоге ударяет в окружающий газ, создаваемые ударные волны сжимают и нагревают газ. Наблюдаемая вода быстро образует в этом теплом плотном газе.

22 июля 2011 года в отчете описывалось открытие гигантского облака водяного пара, содержащего «в 140 триллионов раз больше воды, чем во всех океанах Земли вместе взятых». квазар, расположенный в 12 миллиардах световых лет от Земли. По словам исследователей, «открытие показывает, что вода преобладала во Вселенной на всем протяжении почти всего ее существования».

Вода была обнаружена в межзвездных облаках в нашей галактике, Млечный Путь. Вода, вероятно, в других галактиках присутствует, потому что ее компоненты, водород и кислород являются одними из самых распространенных элементов во Вселенной. Основываясь на моделях формирования и эволюции Солнечной системы и других звездных систем, большинства других планетных систем, вероятно, имеют аналогичные компоненты.

Водяной пар

Вода присутствует в виде пара в:

Жидкая вода

Жидкая вода присутствует на Земле, покрывая 71% его поверхности. Жидкая вода также иногда присутствует в небольших количествах на Марсе. Ученые, что жидкая вода присутствует в спутнике Сатурна Энцелада в виде 10-километрового океана толщиной примерно в 30-40 километров ниже южной полярной поверхности Энцелада и Титана как подповерхностного слоя. слой, возможно, смешанный с аммиаком. Спутник Юпитера Европа имеет характеристики поверхности, предполагающие подповерхностный океан с жидкой водой. Жидкая вода также может существовать на спутнике Юпитера Ганимеде в виде слоя, зажатого между льдом под высоким давлением и скалой.

Водяной лед

Вода присутствует в виде льда на:

Южнополярная ледяная шапка Марса во время марсианского лета 2000 г.
  • Марс : под реголитом и на полюсах.
  • Система Земля - ​​Луна: в основном как ледяные щиты на Земле а также в лунных кратерах и вулканических породах НАСА сообщило об обнаружении молекул воды с помощью программы Moon Mineralogy Mapper НАСА на борту космического корабля Индийской организации космических исследований Chandrayaan-1 в сентябре 2009 года.
  • Церера
  • Луны Юпитера: Европа поверхности, а также поверхности Ганимеда и Каллисто
  • Сатурна: в кольцевой системе планеты и на поверхности и мантии Титана и Энцелад
  • Плутон - Харон система
  • Кометы и другие связанные пояс Койпера и облако Оорта объекты

И также вероятно присутствует на:

Экзотические формы

Вода и другие летучие, вероятно, составляют большую часть внутренних структур Урана и Нептуна, а также воды в более глубокие слои могут быть в форме ионной воды, в которой молекулы распадаются на суперионной воды, и еще более глубокие в виде суперионной воды, в которой кристаллизуется кристаллический, но ионы водорода плавают внутри кислородной решетки.

Вода и обитаемая зона

Существование жидкой воды и, в меньшей степени, ее газообразной и твердой формально жизненно важно для существования на Земле. жизни на Земле, какой мы ее знаем. Земля расположена в обитаемой зоне Солнечной системы ; если бы оно было немного ближе или дальше от Солнца (около 5%, или около 8 миллионов километров), условия, позволяющие одновременно присутствовать трем формам, были бы гораздо менее вероятными.

Земное притяжение позволяет удерживать атмосферу. Водяной пар и диоксид углерода в атмосфере обеспечивает температурный буфер (парниковый эффект ), который помогает поддерживать относительно стабильную температуру поверхности. Если бы Земля была меньше, более тонкая атмосфера допускала бы экстремальные температуры, тем самым предотвращает накопление воды, за исключением полярных ледяных шапок (как течение на Марсе ).

Температура поверхности Земли была относительно постоянной в геологическое время, несмотря на уровни поступающей солнечной радиации (инсоляция ), что указывает на то, что динамический процесс влияет на температуру Земли через комбинацию парниковых газов и поверхностного или атмосферного альбедо. Это предложение известно как Гайи.

Состояние воды на планете зависит от давления окружающей среды, которое определяется силой тяжести планеты. высокого давления, вызванного гравитацией, как это наблюдалось на экзопланетах Gliese 436 b и GJ 1214 b.

Закон, политика и кризис

Оценка доли людей в развивающихс я имеет имеющий к питьевой воде 1970–2000

Водная политика - это политика, на которую распространяется вода и водные ресурсы. По этой причине используется информация о стратегических ресурсах в мире. Это оказывает воздействие на здоровье и наносит ущерб биоразнообразию.

Доступ к безопасной питьевой воде улучшился за последние десятилетия почти во всех частях мира, но примерно один миллиард человек по-прежнему имеет доступа к безопасной воде, а более 2,5 миллиардов не имеют доступа к надлежащим санитарии. Однако некоторые наблюдатели подсчитали, что к 2025 году более половины мирового населения будет сталкиваться с уязвимостью, исследованием с водой. В отчете, опубликованном в ноябре 2009 года, официальном, что к 2030 году в некоторых регионах мира спрос на воду превысит предложение на 50%.

1,6 миллиарда человек получили доступ к безопасным источникам воды с 1990 года. Увеличилась с 30% в 1970 году до 71% в 1990 году, 79% в 2000 году и 84% в 2004 году.

В отчете ООН за 2006 год говорится, что «воды хватит на всех», но доступ к ней затруднен из-за бесхозяйственности и коррупции. Кроме того, глобальные инициативы по повышению эффективности оказания помощи, такие как Парижская декларация об эффективности помощи, не были приняты донорами водного сектора так же эффективно, как в сфере образования и здравоохранения, что потенциально может привести к множеству доноры, работающие над совпадающими проектами, и правительства стран-получателей, не уполномоченные действовать.

Авторы Комплексной оценки управления водными ресурсами в сельском хозяйстве 2007 г. назвали плохое руководство одной из причин некоторых форм нехватки воды. Руководство водными ресурсами - это набор формальных и неформальных процессов, посредством которых принимаются решения, связанные с управлением водными ресурсами. Хорошее руководство водными ресурсами - это прежде всего знание того, какие процессы работают лучше всего в конкретном физическом и социально-экономическом контексте. Иногда допускаются ошибки, пытаясь применить «чертежи», которые работают в развитом мире, к местам и контекстам развивающихся стран. Река Меконг является одним из примеров; Обзор Международного института управления водными ресурсами политики в шести странах, которые полагаются на воду из реки Меконг, показал, что тщательный и прозрачный анализ затрат и выгод и оценки воздействия на окружающую среду проводились редко. They also discovered that Cambodia's draft water law was much more complex than it needed to be.

The UN World Water Development Report (WWDR, 2003) from the World Water Assessment Program indicates that, in the next 20 years, the quantity of water available to everyone is predicted to decrease by 30%. 40% of the world's inhabitants currently have insufficient fresh water для минимальной гигиены. Более 2,2 миллиона человек умерли в 2000 году от болезней, передающихся через воду (связанных с потреблением загрязненной воды) или засухи. В 2004 году британская благотворительная организация WaterAid сообщила, что каждые 15 секунд умирает ребенок от легко предотвратимых болезней, связанных с водой; часто это означает отсутствие канализации.

Организации, занимающиеся охраной воды, включают Международную водную ассоциацию (IWA), WaterAid, Water 1st и Американская ассоциация водных ресурсов. Международный институт управления водными ресурсами реализует проекты с целью использования эффективного управления водными ресурсами для сокращения бедности. Водные конвенции: Конвенция ООН по борьбе с опустыниванием (КБОООН), Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов, Конвенция ООН по морскому праву и Рамсарской конвенции. Всемирный день воды проходит 22 марта, а Всемирный день океанов - 8 июня.

В культуре

Религия

Люди приходят в Источник Инда Абба Хадера (Инда Силласие, Эфиопия ) для омовения святой водой

В большинстве религий вода считается очистителем. Религии, включающие ритуальное омовение (омовение ), включают христианство, индуизм, ислам, иудаизм, Движение растафари, синто, даосизм и викка. Погружение (или окропление или обливание ) человека в воде является центральным таинством христианства (где оно называется крещением ); это также часть практики других религий, включая ислам (гусль ), иудаизм (миква ) и сикхизм (Амрит Санскар ). Кроме того, во многих религиях, включая ислам и иудаизм, для умерших совершаются ритуальные омовения в чистой воде. В исламе пять ежедневных молитв можно совершать в большинстве случаев после завершения омовения определенных частей тела чистой водой (вуду ), если вода не доступна (см. Тайаммум ). В синтоизме вода используется почти во всех ритуалах для очищения человека или территории (например, в ритуале мисоги ).

В христианстве святая вода - это вода, освященная священником с целью крещения, благословения людей, мест, и предметы, или как средство отражения зла.

В зороастризме вода (ab ) почитается как источник жизни.

Философия

Древнегреческий философ Эмпедокл считал, что вода является одним из четырех классических элементов наряду с огнем, землей и воздухом, и считался илем, или основной субстанцией вселенной. Фалес, которого Аристотель изображал как астронома и инженера, предположил, что Земля, более плотная, чем вода, возникла из воды. Фалес, монист, далее верил, что все вещи сделаны из воды. Платон считал, что форма воды - это икосаэдр, что объясняет, почему она может течь легко по сравнению с землей в форме куба.

В теории четырех телесных юморов вода ассоциировалась с мокротой, так как была холодной и влажной. классический элемент воды был также одним из пяти элементов в традиционной китайской философии, наряду с землей, огнем, дерево и металл.

Вода также считается образцом для подражания в некоторых частях традиционной и популярной азиатской философии. Джеймс Легдж в переводе Дао Де Цзин 1891 года гласит: «Высшее качество подобно воде. Превосходство Суть воды проявляется в том, что она приносит пользу всему. Следовательно (его путь) близок к (пути) Дао "и" Нет ничего в более мягкого и слабого, чем вода, мир занимает, без всяких усилий (наоборот). Гуаньцзы в главе «Шуй», и все же для нападения на твердые и сильные предметы нет ничего, что может иметь приоритет перед ним, потому что нет ничего (эффективного), ради чего он мог бы быть изменен ».

Пародия на монооксид дигидрогена

Технически правильное, ди »水 дополнительно развивает символизм воды, провозглашая, что« человек »это вода» и приписывает природные качества жителей разных регионов Китая характерру местных водных ресурсов. но редко используемое название воды химическое название, «монооксид дигидрогена», использовался в серии мистификац ий и розыгрышей, высмеивающих научную безграмотность. Это началось в 1983 году, когда Статья «День дурака» появилась в газете Дюран, штат Мичиган. Ложная история состояла из опасений по поводу безопасности этого вещества.

См. Также

  • значок Водный портал

Ссылки

Дополнительная литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-20 09:19:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте