¿Por qué el agua es preciosa?
Propiedades del agua
El agua es un líquido transparente, incoloro e inodoro a temperatura y presión normales. En la naturaleza, el agua pura es escasa. El agua suele ser una solución de ácidos, bases, sales y otras sustancias, y todavía se la llama convencionalmente agua. El agua pura se puede obtener mediante varias destilaciones utilizando platino o recipientes estacionales. Por supuesto, se trata de agua pura en un sentido relativo y no puede estar absolutamente libre de impurezas. El agua es una sustancia que puede cambiar entre estado líquido, gaseoso y sólido. El agua sólida se llama hielo; el agua gaseosa se llama vapor de agua. Cuando la temperatura del vapor de agua es superior a 374,2 °C, el agua gaseosa no se puede convertir en agua líquida mediante presión.
A 20°C, cuando la densidad de la nieve es 0,1103 kg/m3, la conductividad térmica del agua es 0,006 J/scmK, la conductividad térmica del hielo es 0,023 J/scmK y la conductividad térmica del la nieve es 0.00029 J /scmK. La densidad máxima del agua es 1103 kg/m3 a 3,98 ℃. Cuando la temperatura es superior a 3,98°C, la densidad del agua disminuye al aumentar la temperatura. A 0 ~ 3,98°C, el agua no obedece las leyes de expansión y contracción térmica, pero su densidad aumenta a medida que aumenta la temperatura. A 0°C, la densidad del agua es 0,99987103 kg/m3 y la densidad del hielo es 0,9167103 kg/m3. Entonces el hielo puede flotar sobre el agua.
El agua es muy estable térmicamente. Cuando el vapor de agua se calienta por encima de 2000 K, sólo una pequeña cantidad de agua se disociará en hidrógeno y oxígeno, pero cuando se energiza el agua, se disociará en hidrógeno y agua con oxígeno. Tiene una gran cohesión y tensión superficial. A excepción del mercurio, el agua tiene la mayor tensión superficial y puede producir fenómenos evidentes de capilaridad y adsorción. El agua pura tiene una conductividad débil, pero el agua corriente contiene una pequeña cantidad de electrolitos y es conductora.
El agua en sí también es un buen disolvente y la mayoría de los compuestos inorgánicos son solubles en agua.
A -213,16 ℃, las moléculas de agua mostrarán hidrofobicidad. [1]
La fuente del agua
La Tierra es el único planeta cubierto por agua líquida entre los nueve planetas del sistema solar. Respecto al origen del agua en la Tierra, existen grandes diferencias en los círculos académicos, y actualmente existen decenas de teorías diferentes sobre la formación del agua. Algunas personas creen que en los primeros días de la formación de la Tierra, el hidrógeno de la atmósfera original se oxidó en agua y el vapor de agua se condensó gradualmente para formar océanos. Otra opinión es que inicialmente existía agua en el material de la nebulosa que formó la Tierra; Otra opinión es que materiales como los silicatos de la corteza original fueron precipitados por reflexión volcánica. También existe la opinión de que los cometas y meteoritos atraídos por la Tierra son la principal fuente de agua en la Tierra, e incluso ahora el agua en la Tierra está aumentando.
El papel del agua y las masas de agua
El impacto en el clima
El agua puede regular el clima. El vapor de agua en la atmósfera puede bloquear el 60% de la radiación terrestre y protegerla del enfriamiento. Los océanos y las masas de agua terrestres pueden absorber y acumular calor en verano para que la temperatura no sea demasiado alta; pueden liberar calor lentamente en invierno para que la temperatura no sea demasiado baja;
El agua de los océanos y de la superficie de la Tierra se evapora hacia el cielo para formar nubes. El agua de las nubes se convierte en lluvia a través de la precipitación y se convierte en nieve en invierno. El agua que cae a la superficie se filtra hacia el suelo para formar agua subterránea; el agua subterránea emerge del suelo para formar manantiales que desembocan en el mar a través de arroyos y ríos. Formar un ciclo del agua.
Las actividades de precipitación como la lluvia y la nieve tienen un impacto importante en la formación del clima. En el clima templado monzónico, el monzón trae abundante humedad, formando evidentes estaciones secas y húmedas.
Además, en la naturaleza, debido a las diferentes condiciones climáticas, el agua aparecerá en forma de granizo, niebla, rocío y heladas, afectando al clima y a las actividades humanas.
Impacto sobre la geografía
El 0% de la superficie terrestre está cubierta por agua. Vista desde el aire, la Tierra es un planeta azul. El agua erosiona suelos rocosos, erosiona y deposita ríos, transporta sedimentos, forma llanuras y cambia la morfología de la superficie terrestre.
El agua superficial de la Tierra constituye la hidrosfera, que incluye océanos, ríos, lagos, pantanos, glaciares, nieve, aguas subterráneas y agua atmosférica. Debido a que el agua inyectada en el océano contiene una cierta cantidad de sal y se acumula y se evapora con el paso de los años, el agua del mar y del océano es salada y no se puede beber directamente. El agua de algunos lagos también es salada. La masa de agua más grande del mundo es el Océano Pacífico. Los Grandes Lagos de América del Norte son los sistemas de agua dulce más grandes. El Mar Caspio es el lago de agua salada más grande de Eurasia.
El volumen de agua en la Tierra es de aproximadamente 136 millones de kilómetros cúbicos, de los cuales
los océanos representan 1.320.000.000 de kilómetros cúbicos (o el 97,2%).
Los glaciares y capas de hielo representan 25 millones de kilómetros cúbicos (o el 1,8%).
Las aguas subterráneas representan 13 millones de kilómetros cúbicos (o el 0,9%).
El agua dulce de lagos, mares interiores y ríos representa 250.000 kilómetros cúbicos (o el 0,02%).
La cantidad de vapor de agua en la atmósfera en un momento dado es de 13.000 kilómetros cúbicos (o 0,05438+0%).
Impacto en la vida
La vida en la Tierra apareció por primera vez en el agua.
El agua es un componente esencial de todos los seres vivos. El cuerpo humano es 70% agua; las medusas son 98% agua. Hay una gran cantidad de plantas acuáticas y otros organismos acuáticos que viven en el agua.
El agua facilita las reacciones químicas en el organismo y también desempeña un papel en el transporte de sustancias dentro de los cuerpos vivos. El agua juega un papel importante en el mantenimiento de la estabilidad de la temperatura corporal biológica.
Tipos de agua
Las diferentes disciplinas tienen diferentes nombres para el agua:
Según la diferente calidad del agua, se puede dividir en:
Agua blanda: El agua con una dureza inferior a 8 grados es agua blanda.
Agua dura: El agua con una dureza superior a 8 grados es agua dura. El agua dura afectará la eficacia de los detergentes y calentarla con agua dura generará más incrustaciones.
En función del contenido en cloruro sódico, el agua potable se puede dividir en:
Agua dulce.
Agua salada
Además:
Agua biológica: Agua en diferentes estados que existe en diversos sistemas vivos.
Agua natural:
Agua del suelo: Agua almacenada en el suelo.
Aguas subterráneas: Agua almacenada bajo tierra.
Agua ultrapura: agua de muy alta pureza, utilizada mayoritariamente en la industria de circuitos integrados.
Agua cristalina: también conocida como agua de hidratación. En una sustancia cristalina, una cierta cantidad de moléculas de agua están unidas a iones o moléculas mediante enlaces químicos.
La fórmula química del agua pesada es D2O. Cada molécula de agua pesada está compuesta por dos átomos de deuterio y un átomo de oxígeno. El agua pesada representa menos del 20.000% del agua natural y el agua pesada obtenida por electrólisis es más cara que el oro. El agua pesada se puede utilizar como moderador y portador de calor en reactores atómicos.
La fórmula molecular química del agua superpesada es T2O. Cada molécula de agua pesada está compuesta por dos átomos de tritio y un átomo de oxígeno. El agua superpesada es extremadamente rara en las aguas naturales y representa menos de una parte por mil millones. El coste de producción del agua superpesada es decenas de miles de veces mayor que el del agua más pesada.
La fórmula química del agua deuterada es HDO. Cada molécula contiene un átomo de hidrógeno, un átomo de deuterio y un átomo de oxígeno. No muy útil.
Reacciones químicas relacionadas con el agua
Ionización del agua y valor de pH de la solución
El agua es un electrolito muy débil y puede ionizarse débilmente: ¿H2O+H2O? H3O++OH- H3O+ generalmente se abrevia como H+
El producto iónico del agua kw =[h+][oh-]
A 25 grados, Kw=110-14.
pH=-log10([H+])
pH & lt7. La solución es ácida, pH=7, la solución es neutra, pH >7. .
Los óxidos ácidos u óxidos alcalinos solubles en agua pueden reaccionar con el agua para generar los correspondientes ácidos o bases que contienen oxígeno. Las reacciones de neutralización entre ácidos y bases producen sal y agua. Bajo la influencia de la corriente eléctrica, el agua se puede descomponer en hidrógeno y oxígeno. Los metales alcalinos se quemarán cuando se expongan al agua.
Bajo la acción de un catalizador, las sustancias inorgánicas y orgánicas pueden hidrolizarse con agua.
Hidrólisis de sustancias orgánicas: Ciertos átomos o grupos de las moléculas orgánicas son hidrolizados por átomos de hidrógeno o hidroxilo; sustitución de grupos de moléculas de agua (-OH), como la hidrólisis del acetato de metilo;
Hidrólisis de sustancias inorgánicas: normalmente la hidrólisis de sales, como el acetato de sodio, una sal ácida débil, se combina con H+ en agua para formar un ácido débil, haciendo que la solución sea alcalina;
Además, el agua misma se puede utilizar como catalizador.
El problema y las contramedidas de la escasez de recursos de agua dulce
Las reservas totales de agua en la Tierra son de aproximadamente 1,36x1018m3, pero a excepción de los recursos de agua salada como los océanos, el agua dulce solo representa por el 2,5%. El agua dulce existe principalmente en forma de glaciares y aguas subterráneas profundas. El agua dulce de ríos y lagos sólo representa el 0,3% del agua dulce total del mundo.
La Organización Meteorológica Mundial señaló a principios de 1996 que la escasez de agua es el principal problema al que se enfrentan las ciudades de todo el mundo. Se estima que para 2050, el 46% de la población urbana del mundo carecerá de agua. Para las zonas que carecen de recursos hídricos, el agua ha ido más allá de los recursos biológicos y se ha convertido en un recurso estratégico. Como los recursos hídricos son escasos, las guerras por el agua son cada vez más probables.
Para llamar la atención del mundo sobre la escasez de recursos de agua dulce, la 47ª Asamblea General de las Naciones Unidas designó el 22 de marzo de cada año como Día Mundial del Agua.
Hidroponía
Consulte la cultura del agua.
Las gotas de agua se utilizan en ciencia, filosofía, religión, literatura, arte, deportes, mitología, etc.
Utilización del agua
El agua es un recurso importante para la vida humana, especialmente el riego agrícola, que requiere una gran cantidad de agua. La mayoría de los orígenes de la civilización humana se encuentran en las grandes cuencas fluviales. Las primeras ciudades generalmente se construyeron cerca del agua para resolver los problemas de riego, agua potable y alcantarillado. En la vida cotidiana del ser humano, el agua desempeña un papel indispensable para beber, limpiar y lavar.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la gente construye proyectos de conservación del agua para combatir desastres naturales como inundaciones y anegamientos. Por ello se han formado algunos campos de investigación especializados relacionados con el agua, como la hidráulica, la hidrología, el tratamiento del agua, etc. , e incluso se ha producido acuicultura industrial basada en agua.
Esta materia prima barata se utiliza mucho en la producción industrial y en la producción química. Sin embargo, el vertido arbitrario de aguas residuales sin tratar puede provocar la contaminación del agua. Para solucionar este problema, el tratamiento de las aguas residuales se vuelve muy necesario. (Ver Contaminación del agua y tratamiento de aguas residuales.)
El agua en la cosmovisión antigua
En los primeros días de la civilización, la gente comenzó a explorar la composición o clasificación de varias cosas en el mundo. y el agua jugó un papel importante en ello.
La teoría de los cuatro elementos propuesta por el antiguo Occidente incluye el agua; las cuatro principales escuelas budistas también incluyen el agua; en la antigua teoría china de los cinco elementos, el agua representa todos los líquidos y cosas con atributos fluidos, húmedos y femeninos.
Adoración al agua
En la infancia humana, el agua tiene la capacidad de nutrir y destruir, y su temperamento impredecible genera sentimientos de amor y miedo, dando lugar así a la adoración al agua. Al imbuir el agua con el espíritu de Dios, oramos para que el agua traiga paz, cosecha y felicidad a la humanidad.
El Rey Dragón tradicional chino es la deificación del agua. Dondequiera que haya agua, allí está el Rey Dragón. Sus templos e iglesias están repartidos por todo el país. Hacer sacrificios al Rey Dragón y rezar para que llueva son creencias y costumbres tradicionales chinas.