Реферат о воде на земле

Обновлено: 04.07.2024

Более ста лет назад ученые узнали, что вода может переносить болезни. Люди задумались о том, что ресурсы чистой питьевой воды не безграничны, и нужно оберегать имеющиеся. Таким образом, уже существующая на тот момент наука экология занялась изучением новой проблемы – охраны окружающей среды, в связи с чем возникла соответствующая профессия.

Введение………………………………………………………………………3
Вода – вещество №1 на планете Земля…………………………………….4
Физические и химические свойства воды………………………………….7
Вода в хозяйственной деятельности человека. Проблема загрязнения,
очистка……………………………………………………………………….10
Выводы……………………………………………………………………. 14
Список использованных источников……………………………………. 15

Файлы: 1 файл

Вода - основа жизни.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ХАРКОВСКИЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

КИЕВСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Реферат на тему:

ВОДА – ОСНОВА ЖИЗНИ

Выполнила: студентка группы ТР-10

факультета ТГРТБ А.О. Магера

Проверила: ассистент каф. финансов Ю.В. Дмитрик

Вода – вещество №1 на планете Земля…………………………………….4
Физические и химические свойства воды………………………………….7
Вода в хозяйственной деятельности человека. Проблема загрязнения,

Список использованных источников……………………………………. 15

Вода – основа жизни на Земле. Этому учат с первых лет жизни сначала родители, потом учителя в школе. Когда ребенок заболевает гриппом и у него температура, первое, что говорит ему врач, – пей больше воды. И маленький человек начинает воспринимать это как аксиому, как факт: без воды прожить невозможно.

На уроках химии и физики ребенок начинает узнавать об этом веществе с точки зрения науки. Теперь для него вода не только жидкость в стакане, а и лёд, облака, иней, пар, снег и т.д. Для школьника это новое знание. Но чего стоило умам человечества получить это знание, пока в 1783 году французский химик Антуан Лавуазье не открыл формулу воды (Н₂O). Теперь она известна всем образованным людям от мала до велика, а тогда это было чем-то новым, не веданным ранее. Это событие повлекло за собой череду новых открытий.

Вода обладает рядом уникальных свойств, весьма важных, для поддержания жизни на Земле. Она обеспечивает существование природных сообществ человеческих цивилизаций. Что мы знаем о воде? Почему именно она оказалась тем единственным в своем роде веществом, без которого не может обойтись ни одна сфера человеческой деятельности? А ведь вода, как установили ученые, – самая удивительная жидкость на свете, и люди до сих пор открывают все новые и новые ее качества.

Цель реферата показать, что из себя представляет вода, какую роль она играет в развитии планеты, в жизни человеческого общества, проблемы загрязнения рек и водоемов и способы очистки воды [1].

Вода – химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объёме), запаха и вкуса (при стандартных условиях). Химическая формула: Н₂O. В твёрдом состоянии называется льдом, снегом или инеем, а в газообразном – водяным паром [2].

В научной литературе это вещество можно встретить под иными химическими названиями: оксид водорода (наиболее распространенное), гидроксид водорода, монооксид дигидрогена, гидроксидная кислота, оксидан, дигидромонооксид.

Однако, как бы ученые ее не называли, от этого физические свойства воды не меняются. Она имеет три основных состояния: жидкое, газообразное и твердое. В зависимости от них вода принимает различные формы, которые могут одновременно соседствовать другом с другом: ледники и облака над ними, айсберги и вода в океане, ручьи и лед, по которым они текут и т.д.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочих следующие ее типы [2]:

- мягкая вода и жёсткая вода – по содержанию катионов кальция и магния;

- по изотопам молекулы: лёгкая вода, тяжёлая вода, сверхтяжёлая вода;

- питьевая (в том сисле водопроводная) вода;

- дистиллированная и деионизированная вода;

- ливневая вода или поверхностные воды;

Всё это многообразие воды составляет 71% поверхности нашей планеты. Запасы воды на Земле огромны. Она находится в морях, океанах, материковых ледниках, полярных льдах, пресных водах озер, рек и болот. Значительные количества воды содержатся в атмосфере воздуха и горных породах, в живых организмах.

Объем воды на Земле составляет 1400-1500 млн. кубических километров, что равняется 1/800 объема планеты Земля [3].

Этот объем распределяется следующим образом [3]:

- мировой океан – 1120 млн. кубических километров;

- толща земной коры – 200 млн. кубических километров;

- материковые ледники и ледники приполярных областей – 30 млн. кубических километров;

- реки, озера, болота – 4 млн. кубических километров;

- атмосфера – 12 тыс. кубических километров.

Количество воды в гидросфере практически постоянно. Одним из источников поступления воды в гидросферу являются ювенильные воды, попадающие на Землю в результате извержения вулканов, однако их доля ничтожно мала.

Наряду с большим объемом, вода на Земле занимает громадные площади. Площадь поверхности Мирового океана составляет около 360 квадратных километров, это почти в 2,5 раза больше площади поверхности суши. На поверхности Земли имеются реки, озера, болота, ледники и снега. В толще земной коры текут подземные реки, располагаются подземные озера. Вся вода находится в постоянном движении [3].

Вид нашей планеты сложился под влиянием непрерывной разрушительной и созидательной деятельности воды. С момента появления на Земле это вещество все время в движении: разрушает горные породы, создает почвенный покров, формирует ландшафты, растворяет и размывает горы и материки. Этому противодействуют внутренние силы Земли: они поднимают равнины, дно морей становится материками. Она имеет ключевое значение в формировании климата и погоды. Так идет этот вечный процесс.

Однако вода – главное вещество не только для планеты. Она – ключевой элемент организма человека. Японские ученые установили, что в среднем наш организм состоит из 70% воды. А именно: вес новорожденного ребёнка – из 90% , вес взрослого человека – из 75%, а старого – из 65%. При потере 1% воды человек почувствует жажду. При потере 2% понижается аппетит, начинается взволнованность и понижается работоспособность. Потеря 4% грозит усталостью, головной болью. Начинается тошнота, эмоциональная неустойчивость. При потере 6% нарушается координация и речь. Нехватка 10% становится критической, так как нарушается терморегуляция и массово погибают клетки. При потере 11% воды питьё уже не поможет, поскольку нарушен химический баланс организма. Нужна профессиональная помощь медиков. И в результате потери 20% может наступить смерть [4].

В среднем же в организме растений и животных содержится более 50 % воды [5].

Таким образом, становится понятно, что вода – важнейшее вещество на планете Земля. С её помощью миллиарды лет назад здесь зародилась жизнь. С её же помощью всё эти годы здесь жизнь продолжается.

2. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Физические свойства воды известны человечеству не один десяток лет. В нормальных атмосферных условиях она сохраняет жидкое агрегатное состояние, тогда как аналогичные водородные соединения являются газами. Это объясняется особыми характеристиками слагающих молекулы атомов и присутствием связей между ними. Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45°, и эта конфигурация строго сохраняется. Структуры воды и льда между собой очень похожи [6]. В воде, как и во льду, молекулы стараются расположиться в определённом порядке – образовать структуру, однако тепловое движение этому препятствует. При температуре перехода в твёрдое состояние тепловое движение молекул более не препятствует образованию структуры, и молекулы воды упорядочиваются, в процессе этого объёмы пустот между молекулами увеличиваются и общая плотность воды падает, что и объясняет причину меньшей плотности воды в фазе льда. При испарении, напротив, рвутся все связи. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить 4,1868 кДж энергии. Благодаря этому свойству вода нередко используется как теплоноситель. Вода также имеет большие значения удельной теплоты плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг) и парообразования (2250 кДж/кг) (см. табл. 1) [6].

Вода — одно из самых распространенных веществ в природе и главная составная часть всех живых организмов. Она покрывает около 2/3 поверхности нашей планеты. Без воды жизнь на Земле была бы невозможна.

Вода — основа жизни

Все живые существа на 75 % состоят из воды. Это самый необходимый элемент живой природы. Вода постоянно совершает круговорот между морями, атмосферой и сушей, создавая условия, в которых может существовать и развиваться жизнь.

Вода — на первый взгляд простейшее химическое соединение — является основой жизни на Земле. Вода транспортирует тепло, растворяет и переносит колоссальные массы химических веществ и элементов, разрушает и перераспределяет горные породы, образует формы рельефа и даже участвует в образовании полезных ископаемых. Кроме того, вода задействована в ряде метеорологических явлений, таких как осадки, туманы, облака. Она участвует в создании течений, волнений, перемещении русел рек и формировании водоемов. А еще она является средой жизни для множества организмов.

Человек может прожить без воды всего несколько суток. Для нормальной работы всех органов человеку необходимо как минимум 1,5 л воды в день. Вода доставляет в клетки организма питательные вещества и уносит отходы жизнедеятельности. Кроме того, вода участвует в процессах терморегуляции и дыхания человека.

Под лучами Солнца вода испаряется из водоемов и поднимается в воздух. Там капельки воды собираются в облака и тучи и выпадают на землю в виде дождя или снега, который превращается в воду. Она впитывается в землю и снова возвращается в моря, реки и озера. И все начинается сначала. Так происходит круговорот воды в природе.

Сколько и где?

Всего на земном шаре 1390 млн км 3 воды, больше всего её в морях и океанах — 96,4%. На суше вода спрятана в ледниках и постоянных снегах — около 1,86%. Вечным льдом покрыты Антарктида, остров Гренландия и многие другие острова в высоких широтах. В горах на больших высотах образуются горные ледники. Под землёй воды немного — всего около 1,7% от общего объёма, а на воды суши (реки, озёра, болота, водохранилища) приходится примерно 0,02%. В живых организмах и в атмосфере тоже есть вода. А вот пресной воды, так необходимой нам для жизни, на планете мало — только 2,64%.

Три состояния воды

Вещества в зависимости от температуры замерзания, плавления и кипения могут встречаться в природе в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Вода замерзает при О °С, а кипит при 100 °С.

В повседневной жизни мы можем встретить воду в любом из ее трех состояний, причем ее форма постоянно меняется. Жидкая вода испаряется и переходит в газообразное состояние — водяной пар. Он конденсируется и превращается в жидкость. При минусовых температурах вода замерзает и превращается в твердый лед.

Если в сосуд с водой мы поместим кристаллы поваренной соли, то сможем наблюдать, как количество твердого вещества постепенно уменьшается. Вода при этом приобретает новые свойства: у нее появляется соленый вкус, изменяются плотность и температура замерзания. Полученную жидкость уже нельзя назвать водой, это раствор. Между молекулами соли и воды возникают межмолекулярные связи, благодаря которым молекулы соли отрываются от поверхности кристалла.

Артезианская вода

Согласитесь, несколько необычно называть воду полезным ископаемым: она вокруг нас, течет в ручейках и реках, плещется в морях и океанах, даже с неба льется. И тем не менее такое название верное. Вспомните о колодцах и артезианских скважинах. Разве в этих случаях не приходится добывать воду в буквальном смысле слова из-под земли? Артезианская вода — это вода, находящаяся на глубине 50—200 м и заключенная между водоупорными слоями. Такая вода надежно защищена от внешнего загрязнения.

Источник энергии

Вода — важный источник энергии. Мощность движущейся воды очень велика, поэтому ее используют для получения электричества. Гидроэлектростанции строятся там, где вода движется с большой скоростью, например на реках. Кроме того, могут возводиться и искусственные сооружения, такие как плотины, которые создают движение воды.

Вода, перетекая с верхнего уровня на нижний по специальным турбинным трубопроводам, приобретает большую скорость. Струя воды поступает далее на лопасти гидротурбины и вращает их. Так энергия превращается в механическую. Соединенный с турбиной генератор вращается, и механическая энергия становится электрической. Трансформаторы преобразуют электричество в напряжение нужной величины. Электричество через передающие линии пересылается на распределительные станции.

Вода - самый необходимый источник жизни для всего живого. Вода содержится в животных и растениях. Человек на 70 % состоит из воды ( а огурец аж на 97 % ).

Способы очистки.

1) Получение дистиллированной воды.

Сначала воду испаряют, при этом растворенные вещества оседают на стенках; затем пар конденсируют на холодном предмете. Дистиллированная вода не содержит растворенных веществ и потому широко применяется в науке и медицине. Большие количества дистиллированной воды получают в перегонных кубах.

2) Очистка воды от взвешенных в ней веществ и микроорганизмов.

Схема водоочистительной станции.

Природная вода всегда содержит примеси. В зависимости от целей ее использования применяют различные способы очистки. Если нужна чистая вода, без растворенных веществ и взвесей, применяют дистилляцию. Для питья можно использовать фильтрованную и хлорированную воду. Ее сначала отстаивают в специальных бассейнах ( для того, чтобы осели взвешенные вещества ), а затем фильтруют через слой песка. Очищенную от нерастворенных веществ, воду обрабатывают хлором или озоном, иногда ультрафиолетовыми лучами, чтобы убить вредные микробы.

Физические свойства.

Вода-самое распространенное на Земле вещество, но многие загадки воды до сих пор не разгаданы. Нам известно, что чистая ( дистиллированная ) вода-безцветная, безвкусная жидкость. Не пахнет, не проводит электроток. Имеет очень большую удельную теплоемкость (4200 Дж/кг o C), а потому используется в системах охлаждения и т.п. Плавится и кристаллизуется при 0 o C), кипит при 100 o C (кстати, Цельсий изобрел свою шкалу, основываясь на физических свойствах воды ! Он принял промежуток между температурами плавления и кипения воды = 100. Потом он разделил этот промежуток на 100 частей и принял каждую часть равной 1 o C).

Максимальная плотность воды равна 1000 кг/м 3 (1 г/см 3 ) (при 4 o C, а не при 0 o C - это одна из странностей поведения воды. Лед имеет меньшую плотность, чем незамерзшая вода, и поэтому он не опускается на дно реки, а лежит на поверхности.

Вот несколько свойств воды, которые были открыты в последнее время.

В жаркий летний день по озеру снуют водомерки. Они каким-то чудом удерживаются на поверхности, не проваливаясь вглубь. Здесь все дело в поверхности натяжения. Молекулы воды интенсивно притягиваются друг к другу и создают на поверхности воды как-бы пленку. Лапки водомерки имеют большую площадь и поэтому удерживаются на поверхности, т.е. на этой пленке.

Чай тоже можно налить выше краев стакана, благодаря тому же поверхностному натяжению. Чем чище вода ( т.е. чем меньше инородных молекул вклинено между молекулами воды ), тем прочнее эта пленка.

В лабораториях удалось получить столбик чистой воды диаметром 2,5 см. Для разрыва этого столбика потребовалось 900 кг. И это еще не предел очистки воды: ученые подсчитали, что если очистить воду полностью, то тогда столбик воды такого же диаметра выдержит 95 тонн. По поверхности абсолютно чистого озера можно было бы ходить, кататься на коньках !

Еще один феномен тщательно прорабатывался 40 лет назад. Речь идет о двигателях на . горячей воде. Если в прочном, герметически закрытом сосуде нагревать определенные количества воды до температуры 374 o C, то вода так и не превратится в пар. Почти в 3 раза уменьшится плотность; давление повысится до 225 атмосфер, но . Это теперь, по существу, не вода, а взрывчатое вещество, 1 кг которого по силе равен 50 гр тола. Вот если к такому сосуду присоединить сопло реактивного двигателя, то вода мгновенно вскипит, а из сопла вырвется струя пара со скоростью 1300-1500 м/с. Каждый килограмм пара в течение секунды создаст тягу в 130-150 кг. Двигатели на воде являются экологически чистыми, но подогревать ( теплоемкость 4200Дж/кг o C ) очень хлопотно.

Феноменом является наличие памяти у воды. Если воду подвергать воздействию малых магнитных полей, то в паровых котлах, чайниках снижается количество накипей, люди чувствуют себя гораздо лучше, растения развиваются быстрее . Эффект сохраняется около 6 часов. В лабораториях исследуют это свойство воды. При воздействии на воду магнитного поля начинают изменятся электропроводность, прозрачность, вязкость. Вода реагирует на магнитные бури и солнечные вспышки. Есть гипотезы о спиновой памяти воды (атомы в воде, как маленькие тумблеры, запоминают свое направление вращения, то есть атомы при изменениях внешнего поля меняют направление вращения ).

Вообще вода - очень таинственная жидкость.

Химические свойства.

Вода вступает в реакцию с очень многими веществами. Примеры некоторых реакций воды с различными веществами:

1. Вода вступает в реакцию с простыми веществами
а) с активными ( с щелочными ( I период таблицы Менделеева ) и щелочно-земельными ( II период таблицы Менделеева ). При этом образуется щелочь и водород.
Реакция замещения: 2 Li + 2 HOH = 2 LiOH + H₂ ( литий + вода -> гидроксид лития + водород )
б) с некоторыми металлами. При этом продукты реакции различны.
Реакция замещения: С + H₂O = H₂ + CO ( углерод + вода -> водород + оксид углерода (II) )

2. Вода вступает в реакцию со сложными веществами.
а) с оксидами щелочных и щелочно-земельных металлов. При этом получаются щелочи.
Реакция соединения: CaO + HOH = Ca(OH)₂ ( оксид кальция + вода -> гидроксид кальция )
б) с оксидами почти всех металлов, с образованием кислот.
Реакция соединения: SO₃ + H₂O = H₂SO₄ ( оксид серы (VI) + вода -> серная кислота )

3. Вода под действием тока разлагается на водород и кислород.
На этом основан анализ воды - метод определения состава вещества путем его разложения.
Реакция разложения: 2 H₂O = 2 H₂ + 2 O₂ ( вода -> водород + кислород )

Применение воды

Роль воды в нынешней науке и технике очень велика. Вот только часть областей применения воды.
1. В сельском хозяйстве для полива растений и питания животных.
2. В химической промышленности для получения кислот, оснований, органических веществ.
3. В технике для охлаждения, в паровых двигателях.
4. В металлургии для выплавки металлов.
5. В медицине для приготовления лекарств.
В термоядерных реакторах для задержки нейтронов применяется тяжелая или сверхтяжелая вода (D₂O, T₂O соответственно; D - дейтерий, Т - тритий; это изотопы водорода).

Бурное развитие всех отраслей промышленности может повлечь за собой недостаток пресной воды. Чтобы изготовить 1 кг бумаги, требуется 100 л воды; чтобы вырастить корову требуется 100 л в сутки. Расход воды на одного городского жителя - около 40 литров в сутки. Экономисты посчитали, что все фабрики и заводы России " выпивают " за минуту целую реку Волгу. И это неудивительно. На производство одной тонны металла идет 500 тонн воды, на производство одной тонны капрона в 7-8 раз больше.

Жизнь на Земле является совокупностью многочисленных сложных процессов, основное место среди которых занимает круговорот тепла, влаги и веществ. Главную роль в этом играет вода - прародительница жизни на Земле.
Но случайно ли то, что наша жизнь неотделима от воды, и каковы основания этого?

В отличие от обычных людей, которые привыкли считать воду чем-то настолько обыйденным и привычным, что не стоит долгих размышлений, а тем более удивления, ученые считают эту жидкость самой загадочной и удивительной. Например, многие свойства воды аномальны, то есть существенно отличаются от соответствующих свойств соединений аналогичного строения. Как ни странно, но именно аномальные свойства воды дали этой жидкости возможность стать самоглавной на Земле.

В свободном состоянии на Земле содержится колоссальное количество воды - около полутора миллиардов кубических километров. Почти столько же воды находится в физически и химически связанном состоянии в составе кристаллических и осадочных пород.
Большая часть природных вод представляет собой растворы, содержание растворенных веществ в которых колеблется от 0,01 % (в пресных водах) до 3.5 % (в морской воде).
На долю пресной воды приходится только около 3 % всего запаса воды на планете (приблизительно 35 млн км3). Человек на свои нужды может непосредственно использовать только 0,006 % пресной воды - это та ее часть, которая содержится в руслах всех рек и в озерах. Остальная часть пресных вод труднодоступна - 70 % представляют собой ледниковые покровы полярных районов или горные ледники, 30 % - подземные водоносные слои.
Без преувеличения можно сказать, что наша планета пропитана водой. Именно, благодаря этому на Земле стало возможным развитие тех форм жизни, которые мы видим вокруг себя.

СПОСОБСТВОВАВШИЕ ПОЯВЛЕНИЮ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Сравнивая свойства воды со свойствами соединений-аналогов, приходим к выводу, что многие характеристики воды имеют аномальные значения. Как будет сказано ниже, именно эта аномальность свойств сыграет важнейшую для зарождения и существования жизни на Земле.

Температура темпер кипения

Рассмотрим тимпературы кипения соединений ряда Н2Эл, где Эл - элемент главной подгруппы VI группы.

t°с _кип . +100 -60 -41 -2

Как видно, температура кипения воды резко отличается от температуры кипения соединений элементов-аналогов и имеет аномально высокое значение. Установлено, что подобная аномалия наблюдается для всех соединений типа Н₂Эл, где Эл - сильно электроотрицательный неметалл (О, N и т. д.).
Если в ряду H₂Te-H₂Se-H₂S температура кипения понижается равномерно, то от H₂S к Н₂0 она скачкообразно возрастает. То же наблюдается для ряда HI -HBr-HCl-HF и H₃Sb-H₃As-H₃P-H₃N. Предположили, а впоследствии и доказали, что между молекулами Н₂0 существуют специфические связи, на разрыв которых и расходуется энергия нагревания. Эти же связи затрудняют отрыв молекул HF и H₃N. Такой вид связи получил название водородной связи, смотрим его механизм.

Способность воды образовывать водородные связи имеет важное биохимическое значение.

Плотность
Для всех веществ характерно увеличение плотности при снижении температуры. Однако вода в этом случае ведет себя несколько необычно.
Минимальная температура, при которой вода может находиться, не замерзая, равна 0 "С. Было бы логично предположить, что наибольшая плотность воды также соответствует этой температуре. Однако экспериментально было доказано, что плотность жидкой воды максимальна при 4 °С.
Этот факт имеет колоссальное значение. Представим себе, что вода подчиняется закономерностям, характерным для всех других жидкостей. Тогда изменение ее плотности происходило бы, как у других жидкостей. В окружающем нас мире это привело бы к катастрофе: с приближением зимы и повсеместным похолоданием верхние слои жидкости в водоемах остывали бы и опускались на дно. Поднявшиеся на их место более теплые слои жидкости также охлаждались бы до 0 °С и опускались. Это продолжалось бы до тех пор, пока вся вода не охладилась до О °С. Далее вода, начиная с верхних слоев, начала бы замерзать. Будучи более плотным, лед опускался бы на дно, замерзание продолжалось бы до тех пор, пока вся вода природных водоемов не промерзла до дна. Понятно, что в таких условиях флора и фауна природных водоемов существовать не могла бы.

Другая аномалия плотности воды состоит в том, что плотность льда ниже, чем плотность воды, т. е. вода при замерзании не сжимается, как все другие жидкости, а наоборот - расширяется.
С точки зрения законов физики это абсурд, ведь более упорядоченное состояние молекул (лед) не может занимать больший объем, чем менее упорядоченное (жидкая вода) при условии,что количество молекул в обоих состояниях одинаково.
Как уже было сказано, в жидкой воде молекулы Н₂0 связаны между собой водородными связями. Образование кристаллов льда сопровождается образованием новых водородных связей, в результате чего молекулы воды образуют слои. Связь между слоями также осуществляется за счет водородных связей. Полученная структура (т. н. структура льда) относится к наименее плотным - пустоты, имеющиеся между молекулами в кристалле льда, превышают по величине молекулы воды. Поэтому плотность воды имеет большее значение, чем плотность льда.

Как правило, под поверхностным натяжением жидкости понимают силу, действующую на единицу длины контура поверхности раздела фаз и стремящуюся сократить эту поверхность до минимума. Величина поверхностного натяжения для воды имеет аномально высокое значение - 7,3 •10 -2 Н/м при 20 0 С (из всех жидкостей более высокое значение имеет только ртуть - 51 10 -2 Н/м).

Высокое значение поверхностного натяжения воды проявляется в том, что она стремится сократить свою поверхность до минимальной. Можно сказать, что под действием этой силы молекулы внешнего слоя воды сцепляются, образуя на поверхности некоторое подобие пленки. Она настолько прочна и упруга, что отдельные предметы имеют возможность держаться на поверхности воды, не погружаясь в нее, даже если их плотность больше плотности воды.

Наличие пленки дает возможность многим насекомым передвигаться на поверхности воды и даже садиться на нее, как на твердую поверхность.
Внутренняя сторона поверхности воды также активно используется живыми существами. Многим из нас доводилось видеть повисающих на ней личинок комаров или ползающих в поисках добычи маленьких улиток.
Высокое поверхностное натяжение обусловливает и такое необычайно важное в природе явление, как капиллярность (жидкость поднимается по очень тонким трубкам - капиллярам). Благодаря этому осуществляется питаний растений.
Для описания поведения воды в капиллярах выведены довольно сложные физические закономерности. Слои воды, расположенные вблизи твердой поверхности, структурно упорядочены. Толщина такого слоя может достигать десятков и сотен молекул. Сейчас ученые склоняются к тому, чтобы считать структурно упорядоченное состояние воды в капиллярах отдельным состоянием-капиллярным.

Капиллярная вода широко распространена в природе в виде так называемой поровой воды. Тонкой, но плотной пленкой она покрывает поверхности пор и трещин пород и минералов земной коры. Плотность этой пленки обусловлена и тем, что составляющие ее молекулы воды связаны с частицами, образующими твердое тело, межмолекулярными силами. Структурная упорядоченность поровой воды являеотся причиной того , что температура её кристализации ( замерзания) заметно ниже температуры свободной воды. Кроме того, свойства горных пород, с которыми соприкасается поровая вода, существенно зависят от того, в каком агрегатном состоянии она находится .[/sms]

Дело в том, что тело человека почти на 63% - 68% состоит из воды. Практически все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных раствора. В растворах же (преимущественно водных) протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов. И в металлургии вода чрезвычайно важна, причём не только для охлаждения. Не случайно гидрометаллургия – извлечение металлов из руд и концентратов с помощью растворов различных реагентов – стала важной отраслью промышленности.

Содержание работы

Введение…………………………………………………………………….3
Вода - источник жизни на земле…………………………..………5
Вода в природе………………………………………………..…. 7
Виды воды………………………………………………………..…9
Физические свойства воды…………………………………….…10
Гипотеза происхождения жизни на Земле…………………….…12
Зарождение жизни в горячей воде……………………………….14
Условия возникновения жизни на Земле……………………..…15
Роль воды на планете………………………………………………17
Заключение……………………………………………………………….20
Список литературы………………………………………………….……23

Файлы: 1 файл

реферат.docx

Вода - источник жизни на земле…………………………..………5
Вода в природе………………………………………………..….. ..7
Виды воды………………………………………………………..…9
Физические свойства воды…………………………………….…10
Гипотеза происхождения жизни на Земле…………………….…12
Зарождение жизни в горячей воде……………………………….14
Условия возникновения жизни на Земле……………………..…15
Роль воды на планете………………………………………………17

Вода, у тебя нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха,

тебя невозможно описать, тобой наслаждаются,

не ведая, что ты такое. Нельзя сказать,

что необходимо для жизни: ты сама жизнь.

Ты исполняешь нас с радостью,

которую не объяснишь нашими чувствами.

С тобой возвращаются к нам силы,

с которыми мы уже простились.

По твоей милости в нас вновь начинают

бурлить высохшие родники нашего сердца.

(А. де Сент-Экзюпери. Планета людей)

Мною написан реферат по теме "Вода, её роль в возникновении и развитии жизни на Земле". Я выбрала эту тему потому что – это самая актуальная тема, так как вода это самое важное вещество на Земле без которого не может существовать ни один живой организм и не могут протекать никакие биологические, химические реакции, и технологические процессы.

Вода – одно из самых распространённых веществ в природе (гидросфера занимает 71 % поверхности Земли). Воде принадлежит важнейшая роль в геологии, истории планеты. Без воды невозможно существование живых организмов. Дело в том, что тело человека почти на 63% - 68% состоит из воды. Практически все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных раствора. В растворах же (преимущественно водных) протекает большинство технологических процессов на предприятиях химической промышленности, в производстве лекарственных препаратов и пищевых продуктов. И в металлургии вода чрезвычайно важна, причём не только для охлаждения. Не случайно гидрометаллургия – извлечение металлов из руд и концентратов с помощью растворов различных реагентов – стала важной отраслью промышленности.

Вода – источник жизни на Земле

Вода́ (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета, запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом, снегом или инеем, а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов.

Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, льды) — 361,13 млн км. На Земле примерно 96,5 % воды приходится на океаны, 1,7 % мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1,7 % на ледники и ледяные шапки Антарктиды и Гренландии, небольшая часть в реках, озёрах и болотах, и 0,001 % в облаках. Бо́льшая часть земной воды — солёная, и она непригодна для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3 % всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере, и ещё меньшее количество (0,003 %) находится в живых организмах.

Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Является важнейшим веществом для всех живых существ на планете Земля.

Вода — весьма распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находитcя вода, пропитывающая почву и горные породы.

Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит незначительные количества различных примесей, которые захватывает из воздуха. Количество примесей в пресных водах обычно лежит в пределах от 0,01 до 0,1% (масс.). Морская вода содержит 3,5% (масс.) растворенных веществ, главную массу которых составляет хлорид натрия (поваренная соль).

Вода, содержащая значительное количество солей кальция и магния, называется жесткой в отличие от мягкой воды, например дождевой. Жесткая вода дает мало пены с мылом, а на стенках котлов образует накипь.

Чтобы освободить природную воду от взвешенных в ней частиц, ее фильтруют сквозь слой пористого вещества, например, угля, обожженной глины и т. п. При фильтровании больших количеств воды пользуются фильтрами из песка и гравия. Фильтры задерживают также большую часть бактерий. Кроме того, для обеззараживания питьевой воды ее хлорируют; для полной стерилизации воды требуется не более 0,7 г хлора на 1 т воды.

Фильтрованием можно удалить из воды только нерастворимые примеси. Растворенные вещества удаляют из нее путем перегонки (дистилляции) или ионного обмена.

Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем. Во всяком организме вода представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма; кроме того, она сама принимает участие в целом ряде биохимических реакций.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего:

Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию катионов кальция и магния

По изотопам молекулы:

Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной),

Тяжёлая вода (дейтериевая),Сверхтяжёлая вода (тритиевая),

Пресная вода, Дождевая вода, Морская вода,

Подземные воды, Минеральная вода, Солоноватая вода,

Питьевая вода, Водопроводная вода, Дистиллированная вода,

Сточные воды, Ливневая вода или поверхностные воды,

Апирогенная вода, Мёртвая вода и Живая вода — виды воды из сказок,

Лёд-девять (вымышленный материал), Святая вода — особый вид воды согласно религиозным учениям.

Вода в нормальных атмосферных условиях сохраняет жидкое агрегатное состояние, тогда как аналогичные водородные соединения являются газами. Это объясняется особыми характеристиками слагающих молекулы атомов и присутствием связей между ними. Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45°, и эта конфигурация строго сохраняется. Из-за большой разности электро отрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула воды является активным диполем, где кислородная сторона отрицательна, а водородная положительна. В результате молекулы воды притягиваются своими противоположными полюсами и образуют полярные связи, на разрыв которых требуется много энергии. В составе каждой молекулы ион водорода (протон) не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, в результате чего он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома кислорода соседней молекулы, образуя водородную связь с другой молекулой. Каждая молекула связана с четырьмя другими посредством водородных связей — две из них образует атом кислорода и две атомы водорода. Комбинация этих связей между молекулами воды — полярной и водородной и определяет очень высокую температуру её кипения и удельную теплоты парообразования. В результате этих связей в водной среде возникает давление в 15-20 тыс. атмосфер, которое и объясняет причину трудносжимаемости воды.

Структуры воды и льда между собой очень похожи. В воде, как и во льду, молекулы стараются расположиться в определённом порядке — образовать структуру, однако тепловое движение этому препятствует.

Вода обладает также высоким поверхностным натяжением среди жидкостей, уступая в этом только ртути. Относительно высокая вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

Вода обладает отрицательным электрическим потенциалом поверхности. Капля, ударяющаяся о поверхность воды

Чистая вода — хороший изолятор. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.

Гипотеза происхождения воды на Земле

Первичный бульон — термин, введённый советским биологом Александром Ивановичем Опариным. В 1924 году он выдвинул теорию о возникновении жизни на Земле через превращение, в ходе постепенной химической эволюции, молекул, содержащих углерод, в первичный бульон.

Первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд. лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода.

Во второй половине XIX в. также высказывается предположение, что жизнь возникла в первичном океане из неорганического вещества в результате природного процесса.

В 1952 г. Гарольд Юри (1893-1981) самостоятельно пришел к выводу, что атмосфера молодой Земли имела восстановленный характер, то есть к завершению процесса формирования Земля имела сильно восстановленную атмосферу, так как ее основными составляющими были водород и полностью восстановленные формы углерода, азота и кислорода: метан, аммиак и пары воды. Гравитационное поле Земли не могло удержать легкий водород, — и он постепенно улетучился в космическое пространство. Вторичным следствием потери свободного водорода было постепенное окисление метана до диоксида углерода, а аммиака — до газообразного азота, которые через определенное время превратили атмосферу из восстановительной в окислительную. Юри предполагал, что именно в период улетучивания водорода, когда атмосфера находилась в промежуточном окислительно- восстановительном состоянии, на Земле могло образоваться в больших количествах сложное органическое вещество. По его оценкам, океан, по-видимому, представлял тогда собой однопроцентный раствор органических соединений. В результате возникла жизнь в ее самой примитивной форме.

Зарождение жизни в горячей воде

Научные исследования показывают, что зарождение жизни в минеральной воде и, в особенности, гейзерах наиболее вероятно. В 2005 г. академик Юрий Викторович Наточин высказал предположение, отличное от общепринятой концепции возникновения жизни в море, и аргументировал гипотезу, согласно которой средой возникновения протоклеток были водоемы с преобладанием ионов К+, а не морская вода с доминированием ионов Na+[6]. В 2009 г. Армен Мулкиджанян и Михаил Гальперин на основе анализа содержания элементов в клетке также пришли к выводу, что, вероятно, жизнь зародилась не в океане[7]. Дейвид Уард доказал, что в горячей минеральной воде появились и сейчас образуются строматолиты[8]. Самые древние строматолиты были обнаружены в Гренландии. Их возраст насчитывает 3,5 миллиардов лет. В 2011 г. Тадаси Сугавара создал протоклетку в горячей воде[9]. Исследования Мари-Лор Пон минерала серпентина в геологической формации Исуа, Гренландия, в 2011 г. показали, что жизнь могла зародиться и в грязевых вулканах[10]. Лауреат Нобелевской премии биолог Джек Шостак отметил, что мы можем легче представить себе накопление органических соединений в первичных озёрах, чем в океане. Такого же мнения группа учёных под руководством Евгения Кунина.

Условия возникновения жизни

Читайте также:

Реферат о воде на земле

Оглавление

Файлы: 1 файл

Вода - основа жизни.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

Вода — основа жизни

Сколько и где?

Три состояния воды

Артезианская вода

Источник энергии

Способы очистки.

1) Получение дистиллированной воды.

2) Очистка воды от взвешенных в ней веществ и микроорганизмов.

Схема водоочистительной станции.

Физические свойства.

Химические свойства.

Применение воды

Содержание работы

Файлы: 1 файл

реферат.docx