Роль воды в организме человека реферат

Обновлено: 02.07.2024

Значение воды для человека трудно переоценить, поскольку каждый из нас знает, что организм взрослого человека на 70% состоит из воды, присутствующей во всех его тканях. Эта цифра варьируется в зависимости от возраста человека. Если это новорожденный младенец – то 80%, но с годами показатель опускается до 75%. И к концу жизни объем составляет 65-60%. Еще с древних времен люди ценили воду, за ее полезные, уникальные, лечебные способности, применяя бани, обтирания, минеральные ванны, поклонялись ей, придавая ей особый таинственный, магический смысл. Кроме того, человек без воды, при обычной температуре (16-23 градуса) не сможет прожить и 10 дней.

Это вторая после кислорода составляющая, необходимая для выживания всего живого.

Какая роль воды в организме человека

Регулярное употребление жидкости благотворно влияет на общее состояние здоровья и имеет очень важную роль для нормального функционирования всех систем организма:

улучшается пищеварение, усваивание пищи
регулируется температура тела и кровообращение
нормализуется поступление питательных веществ и кислорода в клетки
выводятся токсины

К тому же улучшает подвижность суставов и помогает защитить ткани и органы в организме.

Какие полезные функции в организме выполняет вода

Употребление воды играет важную функцию при переваривании твёрдой пищи.

Пищеварительная система зависит от достаточного количества жидкости, необходимой для переработки пищи. Кислоты и ферменты в желудке требуют баланса воды для превращения поступающей еды в однородную жидкость. Недостаток жидкости может привести к таким частым симптомам, как изжога и запоры. Питьё предотвращает появление этих признаков и нормализует пищеварительный процесс.

Обильное питьё позволяет поддерживать нормальное количество жидкости и способствует хорошему кровообращению. К тому же, вода позволяет переносить различные питательные вещества и кислород в клетки и выводить токсины.

Более того, она влияет на процесс терморегуляции и позволяет удерживать тепло. Для нормальной жизнедеятельности все системы должны правильно функционировать.

Употребление воды улучшает подвижность суставов и обеспечивает защиту других органов и тканей. Между суставами расположена хрящевая ткань. Она играет роль подушки между костями, обеспечивая нормальное движение.

Обильное питьё позволяет поддерживать нормальное количество жидкости в организме. Обезвоживание приводит к разрушительному эффекту. Недостаток жидкости в организме (обезвоживание) может вызвать следующие побочные эффекты:

боли в суставах
проблемы с желудком, язву
боли в спине
головокружение
ощущение дезориентации и спутанность сознания

При недостаточном употреблении воды, организм начинает расходовать её. Если не поддерживать постоянный водный баланс, многие физиологические функции оказываются под угрозой. Обезвоживание не всегда легко распознать и большую часть времени оно может не проявляться. Многие люди вспоминают об этом лишь в состоянии жажды. Однако это не точный показатель потребности в воде. Очень важно пить больше, чем требуется для утоления жажды.

Сколько нужно человеку пить воды в день?

Норма для среднестатистического человека составляет, 2-3 литра в день, если учитывать, что на 15 кг массы тела должно приходиться 0.5 л. Поэтому, чем больше человек весит, тем ему больше надо пить H₂O, для нормальной работы всех систем организма. Например, человек, вес которого составляет 75 кг должен выпивать минимум 2.5 л, а человек массой 90 кг уже не меньше 3 л.

Таким образом, норма потребления воды человека, будет зависеть от:

Веса тела (все просто, чем больше вес человека, тем больше надо воды пить)
Затрат энергии (активное население планеты, которое регулярно занимается спортивными, физическими нагрузками, а также рабочий класс населения, выполняющий тяжелую работу в суровых, жарких условиях, нуждается в гораздо большем потреблении воды)
Климатических условий (в странах с жарким климатом, а также в условиях повышенных температур на улице, человек через пот, теряет значительное количество жидкости, чтобы избежать нарушения в работе организма, необходимо увеличить суточную норму воды)
Состояния организма (когда человек болен, ему зачастую рекомендуют врачи пить больше жидкости, для того, чтобы вода выводила как можно больше токсинов, продуктов обмена веществ естественным путем и через пот из организма)

Важно научиться прислушиваться к своему организму, он сам вам подскажет, сколько и в каком количестве нужно употреблять жидкость. Обычно организм нуждается в воде даже тогда, когда нет жажды.

Что касается температуры воды, то предпочтение лучше отдавать тёплой, так как она усваивается намного лучше, чем холодная. Ещё один способ определения нормы потребляемой воды – проверить цвет мочи. Чем светлее оттенок, тем лучше.

Питье воды является ключевым моментом здорового образа жизни. Иначе организм начнёт разрушаться. Она нужна для различных функций организма, поэтому отслеживать норму – чрезвычайно важно.

Обильное питьё на регулярной основе поможет улучшить здоровье и позволит вам чувствовать себя гораздо лучше.

Когда лучше пить воду?

Хироми Шинья в своей книге "Книга о вреде здорового питания, или Как жить до 100 лет, не болея", рассказывает как следует пить воду.

Если пить воду ДО ЕДЫ — снижается аппетит, поскольку желудок наполняется жидкостью.

Но если пить воду ВО ВРЕМЯ ЕДЫ — затрудняется процесс усвоения пищи, так как пищевые энзимы в желудке оказываются разбавленными водой.

Если вы не хотите, чтобы жидкость поднималась вверх по вашему пищеводу, не пейте ПЕРЕД СНОМ. Попадая в желудок, вода смешивается с желудочным соком. Когда человек принимает горизонтальное положение, эта смесь поднимается по пищеводу, проникает в трахею и вдыхается вместе с воздухом. Так возникает риск получить воспаление легких.

Воду лучше всего пить УТРОМ, сразу после пробуждения, а также за 1 час до каждого приема пищи — это самый лучший способ удовлетворить потребность организма в жидкости.

Вода необходима организму. В пустыне ничего не растет именно потому, что там нет воды — каждому растению нужны и солнечный свет, и земля, и вода. Питательные вещества самой плодородной почвы могут быть усвоены растениями только вместе с водой.

Выработайте у себя привычку утолять жажду не пивом, чаем, кока-колой или кофе, а ХОРОШЕЙ ЧИСТОЙ ВОДОЙ и живите долго и без болезней.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

ООО Учебный центр

Реферат по дисциплине:

Мелентьева Ольга Геннадьевна

Москва 2017 год

Физические и химические свойства воды ( c . 4)

Строение воды (с. 8)

Биологическая роль воды (с. 9)

Заключение (с. 12)

Список литературы (с. 14)

Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода важна для живых организмов по двум причинам. Во-первых, она является необходимым компонентом живых клеток, и, во-вторых, для многих организмов она служит еще и средой обитания.

Цель данной работы – изучение воды как уникального минерального ресурса планеты, ее физико-химические свойства и как следствие значение для всех живых организмов.

Вода является основным компонентом большинства растительных клеток и тканей. Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85 % воды, тогда как молодые листья салата на 95 % состоят из воды.

В некоторых сухих семенах и спорах содержание воды составляет всего лишь 10 %; однако, для того чтобы они стали метаболически активными, содержание воды в них должно существенно увеличиться.

Вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения; представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры; служит растворителем необходимым для протекания многих биохимических реакций; наконец, вода довольно мало сжимаема при давлениях, существующих в организме, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения.

Минеральные вещества, необходимые для роста, и органические соединения, синтезируемые в ходе фотосинтеза – все они транспортируются по растению в виде водных растворов. У активно растущих растений существует непрерывный водный поток из почвы через тело растения к листьям, где вода испаряется в основном через устьица.

Вода представляет собой один из необходимых метаболитов, т.е. непосредственно участвует в метаболизме. Она служит источником кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. При образовании АТФ – важного макроэргического соединения – из АДФ и фосфата происходит отщепление воды, иными словами, подобное фосфорилирование есть не что иное, как процесс дегидратации, происходящий в водном растворе в биологических условиях; вода участвует в реакциях гидролиза. Таким образом, знание уникальных свойств воды имеет громадное значение для общего понимания физиологии растений.

Если оба атома водорода заменить на атомы дейтерия ( 2 Н), то мы получим тяжелую воду, или окись дейтерия с молекулярной массой 20.

В воду можно также ввести атом трития ( 3 Н), который радиоактивен и имеет период полураспада 12,4 г. Такая вода оказалась полезным инструментом в изучении скорости ее диффузии в тканях растений. Возможно пометить воду замещая обычный изотоп воды 16 О на тяжелый изотоп 18 О. Этот тип метки был использован для доказательства того, что кислород, выделяемый в ходе фотосинтеза, происходит из воды, а не из углекислого газа. [7]

Сегодня уже не надо доказывать, какую роль играет вода в жизнедеятельности человека: от ее качества зависит состояние здоровья людей, уровень их санитарно-эпидемиологического благополучия, степень комфортности и, как следствие, социальная стабильность общества в целом.

Физические и химические свойства воды.

Молекулы воды обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников.

Изотопный состав. Существуют девять устойчивых изотопных разновидностей воды. Содержание их в пресной воде в среднем следующее: 1Н216О – 99,73%, 1Н218О – 0,2%,

1Н217О – 0,04%, 1H2Н16О – 0,03%. Остальные пять изотопных разновидностей присутствуют в воде в ничтожно малых количествах.

Строение молекулы. Как известно, свойства химических соединений зависят от того, из каких элементов состоят их молекулы, и изменяются закономерно. Воду можно рассматривать как оксид водорода или как гидрид кислорода. Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О – Н 0,957 нм; валентный угол Н – О – Н 104o 27’.

Физические свойства воды аномальны, что объясняется приведёнными выше данными о взаимодействии между молекулами воды.

Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх агрегатных состояниях – жидком, твёрдом и газообразном.

Плавление льда при атмосферном давлении сопровождается уменьшением объёма на 9%. Плотность жидкой воды при температуре, близкой к нулю, больше, чем у льда. При 00С 1 грамм льда занимает объём 1,0905 кубических сантиметров, а 1 грамм жидкой воды занимает объём 1,0001 кубических сантиметров. И лёд плавает, оттого и не промерзают обычно насквозь водоёмы, а лишь покрываются ледяным покровом.

Температурный коэффициент объёмного расширения льда и жидкой воды отрицателен при температурах соответственно ниже - 2100 С и + 3,980 С.

Теплоёмкость при плавлении возрастает почти вдвое и в интервале от 00 С до 1000 С почти не зависит от температуры.

Вода имеет незакономерно высокие температуры плавления и кипения в сравнении с другими водородными соединениями элементов главной подгруппы VI группы таблицы Менделеева.

Вода, несмотря на все её аномальные свойства, является эталоном для измерения температуры, массы ( веса), количества тепла, высоты местности.

Шведский физик Андерс Цельсий, член Стокгольмской академии наук, создал в 1742 году стоградусную шкалу термометра, которой в настоящее время пользуются почти повсеместно. Точка кипения воды обозначена 100 , а точка таяния льда 0 . [1]

Из химических свойств воды особенно важны способность её молекул диссоциировать (распадаться) на ионы и способность воды растворять вещества разной химической природы.

Роль воды как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул и, как следствие, её чрезвычайно высокой диэлектрической проницаемостью. Разноимённые электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе. Силы взаимного притяжения между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее, чем в воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разбить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих труднорастворимых веществ: капля камень точит.

Электролитическая диссоциация воды – причина гидролиза солей слабых кислот и (или) оснований. Степень электролитической диссоциации заметно возрастает при повышении температуры.

Образование воды из элементов по реакции:

-242 кДж/моль для пара

-286 кДж/моль для жидкой воды

-при низких температурах в отсутствии катализаторов происходит крайне медленно, но скорость реакции резко возрастает при повышении температуры, и при 5500 С она происходит со взрывом. При понижении давления и повышении температуры равновесие сдвигается влево.

Под действием ультрафиолетового излучения происходит фотодиссоциация воды на ионы Н+ и ОН- .

При пропускании паров воды через раскалённый уголь она разлагается и образуется так называемый водяной газ:

При повышенной температуре в присутствии катализатора вода реагирует с СО; СН4 и другими углеводородами, например:

Н2О + СО = СО2 + Н2

Н2О + СН4 = СО + 3Н2

Эти реакции используют для промышленного получения водорода.

Фосфор при нагревании с водой под давлением в присутствии катализатора окисляется в метафосфорную кислоту:

6Н2О + 3Р = 2НРО3 + 5Н2

Вода взаимодействует со многими металлами с образованием Н2 и сответствующего гидроксида. Со щелочными и щелочно-земельными металлами ( кроме Мg ) эта реакция протекает уже при комнатной температуре. Менее активные металлы разлагают воду при повышенной температуре, например, Мg и Zn – выше 1000 С; Fe – выше 6000 С :

2Fe + 3H2O = Fe2O 3 + 3H2

При взаимодействии с водой многих оксидов образуются кислоты или основания.

Вода может служить катализатором, например, щелочные металлы и водород реагируют с CI2 только в присутствии следов воды.

Иногда вода – каталитический яд, например, для железного катализатора при синтезе NH3.

Способность молекул воды образовывать трёхмерные сетки водородных связей позволяет ей давать с инертными газами, углеводородами, СО2, CI2, (CH2)2O, CHCI3 и многими другими веществами газовые гидраты. [ 2]

Вода - уникальное вещество и все её аномальные свойства: высокая температура кипения, значительная растворяющая и диссоциирующая способность, малая теплопроводность, высокая теплота испарения и другие обусловлены строением её молекулы и пространственной структурой.

У отдельно взятой молекулы воды есть качество, которое проявляется только в присутствии других молекул: способность образовывать водородные мостики между атомами кислорода двух оказавшихся рядом молекул, так, что атом водорода располагается на отрезке, соединяющем атомы кислорода. Свойство образовывать такие мостики обусловлено наличием особого межмолекулярного взаимодействия, в котором существенную роль играет атом водорода. Это взаимодействие называется водородной связью. [5]

Каждая из присоединённых к данной молекул воды сама способна к присоединению дальнейших молекул. Этот процесс можно называть "полимеризацией". Если только одна из двух возможных связей участвует в присоединении следующей молекулы, а другая остаётся вакантной, то "полимеризация" приведёт к образованию либо зигзагообразной цепи, либо замкнутого кольца. Наименьшее кольцо, по-видимому, может состоять из четырёх молекул, но величина угла 90° делает водородные связи крайне напряжёнными. Практически ненапряжёнными должны быть пятизвенные кольца (угол 108° ), а шестизвенные (угол 120° ), также как и семизвенные - напряжённые. [ 2]

Рассмотрение реальных структур гидратов показывает, что, действительно, наиболее устойчиво шестизвенное кольцо, находимое в структурах льдов. Плоские кольца являются привилегией клатратных гидратов, причём во всех известных структурах чаще всего встречаются плоские пятизвенные кольца из молекул воды. Они, как правило, чередуются во всех структурах клатратных гидратов с шестизвенными кольцами, очень редко с четырёхзвенными, а в одном случае - с плоским семизвенным. [ 4]

В целом структура воды представляется как смесь всевозможных гидратных структур, которые могут в ней образоваться.

В прикладном аспекте это, например, имеет важное значение для понимания действия лекарственных веществ. Как было показано Л. Полингом структурированная клатратная форма воды в межсинаптических образованиях мозга обеспечивает, с одной стороны, передачу импульсов с нейрона на нейрон, а, с другой стороны при попадании в эти участки наркозного вещества такая передача нарушается, то есть наблюдается явление наркоза. Гидратация некоторых структур мозга является одной из основ реализации действия наркотических анальгетиков (морфина).

Биологическая роль воды.

Биологическое значение воды можно показать на примере медузы. Если высушить медузу, то остаток составит 0,1% ее живой массы. Организм форели на 84% состоит из воды, лягушки на 80%. За 9 - 10 дней вода проходит через весь организм.

Вода известна как хороший растворитель - она растворяет многие вещества. Кроме того, вода является той физико-химической средой, благодаря которой может осуществляться большинство реакций обмена веществ, обеспечивающих непрерывный процесс разрушения и восстановления живых тканей.

Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она не только инертная среда, она может также вступать в соединение с другими компонентами живой материи. Необходимо особо подчеркнуть это ее значение в биологическом круговороте. Одновременно вода играет роль в регулировании температуры организма и необходима для орошения его тканей.

Взрослый человек должен выпивать около 2,5 л воды в сутки. За 60 лет своей жизни он выпивает целую цистерну пресной воды (50 т). Пить очень пресные воды вредно, ибо это вызывает выщелачивание кальция из организма, особенно детского.

Жажда является естественной потребностью, ее вызывает повышение осмотического давления внутри организма. Это так называемая " тканевая жажда ", которую невозможно утолить, смазывая слизистую оболочку рта, эту потребность можно удовлетворить только введением жидкости в организм. В течение суток в пищеварительный канал поступает 9 -10 л жидкости, которая впитывается слизистой оболочкой. Из этого количества жидкости извне поступает только 2,5 л, а остальное количество распределяется следующим образом: 1,5 л слюны, столько же желудочного сока, 3 л кишечного сока, 0,7 л сока поджелудочной железы и 0,5 л желчи. В ухе у нас есть так называемый лабиринт, наполненный жидкостью, при ходьбе он регулирует равновесие нашего тела. Питьевой центр в нашем организме - это командный пункт, ведающий водным балансом человеческого тела. Он контролирует и регулирует беспрерывный обмен воды между отдельными органами. В среднем в сутки из организма человека выделяется 2 - 2,5 л воды. Чтобы поддержать водный баланс в организме необходимо вводить в него такое же количество воды.

Отсюда, очевидно то огромное значение, которое имеет вода для всех живых существ.

1) Обеспечивает подержание структуры,

2) служит растворителем и средой для диффузии.

3) участвует в реакциях гидролиза

4) является средой, где происходит оплодотворение,

5) обеспечивает распространение семян,

6) обуславливает осмос,

7) участвует в фотосинтезе

8) транспортирует неорганические ионы и органические молекулы

9) обеспечивает прорастание семян

10) обеспечивает транспорт веществ

11) обеспечивает осморегуляцию

12) способствует охлаждению

13) служит одним из компонентов смазки

14) служит опорой некоторым организмам

15) выполняет защитную функцию

16) способствует миграции организмов.

Вода - сок жизни. Такое определение дал воде Леонардо да Винчи. В воде зародилась жизнь, без воды не возможно вообще существование - ни растений, ни животных, ни людей. Академик Ферсман назвал воду " самым важным минералом на земле, без которого нет жизни ".

Вода - это величайшая ценность не только для жителей пустыни, но и для каждого человека. Восточная поговорка гласит: "где вода, там жизнь. Где кончается вода, там кончается земля".

Без воды человек не может жить и 3 дней. Вода составляет 60% массы человека к 50 годам. Основная часть воды, около 70%, сосредоточена внутри клеток, а 30% - это внеклеточная вода, которая разделяется на две части: меньшая часть, около 7%, - это кровь и лимфа (она является фильтром крови), а большая часть – межтканевая, омывающая клетки.

Без воды невозможно питание и развитие организма. Для жизни необходимо, чтобы питательные вещества попадали в кровь, которая разносит их по всему организму. Сама кровь, как показано, также содержит большое количество воды. В каждом органе нашего тела, в каждой живой клетке идут превращения одних веществ в другие. Из поступающей в организм пищи вырабатываются сложные вещества, необходимые для его нормальной работы. Все эти превращения возможны только тогда, когда различные вещества в организме находятся в растворе. Вот почему так много воды в нашем теле. [6]

Таким образом, очевидно, что жизнедеятельность человеческого организма прочно связана с водой.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Вода – самое удивительное вещество на Земле стр.3

Строение молекулы воды стр.4

Какие связи имеет H₂O стр.5

Физические свойства H₂O стр.7

Химические свойства H₂O стр.8

Круговорот воды в природе стр.10

Почему не кончается вода на Земле стр.14

Водный голод планеты стр.16

Приобретаемые вопросы об охране водных ресурсов стр.19

4. Виды воды стр.20

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)

Мной написан реферат по теме "Вода – самое удивительное вещество в мире". Я выбрал 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 ни какие 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 растворах… 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.

2. Вода – самое удивительное вещество на Земле.

Вода – вещество привычное и необычное. Известный советский учёный академик И. В. Петрянов свою научно-популярную книгу о воде назвал "самое необыкновенное вещество в мире". А "Занимательная физиология", написанная доктором биологических наук Б. Ф. Сергеевым, начинается с главы о воде – "Вещество, которое создало нашу планету".

Учёные абсолютно правы: нет на Земле вещества, более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в тоже время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.

Почти? поверхности нашей планеты занято океанами и морями. Твёрдой водой – снегом и льдом – покрыто 20% суши. От воды зависит климат планеты. Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. У неё очень большая теплоёмкость. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдаёт его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым "выравнивает" климат. А от космического холода предохраняет Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров… без воды обойтись нельзя – это самое важное вещество на Земле.

2.1 Строение молекулы воды.

Поведение воды "нелогично". Получается, что переходы воды из твёрдого состояния в жидкое и газообразное происходит при температурах, намного более высоких, чем следовало бы. Этим аномалиям найдено объяснение. Молекула воды H₂О построена в виде треугольника: угол между двумя связками кислород – водород 104 градуса. Но поскольку оба водородных атома расположены по одну сторону от кислорода, электрические заряды в ней рассредоточиваются. Молекула воды полярная, что является причиной особого взаимодействия между разными её молекулами. Атомы водорода в молекуле H₂О, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с электронами атомов кислорода соседних молекул. Такая химическая связь называется водородной. Она объединяет молекулы H₂О в своеобразные полимеры пространственного строения; плоскость в которой расположены водородные связи, перпендикулярны плоскости атомов той же молекулы H₂О. Взаимодействием между молекулами воды и объясняются в первую очередь незакономерно высокие температуры её плавления и кипения. Нужно подвести дополнительную энергию, чтобы расшатать, а затем разрушить водородные связи. И энергия эта очень значительна. Вот почему, кстати, так велика теплоёмкость воды.

2.2 Какие связи имеет H₂O?

В молекуле воды имеются две полярные ковалентные связи Н-О.

Они образованы за счёт перекрывания двух одноэлектронных р – облаков атома кислорода и одноэлектронных S – облаков двух атомов водорода.

В молекуле воды атом кислорода имеет четыре электронных пары. Две из них участвуют в образовании ковалентных связей, т.е. являются связывающими. Две другие электронные пары являются не связывающими.

В молекуле имеются четыре полюс зарядов: два – положительные и два – отрицательные. Положительные зарядов сосредоточены у атомов водорода, так как кислород электроотрицательнее водорода. Два отрицательных полюса приходятся на две не связывающие электронные пары кислорода:

Подобное представление о строении молекулы позволяет объяснить многие свойства воды, в частности структуру льда. В кристаллической решётке льда каждая из молекул окружена четырьмя другими. В плоскостном изображении это можно представить так:

На схеме видно, что связь между молекулами осуществляется посредством атома водорода:

Положительно заряженный атом водорода одной молекулы воды притягивается к отрицательно заряженному атому кислорода другой молекулы воды. Такая связь получила название водородной (её обозначают точками). По прочности водородная связь примерно в 15 – 20 раз слабее ковалентной связи. Поэтому водородная связь легко разрывается, что наблюдается, например, при испарении воды.

Структура жидкой воды напоминает структуру льда. В жидкой воде молекулы также связаны друг с другом посредством водородных связей, однако структура воды менее "жёсткая", чем у льда. Вследствие теплового движения молекул в воде одни водородные связи разрываются, другие образуются.

2.3 Физические свойства H₂O

Вода, H₂O, жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотность 1 г/см 3 (при 3,98 градусах), t_пл=0 градусов, t_кип=100 градусов.

Разная бывает вода: жидкая, твёрдая и газообразная.

Вода – это единственное вещество в природе, которое в земных условиях существует во всех трёх агрегатных состояниях:

Жидком – вода

Твёрдом – лёд

Газообразном – пар

Советский учёный В. И. Вернадский писал: "Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могли бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала горной породы, живого тела, которое её бы не заключало. Всё земное вещество ею проникнуто и охвачено"

2.4 Химические свойства H₂O.

Из химических свойств воды особенно важны способность её молекул дисоциировать (распадаться) на ионы и способность воды растворять вещества разной химической природы. Роль воды, как главного и универсального растворителя определяется прежде всего полярностью её молекул (смещением центров положительных и отрицательных зарядов) и, как следствие, её чрезвычайно высокий диэлектрической проницаемостью. Разноименные электрические заряды, и в частности ионы, притягиваются друг к другу в воде в 80 раз слабее, чем притягивались бы в воздухе. Силы взаимного притяжения между молекулами или атомами погружённого в воду тела также слабее, чем на воздухе. Тепловому движению в этом случае легче разобщить молекулы. Оттого и происходит растворение, в том числе многих трудно растворимых веществ: капля камень точит…

Диссоциация (распадение) молекул воды на ионы H₂О H + +OH - , или 2H₂О H₃O (ион гидроксия) +ОН в обычных условиях крайне незначительна; диссоциирует в среднем одна молекула из 500000000. При этом надо иметь в виду, что первое из приведённых уравнений сугубо условное: не может существовать в водной среде лишённый электронной оболочки протон Н. Он сразу соединяется с молекулой воды, образуя ион гидроксия Н₃О. Считают даже, что ассоцианты водных молекул в действительности распадаются на значительно более тяжёлые ионы, такие, например, как 8Н₂О HgO₄+H₇O₄, а реакция H₂О H + +OH - - лишь сильно упрощенная схема реального процесса.

Реакционная способность воды сравнительно невелика. Правда, некоторые активные металлы способны вытеснять из неё водород: 2Na+2H₂O 2NaOH+H₂ , а в атмосфере свободного фтора вода может гореть: 2F₂+2H₂O 4HF+O₂. Из подобных же молекулярных ассоциатов соединений молекул состоят и кристаллы обычного льда. "Упаковка" атомов в таком кристалле не ионная, и лёд плохо проводит тепло. Плотность жидкой воды пи температуре близкой к нулю, больше чем у льда. При 0 градусов 1гр льда занимает объём 1,0905 см 3 , а 1гр жидкой воды – 1,0001 см 3 . И лёд плавает, оттого и не промерзают насквозь водоёмы, а лишь покрываются ледяным покровом. В этом проявляется ещё одна аномалия воды: после плавления она сначала сжимается, а уж потом, на рубеже 4 градусов, при дальнейшем процессе начинает расширятся. При высоких давлениях обычный лёд можно превратить в так называемый лёд – 1, лёд – 2, лёд – 3, и т. д. – более тяжёлые и плотные кристаллические формы этого вещества. Самый твёрдый, плотный и тугоплавкий пока лёд – 7 – полученный при давлении 3 кило Па. Он плавится при 190 градусах.

2.5 Круговорот воды в природе.

Организм человека пронизан миллионами кровеносных сосудов. Крупные артерии и вены соединяют друг с другом основные органы тела, более мелкие оплетают их со всех сторон, тончайшие капилляры доходят практически до каждой отдельной клетки. Копаете ли вы яму, сидите ли на уроке или блаженно спите, по ним беспрерывно течёт кровь, связывая в единую систему человеческого организма мозг и желудок, почки и печень, глаза и мускулы. Для чего же нужна кровь?

Кровь доносит до каждой клетки вашего тела кислород из лёгких и питательные вещества из желудка. Кровь собирает отходы жизнедеятельности из всех, даже самых укромных уголков организма, освобождая его от углекислого газа и других ненужных, в том числе опасных веществ. Кровь разносит по всему телу особые вещества – гормоны, которые регулируют и согласовывают работу разных органов. Иными словами, кровь соединяет разные части тела в единую систему, в слаженный и работоспособный организм.

Так же кровеносная система есть и у нашей планеты. Кровь Земли – это вода, а кровеносные сосуды – реки, речушки, ручьи и озёра. И это не просто сравнение, художественная метафора. Вода на Земле играет ту же роль, что и кровь в организме человека, и как недавно заметили учёные, структура речной сети очень похожа на структуру кровеносной системы человека. "Возница природы" – так назвал воду великий Леонардо да Винчи именно она, переходя из почвы в растения, из растений в атмосферу, стекая по рекам с материков в океаны и возвращаясь обратно с воздушными потоками, соединяя друг с другом различные компоненты природы, превращая их в единую географическую систему. Вода не просто переходит из одного природного компонента в другой. Как и кровь, она переносит с собой огромное количество химических веществ, экспортируя их из почвы в растения, с суши в озёра и океаны, из атмосферы на землю. Все растения могут потреблять питательные вещества, содержащиеся в почве, только с водой, где они находятся в растворённом состоянии. Если бы не приток воды из почвы в растения, все травы, даже растущие на самых богатых почвах, погибли бы "от голода", уподобившись купцу, умершему от голода на сундуке с золотом. Вода снабжает питательными веществами и обитателей рек, озёр и морей. Ручьи, весело стекающие с полей и лугов во время весеннего таянья снега или после летних дождей, собирают по пути хранящиеся в почве химические вещества и доносят их до жителей водоёмов и моря, связывая тем самым наземные и водные участки нашей планеты. Самый богатый "стол" образуется в тех местах, где несущие питательные вещества реки впадают в озёра и моря. Поэтому такие участки побережий – эстуарии – отличаются буйством подводной жизни. А кто удаляет отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности различных географических систем? Опять же вода, причём в должности акселератора она работает намного лучше кровеносной системы человека, которая лишь частично выполняет эту функцию. Особенно важна очистительная роль воды сейчас, когда человек отравляет окружающею среду отходами городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий. В организме взрослого человека содержится примерно 5-6 кг. крови большая часть которой беспрерывно циркулирует между разными частями его тела. А сколько воды обслуживает жизнь нашего мира?

Все воды на земле не входящие в состав горных пород, объединяются понятием "гидросфера". Её вес столь велик, что обычно его измеряют не килограммах или в тоннах, а в кубических километрах. Один кубический километр – это куб с размером каждого ребра в 1 км., постоянно занятого водой. Вес 1 кг 3 воды равен 1 млрд. т. На всей земле содержится 1,5 млрд. км 3 воды, что по весу равно примерно 1500000000000000000 тонн! На каждого человека приходится по 1,4 км 3 воды, или по 250 млн. т . Пей, не хочу!

Но к сожалению, всё не так просто. Дело в том, что 94% этого объёма составляют воды мирового океана, не пригодные для большинства хозяйственных целей. Лишь 6% -это воды суши, из которых пресной всего 1/3, т.е. лишь 2% от всего объёма гидросферы. Основная масса этих пресных вод сосредоточена в ледниках. Значительно меньше их содержится под земной поверхностью (в неглубоко расположенных подземных, водных горизонтах, в подземных озёрах, в почвах, а так же в парах атмосферы. На долю рек, из которых в основном и берёт воду человек, приходится совсем мало – 1,2 тыс. км 3 . Совершенно ничтожен общий объём воды, единовременно содержащейся в живых организмах. Так что воды, которую может потреблять человек и другие живые организмы, на нашей планете не так уж и много. Но почему же она не кончается? Ведь люди и животные постоянно пьют воду, растения испаряют её в атмосферу, а реки уносят в океан.

Вода - на первый взгляд простейшее химическое соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода. Вода является основой жизни на Земле. Не случайно ученые в поисках форм жизни на других планетах солнечной системы столько усилий направляют на обнаружение следов воды.

В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с водой постоянно.

Природа и человек взаимосвязаны. Вода - есть основа жизни что природы, что человека. Человек на 80% состоит из воды, причем, чем меньше мы пьем, тем хуже это отражается на нашем организме. Это сразу заметно: кожа на лице менее эластична, появляется отечность, волосы становятся сухими, начинает накапливаться лишний вес.

Все живое погибает, сохнет, одним словом, жизнь заканчивается тогда, когда вода становится дефицитом в природе, отсюда болезни и всевозможные нежелательные метаморфозы.

Вода — удивительная жидкость. У неё нет ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Калорийность воды равна нулю. Некоторые люди называют её настоящей загадкой. В воде удивительным образом сочетается как простота, так и сложность. Казалось бы: в молекуле воды всего три атома, тем не менее, учёным всё ещё не ясно до конца, как действуют эти молекулы. Но точно известно одно: не будет воды — не будет и жизни на Земле.

Глава 2. Объёмы водных ресурсов.

Вода в жизни человека играет огромную роль. Без неё не проживут ни люди, ни растения, ни животные. Ни огромный слон, ни микроскопические бактерии не обойдутся без этой живительной жидкости. Каждый живой организм примерно на 80 % состоит из воды. Без неё не вырастет урожай на полях, а соответственно — не будет продуктов питания. Итак, совершенно очевидно: без воды жизнь на планете быстро бы прекратилась, и заменить её нам было бы нечем.

Но, к нашему счастью, воды на нашей планете содержится в изобилии. Задумайтесь: площадь одного лишь Тихого океана гораздо больше площади всей суши Земли, вместе взятой!

Глава 2.1. Удивительные свойства воды.

В отличие от других жидкостей, вода имеет удивительные свойства. Ниже приведены несколько интересных фактов о воде.

1. Даже поглотив немного солнечной энергии, воды Мирового океана в состоянии удерживать в себе много тепла. Это полезное свойство воды способствует смягчению климата.

2. При низких температурах вода не сужается, как другие вещества, а расширяется, превращаясь в лёд. Это служит защитой для живых организмов Мирового океана. Если бы вода при замерзании становилась более плотной, то все воды Земли замерзали бы от дна до поверхности. Всё живое при этом просто бы погибло.

3. В отличие от других жидкостей вода очень прозрачна. Благодаря этому свойству глубоководные обитатели морей и океанов могут получать достаточное количество солнечного света, который проникает сквозь толщу воды именно за счёт её прозрачности.

Глава 2.2. Вода в организме человека.

В целом организм человека состоит по весу на 50-86% из воды (86% у новорожденного и до 50% у пожилых людей). Содержание воды в различных частях тела составляет: кости – 20-30%; печень - до 69%; мышцы – до 70%; мозг – до 75%; почки - до 82%; кровь – до 85%.

Это обстоятельство позволило фантасту В. Савченко заявить о том, что у человека “гораздо больше оснований считать себя жидкостью, чем, скажем, у сорокапроцентного раствора едкого натрия”.

Без пищи человек может прожить около 50-ти дней, если во время голодовки он будет пить пресную воду, без воды он не проживет и неделю - смерть наступит через 5 дней. По данным медицинских экспериментов при потере влаги в размере 6-8% от веса тела человек впадает в полуобморочное состояние, при потере 10% - начинаются галлюцинации, при 12% человек не может восстановиться без специальной медицинской помощи, а при потере 20% наступает неизбежная смерть.

увлажняет кислород для дыхания;
регулирует температуру тела;
помогает организму усваивать питательные вещества;
защищает жизненно важные органы;
смазывает суставы;
помогает преобразовать пищу в энергию;
участвует в обмене веществ;
выводит различные отходы из организма.

Обычный человек теряет в день 2-3 литра воды. В жаркую погоду, при высокой влажности, во время занятий спортом расход воды возрастает. Даже благодаря дыханию человек теряет почти пол-литра воды ежедневно.

Суточная потребность взрослого человека в воде – 30-40 грамм на 1 кг веса тела. Приблизительно 40% ежедневной потребности организма в воде удовлетворяется с пищей, остальное мы должны принимать в виде различных напитков. Летом ежедневно нужно употреблять 2 - 2,5 литра воды. В жарких районах планеты - 3,5 - 5,0л в сутки, а при температуре воздуха 38–40С и низкой влажности работающим на открытом воздухе потребуется в сутки 6,0 - 6,5л воды. При этом нельзя ориентироваться на то, испытываете вы жажду или нет, поскольку этот рефлекс возникает уже поздно и не является адекватным показателем того, сколько воды нужно вашему организму.

По некоторым оценкам за 60 лет жизни человек выпивает около 50т воды – целую цистерну.

Глава 2.3. Вода в жизнедеятельности человека.

На протяжении всей своей жизни человек ежедневно имеет дело с водой. Он использует ее для питья и пищи, для умывания, летом – для отдыха, зимой – для отопления.

Для человека вода является более ценным природным богатством, чем уголь, нефть, газ, железо, потому что она незаменима.

Около 3% (0,3л) воды образуется в результате биохимических процессов в самом организме.

Глава 2.4. Влияние воды на организм человека

Участвуя в обмене веществ, вода позволяет уменьшить жировые накопления и снизить вес. Многие из тех, кто хочет похудеть, считают, что их организм удерживает воду, и стараются меньше ее пить. Однако вода является естественным мочегонным средством и, если вы ее пьете, то теряете в весе.

Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым. Ему проще контролировать свой вес, поскольку улучшается пищеварение, а когда вас тянет перекусить, часто достаточно бывает просто попить воды, чтобы снизить аппетит. Симптомами обезвоживания организма являются сухая кожа (может сопровождаться зудом), усталость, плохая концентрация внимания, головные боли, повышение давления, плохая работа почек, сухой кашель, боли в спине и суставах.

Исследованиями ученых уже доказано, что употребление достаточного количества воды может свести к минимуму боли в спине, мигрени, ревматические боли, а также понижение уровня холестерина в крови и кровяного давления, уменьшая тем самым вероятность сердечного приступа. Потребление достаточного количества воды — это один из лучших способов предотвратить образование камней в почках. Так как вода не содержит солей, жира, холестерина и кофеина, то, соответственно, она по-другому выводится из организма.

Немецкие ученые, проведя испытания на студентах-добровольцах, пришли к выводу, что те, которые пьют воды и напитков больше, проявляют и больше выдержки и склонности к творчеству, чем пьющие меньше.

Регулярное потребление воды улучшает мышление и координационные действия мозга. Головной мозг и весь организм будут достаточно заряжены нужными веществами, если вода, которую мы пьем, будет высокого качества, то есть, будет богата минеральными веществами. Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но гораздо полезнее пить часто и понемногу. Вредно выпивать сразу много жидкости, так как вся жидкость всасывается в кровь, и, пока ее излишек не будет выведен из организма почками, сердце получает излишнюю нагрузку.

Вода может снизить риск возникновения сердечного приступа, если человек выпивает более пяти стаканов воды в день. Однако такими свойствами обладает лишь чистая питьевая вода.
Воды надо пить больше, если вы любители спиртных напитков, а также чая или кофе. Поскольку при их потреблении почки работают на полную мощность, создавая угрозу обезвоживания.
Избавиться от излишнего веса американские диетологи рекомендуют с помощью "водяной" диеты, которая становится всё более популярной на Западе. Обнаружено, что при недостатке жидкости организм начинает посылать сигналы в мозг, сходные с сигналами голода. В результате люди начинают есть, в то время как надо пить! Выпивая каждый день по 2 -2,5 литра воды человек может подавить чувство голода и сократить количество потребляемой пищи. Но пить нужно именно воду, поскольку даже чай или кофе содержат вредные для диеты активные вещества.
Американские ученые, выяснили, что регулярный душ может вызвать нарушения в работе мозга. Оказывается, вдыхание даже небольшого количества марганца, содержащегося в водопроводной воде, приводит к отклонениям в центральной нервной системе.

1. Образование слюны

Вода является основным компонентом слюны. Слюна также включает небольшое количество электролитов, слизи и ферментов. Это важно для разрушения твердой пищи и поддержания здоровья вашего рта.

2. Вода регулирует температуру тела

Так как вода обладает способностью переносить тепло, то она играет важную роль в поддержании температуры тела. Во время физических нагрузок или жары вы потеете, теряя воду. Пот предохраняет ваш организм от перегревания, но температура тела может повыситься, если вы не будете восполнять воду, которую вы теряете. Если вы потеете больше, чем обычно, убедитесь, что вы пьете много воды, чтобы избежать обезвоживания.

3. Вода защищает суставы

Вода в больших количествах содержится в суставной жидкости. Это предотвращает трение поверхностей костей во время работы суставов и правильно распределяет нагрузку на суставы. А также вода выполняет защитную функцию амортизатора при незначительных травмах и падениях.

4. Вода выводит вредные вещества из организма через пот, мочеиспускание и дефекацию

Ваше тело использует воду для образования пота, мочи и работы кишечника.

Пот регулирует температуру тела, поэтому необходимо пить воду, чтобы восполнять потерянную с потом жидкость.

Также необходимо потреблять достаточное количество воды для нормальной работы кишечника и профилактики запоров.

Адекватное потребление воды влияет на эффективность работы почек, которые удаляют шлаки и токсины из организма.

5. Вода улучшает выносливость к физическим нагрузкам

Очень важно пить много воды во время занятий спортом. Спортсмены могут потерять до 6-10 процентов веса тела во время физической активности. Содержание воды в организме также влияет на вашу силу и выносливость. Вы можете быть более восприимчивы к эффектам обезвоживания, если вы участвуете в тренировках на выносливость или спортивных соревнованиях высокой интенсивности, таких как баскетбол.

Отрицательные эффекты занятий спортом без достаточного количества воды могут серьезно влиять на здоровье, например, может резко снизиться артериальное давление и повысится температура.

6. Вода помогает предотвратить запор

Клетчатка — это не единственный способ предотвратить запор. Питьевая газированная вода может помочь облегчить симптомы запора.

7. Вода помогает в пищеварении

Питьевая вода до, во время и после еды помогает лучше переваривать пищу и получать из нее максимальную пользу.

8. Вода растворяет и доставляет клеткам питательные вещества

Вода растворяет витамины, микроэлементы и другие питательные вещества, которые поступают с пищей. Затем она участвует в доставке этих веществ в клетки вашего организма.

9. Вода улучшает циркуляцию кислорода в крови

Вода несет полезные питательные вещества и кислород для всего тела. Достаточное ежедневное потребление воды улучшит ваше кровообращение, а значит, положительно повлияет на общее состояние вашего организма.

10. Вода помогает бороться с заболеваниями

запор
инфекция мочевых путей
интоксикация во время вирусных инфекций и гриппа.

11. Вода помогает увеличить энергию

Питьевая вода может активировать ваш метаболизм. Повышение метаболизма связано с положительным воздействием на уровень энергии.

Одно исследование показало, что употребление 500 миллилитров воды повысило уровень метаболизма на 30 процентов как у мужчин, так и у женщин. Эти эффекты продолжались более часа.

12. Вода влияет на умственную работоспособность

Количество потребляемой жидкости является ключевым фактором для активной работы головного мозга. Несколько исследований показали, что недостаток питьевой воды может негативно повлиять на концентрацию внимания и кратковременную память.

13. Вода поднимает настроение

Недостаток воды также может повлиять на ваше настроение. Обезвоживание может привести к усталости, беспокойству и спутанности сознания.

14. Вода поддерживает молодость кожи

Адекватное потребление воды поможет сохранить вашу кожу упругой, способствуя выработке коллагена. Однако одна вода не поможет защититься от возрастных изменений, необходим регулярный уход и защита от солнца.

15. Вода предотвращает общее обезвоживание

Обезвоживание возникает в результате того, что в организм не поступает достаточного количества воды. И поскольку вода необходима для столь многих функций организма, обезвоживание может быть очень опасным.

Удостоверьтесь, что вы пьете достаточно воды, для того чтобы восполнить ее потери.

Глава 3. ВЫВОД

Таким образом, можно сделать вывод о том, что роль воды для человека огромна. Сегодня каждый человек может создать для себя условия сохранения бесценного водного баланса путем правильной организации питьевого режима.

Читайте также: