1.1水的形態(tài)、冰點(diǎn)、沸點(diǎn)
純凈的水是無色、無味、無嗅的透明液體。
水在1個(gè)大氣壓時(shí)(105Pa),溫度在0℃以下為固體(固態(tài)水),0℃為水的冰點(diǎn)。從0℃~100℃之間為液體(通常情況下水呈現(xiàn)液態(tài)),100℃以上為氣體(氣態(tài)水),100℃為水的沸點(diǎn)。
1.2水的比熱
把單位質(zhì)量的水升高1℃所吸收的熱量,叫做水的比熱容,簡稱比熱,水的比熱為4.2×103[焦/(千克·C)]
1.3水的汽化熱
在一定溫度下單位質(zhì)量的水完全變成同溫度的汽態(tài)水(水蒸汽)所需要的熱量,叫做水的汽化熱。(水從液態(tài)轉(zhuǎn)變成氣態(tài)的過程叫做汽化,水表面的汽化現(xiàn)象叫做蒸發(fā),蒸發(fā)在任何溫度下都能夠進(jìn)行。
1.4冰(固態(tài)水)的溶解熱
單位質(zhì)量的冰在熔點(diǎn)時(shí)(0℃)完全熔解在同溫度的水所需要的熱量,叫做冰的熔解熱。
1.5水的密度
在1個(gè)大氣壓下(105Pa),溫度為4℃時(shí),水的密度為最大,每立方厘米質(zhì)量為1克,當(dāng)溫度低于或高于4℃時(shí),其密度均小于1。
1.6水的壓強(qiáng)
水對(duì)容器的底部和側(cè)壁都有壓強(qiáng)。(單位面積上受到的壓力叫做壓強(qiáng))水內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng);在同一深度,水向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等;深度增加,水壓強(qiáng)增大;水的密度增大,水壓強(qiáng)也增大。
1.7水的浮力
水對(duì)物體向上和向下的壓力的差就是水對(duì)物體的浮力。浮力的方向總是豎直向上的。
1.8 水的表面潛力
水的表面存在著一種力,使水的表面有收縮的趨勢,這種水表面的力叫做表面漲力。
1.9水的其它力學(xué)性質(zhì)
范德華引力
對(duì)一個(gè)水分子來說,它的正電荷重心偏在兩個(gè)氫原子的一方,而負(fù)電荷重心偏在氧原子一方,從而構(gòu)成極性分子,所以當(dāng)水分子相互接近時(shí),異極間的引力大于相距較遠(yuǎn)的同極間的斥力,這種分子間的相互吸引的靜電力稱范德華引力。
地球上水的分布
水體類別 | 體積(萬立方公里) | 占總量% |
海洋 | 132000 | 9702 |
河流 | 0.125 | 0.0001 |
淡水河泊 | 12.5 | 0.009 |
咸湖與內(nèi)海 | 10.4 | 0.008 |
土壤水 | 6.7 | 0.005 |
淺層地下水 | 4.17 | 0.31 |
深層地下水 | 4.17 | 0.31 |
冰冠與冰川 | 2920 | 2.15 |
大氣水 | 1.3 | 0.001 |
生物體內(nèi)水 | 0.6 | 0.0005 |
總量約 | 136000 | 100 |
4、水資源情況
地球上水的總量約為14億立方公里,其中淡水只占總水量的2.53%,且主要分布在南北兩極的冰雪中。目前人類可以直接利用的只有地下淡水平線、湖泊淡水和河床水,三者總和約占地球總水量的0.77%,除去不能開采的深層地下水,人類實(shí)際能夠利用的水只占地球上總水量的0.2%左右。
我國水資源總量約為28124億立方米,其中地下水約8700億立方米。水資源人約2700立方米,是世界人均占有量的25%,居世界第88位。我國的淡水占全球的8%,人均占有量是世界人均占有是的30%。
我國水的時(shí)空分布極不合理,如占國土面積過半,占全國耕地面積64%的長江以北只占全國18%的水資源,尤其是華北,人均還不到全國平均水平的1/6。
5、水的重要作用
5.1人與水
冥冥蒼穹,茫茫大地,曾幾何時(shí),地球上有了水,于是便開始有了生命,有了人這種生靈,靠了它,生命才得以連續(xù),人類才得以繁衍生息;現(xiàn)代科學(xué)證明,人的體重的60%多是水,血液的90%也是水,每人每天至少要有2000毫升的水才能維持生命,人斷水7-10天,就將出現(xiàn)死亡,失水15-20%就產(chǎn)生脫水癥狀,人,自從誕生那天起,便與它結(jié)了不解之緣。水在人體內(nèi)所起的作用可歸納為如下幾點(diǎn):
5.1.1水能溶解各種各樣的電解質(zhì),被溶解了的電解質(zhì)以離子態(tài)離解,使生命中的生物化學(xué)反應(yīng)得以正常進(jìn)行
。
5.1.2水是一部分有機(jī)物質(zhì)的溶劑,對(duì)人體內(nèi)的生物反應(yīng)十分有利。
5.1.3水的表面能力大,存在于人體各個(gè)組織、器官、肌肉毛細(xì)管與組織液中以及細(xì)胞與細(xì)胞之間的微小間隙之內(nèi)向全身供給營養(yǎng)物質(zhì)向血液提供溶解氧,排泄物又借助于水才能運(yùn)輸,作為尿和汗液等排出體外,如果沒有水,排泄物將在人體內(nèi)積累,以致產(chǎn)生中毒現(xiàn)象。
5.1.4人體除由傳導(dǎo)、幅射將熱量散發(fā)外,還通過發(fā)汗等產(chǎn)生的氣化熱,把體內(nèi)多余的熱散出去,以防體溫上升。
5.1.5人體內(nèi)水平衡情況表
收入(毫升) | 支出(毫升) |
飲用水1200 | 尿1200 |
食物水分600 | 從皮膚肺部700 |
體內(nèi)水200 | 糞便100 |
合計(jì)2000 | 合計(jì)2000 |
說明:體內(nèi)水,就是進(jìn)入體內(nèi)的食物由于加氧反應(yīng),在發(fā)生熱的同時(shí)產(chǎn)生的,成年人:男子體重每一公斤,每天大約需要補(bǔ)充30毫升水,女子體重每1公斤,每天大約需要補(bǔ)充25毫升水,這里都是指每天所必須補(bǔ)充的。
5.1.6水與人體健康
水不僅是人類生活不可缺少的重要物質(zhì),也是影響人體健康的主要因素,它是機(jī)體進(jìn)行各種生理生命活動(dòng)的重要介質(zhì),通過飲水人的機(jī)體獲得必需的生理微量元素,如鐵、錳、銅、鋅、碘、氟、鈣、鎂,排出機(jī)體代謝產(chǎn)物CO2、尿素、尿酸。
符合衛(wèi)生要求的飲用水能保證人體健康,反之則會(huì)給人體帶來多種危害,如果飲用水被微物和物理、化學(xué)物質(zhì)污染,必然要危害飲水人群機(jī)體健康,甚至發(fā)生中毒或引起疾病。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo),由于水引起的疾病有如下幾種:
(一)介水傳染病
一般通過飲用水傳播的傳染病叫介水傳染病,如霍亂、副霍亂、傷寒、副傷寒、細(xì)菌性痢疾,病毒性肝炎、小兒麻痹癥、腸炎等都可通過飲水進(jìn)行傳播。歷史上,國內(nèi)外很多城市都發(fā)生過因飲水被污染而引起霍亂、傷害、肝炎等傳染病暴發(fā)流行的病例。
游泳池水不潔,則可傳播紅眼病、砂眼、中耳炎和皮膚病等,此例亦不少見。
(二)寄生蟲病
有些寄生蟲病,如血吸蟲病、鉤端螺旋體病,也可通過水傳播。
(三)地方病
水中含碘量不足,會(huì)引起地方性甲狀腺腫和克汀病;含氟量過低,人群齲齒增加;含氟量過高,會(huì)發(fā)生氟斑牙、氟骨癥等地方性氟中毒。
(四)公害病
水如受到工業(yè)“三廢”的污染,就可引起公害病,如日本水俁地方,由于飲水受到了汞的污染,當(dāng)?shù)厝税l(fā)生非常嚴(yán)重的汞中毒,被稱為“水俁病”,日本富山縣的居民發(fā)生過鎘中毒,全身骨骼劇疼,被稱為“骨疼病”,這是兩起聞名世界的公害事件。另外象砷、鋁、鉻、氰化物、農(nóng)藥等污染水源,都可能引起人體急、慢性中毒。
(五)其它疾病
飲用鈣鎂含量低的軟水,心血管疾病發(fā)病率較高;含量高時(shí),可引起暫時(shí)性胃腸功能失調(diào)節(jié),如消化不良、腹瀉。苯(a)芘、鉻、鎳、亞硝酸鹽污染水質(zhì)嚴(yán)重時(shí),癌癥患病率增高。
6、城市與水
6.1市政設(shè)施用水
一座城市,特別是現(xiàn)代化城市,不管城市規(guī)模大小,如果缺水就很難維持,姑且不論城市居民生活離不開水,工廠生產(chǎn)離不開水,而城市的一些公用設(shè)施、消防、綠化、公共場所的清潔衛(wèi)生,高溫季節(jié)公路降溫、……都少不了水,而且還要求提供不受污染的水。在改革開放的今天可以毫不夸張地說:水環(huán)境決定投資環(huán)境,直接影響城市改革開放的程度。
6.2工業(yè)用水
水在工業(yè)上主要用于以下幾個(gè)方面:
(一)冷卻用水,冶金、電力、化工等工業(yè)的某些機(jī)械設(shè)備在操作過程中需要大量的水來冷卻降溫,鋼鐵廠每煉一噸鋼要用200立方米冷卻水。
(二)動(dòng)力用水,許多工廠要用蒸汽供熱,蒸汽機(jī)車,發(fā)電廠的汽輪機(jī)需要由蒸汽供給動(dòng)力,這都要用不少的水。
(三)生產(chǎn)技術(shù)用水,化工、輕工等行業(yè)在生產(chǎn)過程中需要用水作反應(yīng)介質(zhì),或用來清洗處理產(chǎn)品,一個(gè)50萬錠的紡織印染廠,每日要用5萬立方米以上的水,造紙廠每生產(chǎn)一噸紙大約要用250~500立方米以上的水,而生產(chǎn)一噸人造纖維要用1000立方米水。
(四)產(chǎn)品用水,有些工業(yè)部門的產(chǎn)品以不為原料,如食品工業(yè)的釀酒、制醬油、釀醋等,產(chǎn)品的成份中水占相當(dāng)?shù)谋戎亍?/span>
7、農(nóng)業(yè)與水
水利是農(nóng)業(yè)的命脈,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,特別是在較干旱的地區(qū),需要用大量的水進(jìn)行灌溉,例如在我國華北地區(qū),灌一畝小麥地用水40~50立方米,灌一畝棉花地用水35~50立方米,因此即使是一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,工業(yè)用水量很大,但農(nóng)業(yè)用水量仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過工業(yè)用水量。此外,林場、牧場、漁場都離不開水。
8、環(huán)境與水
一個(gè)地區(qū)無論是山脈、平原、盆地,缺少水整個(gè)生態(tài)失去平衡,一片蔥綠的原野經(jīng)過一定的歷史時(shí)期就會(huì)變成荒無人煙的沙漠,水還是決定氣候的重要因素,而它的流動(dòng)是改變地球面貌的主要原因。可以說任何一個(gè)缺水的環(huán)境不可能是好的環(huán)境。