3 агрегатных состояния воды. Три состояния воды в природе. Как образуется водяной пар

12.08.2020

Твердое состояние воды

В сохраняется форма и объем. При пониженной температуре вещество замерзает и превращается в твердое тело. Если высокое давление, то температура затвердевания требуется выше. Твердое тело бывает кристаллическим и аморфным. В кристалле положение атома строго упорядоченно. Формы кристаллов естественные и напоминают многогранник. В аморфном теле точки расположены хаотично и колеблются, в них сохраняется только ближний порядок.

Жидкое состояние воды

В жидком состоянии вода сохраняет свой объем, но ее форма не сохраняется. Под этим понимает, что жидкость занимает лишь часть объема, может протекать по всей поверхности. Изучая в школе вопросы жидкого состояния, следует понимать, что это промежуточное состояние между твердой средой и газовой средой. Жидкости делятся на чистые и состояния смеси. Некоторые смеси очень важны для жизни, например кровь или морская вода. Жидкости могут выполнять функцию растворителя.

Состояние газа

В форма и объем не сохраняются. По-другому газообразное состояние, изучение которого происходит еще в школе, называется водяным паром. Опыты показывают наглядно, что пар невидим, он растворим в воздухе, и показывает относительную влажность. Растворимость зависит от температуры и давления. Насыщенный пар и точка росы – это показатель предельной концентрации. Пар и туман это разные агрегатные состояния.

Четвертое агрегатное состояние — плазма

Изучение плазмы и современные опыты стали рассматриваться чуть в более позднем сроке. Плазмой называется полностью или частично ионизированный газ, она возникает в состоянии равновесия при высокой температуре. В условиях земли образуется газовый разряд. Свойства плазмы определяют его газообразное состояние, за исключением того, что огромную роль во всем этом играет электродинамика. Среди агрегатных состояний плазма самое распространенное во Вселенной. Изучение звезд и межпланетного пространства показало, что вещества находятся в состоянии плазмы.

Как меняются агрегатные состояния?

Изменение процесса перехода из одного состояния в другое:

— жидкость — пар (парообразование и кипение);

— пар — жидкость (конденсация);

— жидкость — лед (кристаллизация);

— лед – жидкость (плавление);

— лед – пар (сублимация);

— пар – лед, образование инея (десублимация).

Вода названа интересным природным земным минералом. Вопросы эти сложные и изучение требуется постоянное. Агрегатное состояние в школе подтверждают проведенные опыты и если возникают вопросы, то опыты наглядно дают разобраться в рассказанном на уроке материале. При испарении жидкость переходит в , процесс способен начаться уже с нуля градусов. При повышении температуры увеличивается . Интенсивность этого подтверждают опыты кипения при 100 градусах. Вопросы испарения находят ответ в испарении с поверхностей озер, рек и даже с суши. При охлаждении получается процесс обратного превращения, когда из газа образуется жидкость. Этот процесс называется конденсацией, когда из водяного пара, находящегося в воздухе образуются мелкие капельки облака.

Ярким примером является ртутный градусник, в котором ртуть представлена в жидком состоянии, при температуре -39 градусов ртуть становится твердым телом. Изменить состояние твердого тела можно, но это потребует дополнительных усилий, например при сгибании гвоздя. Зачастую школьники задают вопросы, о том, как же придают форму твердому телу. Этим занимаются на заводах и в специализированных цехах на специальном оборудовании. Абсолютно любое вещество может существовать в трех состояниях, в том числе и вода, это зависит от физических условий. При переходе воды из одного состояния в другое изменяется молекулярное расположение и движение, состав молекулы не меняется. Экспериментальные задания помогут понаблюдать за такими интересными состояниями.

Тема урока: «Три состояния воды в природе»

5 класс география.

Учитель географии и биологии

Бурнакского филиала

МБОУ Пичаевской СОШ им.В.П. Беляева

Глущенко Оксана Павловна

Цель урока : сформировать понятие «гидросфера»; показать роль гидросферы в природе.

Эпиграф урока:

«Вода! Ты не просто необходима для жизни,

ты и есть сама жизнь».

Организация учащихся на урок.

II. Изучение нового материала.

О роли воды в природе ярко и точно сказал академик И.В. Петряков: «…Разве вода – это только та бесцветная жидкость, что налита в стакан? Покрывающий почти всю нашу планету, всю чудесную Землю Океан, в котором миллионы лет назад зародилась жизнь, - это вода. Тучи, облака, туман – это тоже вода…

Безгранично разнообразие жизни. Она всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Нет живого существа, если нет воды».

Вода - самый удивительный минерал на Земле. Удивительный потому, что она создает условия для развития и роста многообразных форм жизни.

Вода не заменима. Нет такого вещества во вселенной, которое могло бы заменить этот удивительный минерал. С каждым годом человечество использует все больше пресной воды. Чтобы вырасти 1кг. растительной пищи, необходимо около 2 тыс. литров воды; в Москве расход воды в среднем на человека составляет 500литров в сутки.

Воды на Земле очень много. Большая часть нашей планеты – 71% покрыты водной оболочкой – гидросферой. Суша, словно паутиной, во всех направлениях прорезана сотнями тысяч рек, ручьев. Кроме того, на суше значительное количество воды содержится в озерах и водохранилищах, созданных человеком; в болотах и ледниках, под землей; небольшой процент воды содержится в атмосфере. Таким образом, вода в природе встречается в трех состояниях: жидком, твердом, газообразном.

1. Вода в жидком состоянии.

Летом вы неоднократно отмечали, что земля уже нагрелась, а вода еще долго остается холодной. Входя в воду, вы ощущаете, что ее температура неодинаковая: верхние слои значительно теплее, чем нижние. Перемешивание верхних и нижних слоев производит ветер, вызывающий волнение на поверхности, - чем глубже, тем она холоднее. Почему же вода имеет различную температуру?

Чтобы ответить на этот вопрос, проведем следующий опыт.

Возьмем пробирку, положим в нее кусочек льда. Чтобы он не всплывал, придавим его сверху маленьким кусочком металла. Затем зальем в пробирку воды. Держим пробирку прищепкой для белья и, немного наклонив, нагреваем ту ее часть, где нет льда. Одновременно наблюдаем, что происходит со льдом. Он долго сохраняет твердое состояние.

Почему же лед не тает? Вода кипит, а лед не тает. Поставленный опыт позволяет сделать вывод : вода – плохой проводник тепла . Так как вода плохой проводник тепла, то лед долгое время находится в твердом состоянии.

У воды есть и другое замечательное свойство: нагретая солнечными лучами, она способна долгое время сохранять полученное тепло. Вода как бы накапливает его в себе и удерживает. Она медленно нагревается и медленно остывает. Летом вода в приморских районах, нагреваясь медленнее, чем суша, охлаждает окружающий воздух, отдавая тепло воздуху и смягчая мороз (приложение №1: вода – самое необыкновенное вещество на Земле) .

2. Вода в твердом состоянии.

Когда температура опускается ниже 0 ºС, вода замерзает и переходит в твердое состояние – лед.

У воды есть важное свойство – текучесть. Оказывается, и лед при определенных условиях может течь. На Земле существуют огромные ледяные реки, медленно стекающие с высоких гор. Их называют ледниками.

Почему же ледники движутся, ведь они, как правило, находятся на твердой горной поверхности? Оказывается, под огромной тяжестью лед поверхности земли начинает подтаивать и превращается в жидкость. Образовавшаяся вода облегчает скольжение, она выступает в роли смазки.

3. Туман и пар.

Мы уже говорили, что вода может находиться в газообразном состоянии и что зимой надо льдом можно наблюдать водяной пар. В действительности водяной ли это пар?

Белое облако, которое образуется по ночам и рано утром в низинах и над водоемами; белый дымок, который вырывается из носика чайника, или белые видимые клубы над сосудом, где закипает вода, - все это не водяной пар, а туман (приложение №2: туман – мельчайшие капельки воды, образующиеся в воздухе) .

Нет никакой разницы между туманом и облаком в небе. Туманы чаще бывают осенью, когда воздух охлаждается быстрее, чем земля или вода. При соприкосновении прохладного воздуха с теплым и образуется туман.

Чем отличается туман от водяного пара? Водяной пар видеть невозможно, как нельзя видеть воздух. Можно доказать, что именно он, невидимый и прозрачный, существует в атмосфере. Если подержать небольшое зеркало 10 – 20 мин на улице, а потом внести в теплую комнату, то через несколько минут оно покроется капельками воды.

Количество водяных паров, которое может содержаться в воздухе, зависит от его температуры, чем температура воздуха выше, тем больше водяного пара в нем.

Вода в жидком, твердом и газообразном состоянии образует на Земле оболочку – гидросферу.

Воды гидросферы подразделяются на:

Гидросфера

Воды мирового океана

Воды суши

Воды в атмосфере

Большая часть всей воды планеты 98% находится в океанах и морях. На воды суши приходится 2% воды. Эти 2% пресных вод и использует наше человечество для всех своих нужд.

2% воды – это не так много. Такого количества хватило бы человечеству всего на несколько лет. А между тем, вода в наших реках, озерах не бывает год от года. Кто же сделал наши пресные водоемы неиссякаемыми? Оказывается, солнце. Ибо под действием солнца происходит круговорот воды в природе.

Хоть в это поверить не очень легко,

Но Волги вода есть в реке Лимпопо.

И, путешествуя облаком пара,

Воды из Волги текут в Ниагару.

Волги вода и в Байкале, и в Ниле.

И в Танганьике, и в нашей квартире.

Значит, должны понимать это все мы:

Реки – часть водной единой системы.

Но, чтоб не быть с географией в споре,

Волга впадает в Каспийское море.

И. Якимов

(приложение №3: схема Мирового круговорота воды)

III. Закрепление материала.

Учащиеся в тетради выполняют схему «Мировой круговорот воды в природе».

П
риложение №1.

Вода – самое необыкновенное вещество на Земле.

П

риложение №2.

Туман – мельчайшие капельки воды, образующиеся в воздухе.

Приложение №3.

Схема Мирового круговорота воды.

Вода - это самое удивительное вещество на Земле. Именно ей мы обязаны жизнью, так как она участвует во всех процессах жизнедеятельности. Вода обладает самыми необычными свойствами, и еще не все из них ученым удалось объяснить. Например, выяснилось, что она обладает памятью и может реагировать на разные слова. А самое известное свойство воды - это то, что она - единственное вещество, которое может находиться во всех трех агрегатных состояниях. Жидкое - это, собственно, вода, твердое - это лед. Газообразное состояние воды мы можем наблюдать постоянно в виде пара, тумана или облаков. Обычный человек не задумывается о том, что это все вода, он привык называть этим словом только жидкость. Многие даже не знают, как называется газообразное состояние воды. Но именно эта ее особенность обеспечивает жизнь на Земле.

Значение воды

Эта удивительная влага занимает около 70% поверхности Земли. Кроме того, ее можно встретить на огромной глубине - в толще земной коры и высоко в атмосфере. Вся масса воды в виде жидкости, льда и пара называется гидросферой. Она жизненно важна для всех форм жизни на Земле. Именно под влиянием воды формируется климат и погода во всем мире. А существование жизни зависит от ее способности переходить из одного агрегатного состояния в другое. Эта ее особенность обеспечивает круговорот воды в природе. Особое значение имеет вода в газообразном состоянии. Это ее свойство помогает перенести большие массы влаги на огромные расстояния. Ученые подсчитали, что Солнце испаряет за минуту с поверхности Земли миллиард тонн воды, которая в переносится на другое место, а потом проливается дождем.

Газообразное состояние воды

Особенностью воды является то, что ее молекулы способны при колебании температуры изменять характер связи друг с другом. Основные свойства ее при этом не меняются. Если нагревать воду, ее молекулы начинают двигаться быстрее. Те, которые соприкасаются с воздухом, разрывают свои связи и смешиваются с его молекулами. Вода в газообразном состоянии сохраняет все свои качества, но приобретает также свойства газа. Ее частицы находятся на большом расстоянии друг от друга и интенсивно двигаются. Чаще всего такое состояние называют водяным паром. Это бесцветный прозрачный газ, который при определенных условиях опять превратится в воду. Он повсеместно распространен на Земле, но чаще всего его не видно. Примеры воды в газообразном состоянии - туман или образующийся при кипении жидкости. Кроме того, она везде находится в составе воздуха. Ученые заметили, что при его увлажнении дышать становится легче.

Каким бывает пар?

Чаще всего вода переходит в газообразное состояние при изменении температуры. Обычный пар, который всем знаком, образуется при кипении. Именно это беловатое горячее облако мы и называем водяным паром. Когда жидкость при нагревании достигает а при обычном давлении это происходит при 100°, молекулы ее начинают интенсивно испаряться. Попадая на более холодные предметы, они конденсируются в виде капелек воды. Если нагревается большое количество жидкости, то в воздухе образуется насыщенный пар. Это состояние, когда газ и вода сосуществуют, потому что скорость одинакова. В том случае, когда в воздухе присутствует много водяного пара, говорят о его повышенной влажности. При понижении температуры такой воздух интенсивно конденсирует влагу в виде капелек росы или тумана. Но для образования тумана мало особых условий температуры и влажности. Нужно, чтобы в воздухе находилось определенное количество пылинок, вокруг которых и конденсируется влага. Поэтому в городах туманы из-за пыли образуются чаще.

Переход воды из одного состояния в другое

Процесс образования пара называется парообразованием. Его наблюдает каждая женщина при приготовлении пищи. Но существует и обратный процесс, когда газ превращается обратно в воду, оседая на предметах в виде мельчайших капелек. Это называется конденсацией. Каким же образом чаще всего происходит парообразование? В естественных условиях этот процесс называется испарением. Вода испаряется постоянно под воздействием солнечного тепла или ветра. Искусственно образование пара можно вызвать с помощью кипения воды.

Испарение

Это процесс, когда получается газообразное состояние воды. Он может быть естественным или ускоренным с помощью различных приспособлений. Испаряется вода постоянно. Это ее свойство люди издавна использовали для просушки белья, посуды, дров или зерна. Любой мокрый предмет постепенно высыхает благодаря испарению влаги с его поверхности. Молекулы воды в своем движении одна за другой отрываются и смешиваются с молекулами воздуха. Путем наблюдений люди поняли, как можно ускорить этот процесс. Для этого даже были созданы различные приспособления и приборы.

Как ускорить испарение?

1. Люди заметили, что быстрее этот процесс протекает при высокой температуре. Например, летом мокрая дорога высыхает моментально, чего не скажешь об осени. Поэтому сушат предметы люди в более теплых местах, а в последнее время созданы специальные сушилки с подогревом. А в морозную погоду испарение тоже происходит, но очень медленно. Это свойство используют для просушки ценных
древних книг и рукописей, помещая их в специальные морозильные камеры.

2. Испарение происходит быстрее, если площадь соприкосновения с воздухом большая, например из тарелки вода исчезнет быстрее, чем из банки. Это свойство используют при сушке овощей и фруктов, нарезая их тонкими ломтиками.

3. Еще люди заметили, что высыхают предметы быстрее под воздействием ветра. Это происходит потому, что потоком воздуха уносятся молекулы воды, и они не имеют возможности опять конденсироваться на этом предмете. Эта особенность была использована при создании фена и воздушных сушилок для рук.

Свойства воды в газообразном состоянии

Водяной пар в большинстве случаев невидим. Но при высокой температуре, когда воды испаряется сразу много, его можно заметить в виде белого облака. То же самое происходит и в холодном воздухе, когда молекулы воды конденсируются в виде мельчайших капелек, которые мы и замечаем.

Вода в газообразном состоянии может растворяться в воздухе. Тогда говорят, что повысилась его влажность. Существует предельно возможная концентрация водяного пара, которую называют «точкой росы». Выше этого предела происходит конденсация ее в виде тумана, облаков или капелек росы.

Молекулы воды в газообразном состоянии двигаются очень быстро, занимая большой объем. Особенно это заметно при высокой температуре. Поэтому можно наблюдать, как при кипении у чайника прыгает крышка. Это же свойство приводит к тому, что при горении дров слышен треск. Это испаряющаяся вода разрывает волокна древесины.

Водяной пар обладает упругостью. Он способен сжиматься и расширяться при изменении температуры.

Применение свойств водяного пара

Все эти свойства давно изучены людьми и используются для бытовых и промышленных нужд.

Впервые газообразное состояние воды применили в Много лет это была единственная возможность приводить в движение транспорт и машины в промышленности. Паровые турбины используются и сейчас, а в транспортных средствах бензиновый двигатель уже давно вытеснил паровой. И теперь паровоз можно увидеть только в музеях.
Повсеместно и давно пар применяют в кулинарии. Приготовление мяса или рыбы на пару делает их нежными и полезными для всех.
Горячий пар используется также для обогрева домов и процессов в промышленности. очень эффективно и быстро завоевало популярность у населения.
Газообразное состояние воды используется сейчас в огнетушителях специальной конструкции, которые применяются для тушения нефтепродуктов и других горючих жидкостей. Нагретый пар перекрывает доступ воздуха к очагу возгорания, прекращая горение.
В последние годы стали использовать газообразное состояние воды для ухода за одеждой. Специальные отпариватели не только разгладят деликатные вещи, но и выведут некоторые пятна.
Очень эффективно использование водяного пара для стерилизации предметов и медицинских инструментов.

Когда водяной пар вреден?

Есть на Земле и такие места, где вода в газообразном состоянии находится почти всегда. Это долины гейзеров и окрестности действующих вулканов. Находиться человеку в такой атмосфере невозможно. Там тяжело дышать, а повышенная влажность препятствует испарению влаги с кожи, что может привести к перегреву. Также можно сильно обжечься тем паром, который образуется при кипении воды. А туманы могут снижать видимость, приводя к авариям. Но во всех остальных случаях свойство воды переходить в газообразное состояние используется человеком себе на благо.

Со школы мы знаем, что вода может существовать в жидком, твердом и газообразном видах. Это ошибка. Ученые заблуждаются. Я сам лично три дня назад наблюдал воду в пяти различных субстанциях, причем все в одном месте. Это было на Уакитском горячем источнике. Как это стало возможным? - Я приехал туда и с тремя аналитиками - специалистами по жидкостям на основе Н 2 О. С вечера мы просто накупались в горячем озерце, затем посидели за столом в избе, да и пошли спать. А рано утром я, как вышел на босу ногу и с фотоаппаратом в руках, так и застрял на улице часа на два, потому что красота неописуемая. Вода с цветными водорослями, клубы пара гуляют, как привидения, изморозь на траве, снег, лед… И все это одновременно! Вот тут меня и осенило, я обнаружил четыре состояния Н 2 О:

Вода - жидкое состояние;
- Пар - газообразное состояние;
- Лед - твердое состояние
- Снег - рыхлое (или мягкое) состояние.
Ну а пятое состояние - это «плазма» - огненная вода. В природном виде на источнике такой жидкости нет, но обычно ее много в избе, - всегда привозят с собой.

Огненную воду я не фотографировал, а все остальное - смотрите.

Это - водоросли, я думаю, они сине-зеленые, несмотря на то, что желто-оранжевые

Мы еще раз дружно приняли сероводородные ванны…

А это - наша компания в интерьере избы - гостиницы.

9 апреля
Горячий - Багдарин - Чита .
Вездеход - хорошо, Cruiser - хорошо, а УАЗик лучше

… А потом собрались и в 11 часов отправились в обратную дорогу, предварительно сделав коллективный снимок у самой горячей лужи, в которой легко можно сварить яйца.

Штатив пригодился

Одно место - маленький брод через ручей стало небольшим препятствием, впрочем легко преодолимым.

Пиромания защитников леса достигла апогея. Едем, дышим свежим дымом, любуемся реальной плазмой…

С не реальной (жидкой) «плазмой» будем иметь дело скоро, когда доедем до зимовий Шуринды. Не выяснил точно откуда название, наверное так зовется ручей - приток Ципы, где проходит лесная дорога для тяжелых «Уралов», перевозящих грузы старателям. Но это не сильно интересно. А любопытно то, что на ручье есть талик с теплой водой (примерно +40 градусов), где тоже можно купаться, только ямку для ванны копать придется.

Шуринда. Здесь тоже можно купаться

На Шуринде мы тормознулись, чтобы пообедать. Получилось весело! Время 13 часов.

Как видите, для веселья все идет в ход: и чай, и горчица в банке, и лапша «Ролтон», и 40-градусная вода. Результат налицо - лица у всех веселые:

Лёша "Бешеный"

Михалыч "Упорный"

Максим

Коля

Егор

А это я

17:15. Между Ципиканом и Багдарино, немного не доехав до перевального бурхана на Лешином Круизере оторвался второй амортизатор. Теперь нужно искать СТО в Багдарине. Зато УАЗик прет как танк.

Проезжая бурхан, я каждый раз его фотографирую.

Характер и состав подношений местным духам между прочим, с временами меняется. Теперь в цене нефрит. Не знаю, как ценят его местные духи, но в Китае этот камень очень дорог, и ради экспорта в Поднебесную в Забайкалье и Бурятии последние лет 10-20 делаются очень серьезные деньги очень серьезными людьми с очень солидной техникой, охраной, вооруженной автоматами Калашникова. Один речной валун весом 3-4 кг может стоить 10- 20 тыс. долларов и даже больше. А другой образец может не стоить и ни копейки - все зависит от качества камня. Ясно, что хороший нефрит не положат на бурхан, такого подарка не достоин ни один бог на свете.
Много нефрита по Ципе. Из-за этого некогда очень популярная у туристов-сплавщиков река превратилась в пристанище для всяких личностей, заполонивших все косы и берега. Эти личности зачастую можно назвать «подозрительными» или даже попросту «сбродом». Поэтому туристы стали опасаться ехать на сплав по Ципе.
Но я отвлекся. Мы едем дальше, в Багдарин, и нам нужна сварка.

На поиски СТО и на ремонт ушло часа два или больше. Автомастерская была закрыта, но Михалыч знаком с хозяином, и нас пустили чиниться.

Когда все закончили с ремонтом, на дворе уже наступила темень.
Около полуночи устроили себе ужин в Романовке, в столовой, которая к моему удивлению работала.

А до Читы добрались только к 5 утра (уже по нашему местному времени). … И я сразу свалился спать, и думал, что мне понадобится три дня… Ну да, я с этого и начал свой рассказ, можно уже не повторяться.

Что важного я забыл сказать, чем закончить?... Ну, можно так: «Домой мы привезли много впечатлений, усталости и некоторое количество неиспользованной «огненной жидкости» -- воды в пятом физическом состоянии.

p.s. Просьба к участникам рейда и ко всем читателям: Если вы заметили орфографические, географические, технические, политические, морально-этические или другие ошибки, прошу прямо и честно мне на них указать .