Доклад "Вода и ее свойства"
Доклад на тему:
«Вода и ее свойства»
1. Горячая вода замерзает быстрее холодной
Возьмем две емкости с водой: в одну нальем горячую, а в другую - холодную воду, и
поместим их в морозильную камеру.
Горячая вода замерзнет быстрее холодной, хотя по логике вещей, первой должна была
превратиться в лед холодная вода: ведь горячей воде надо сначала остыть до температуры
холодной, а потом уже превращаться в лед, в то время как холодной воде остывать не
надо. Почему же так происходит?
В 1963 году один танзанский студент по имени Эрасто Б. Мпемба (Erasto B. Mpemba)
замораживая приготовленную смесь для мороженого, заметил, что горячая смесь
застывает в морозильной камере быстрее, чем холодная.
Когда юноша поделился своим открытием с учителем физики, тот лишь посмеялся над
ним.
К счастью, ученик оказался настойчивым и убедил учителя провести эксперимент,
который и подтвердил его открытие: в определенных условиях горячая вода
действительно замерзает быстрее холодной.
Теперь этот феномен горячей воды, замерзающей быстрее холодной, носит название
«эффект Мпемба».
Правда, за долго до него это уникальное свойство воды было отмечено Аристотелем,
Фрэнсисом Бэконом и Рене Декартом.
Ученые так до конца и не понимают природу этого явления, объясняя его либо разницей в
переохлаждении, испарении, образовании льда, конвекции, либо воздействием
разжиженных газов на горячую и холодную воду.
2. Сверхохлаждение и «мгновенное» замерзание
Все знают, что вода всегда превращается в лед при охлаждении до 0 °C … за
исключением некоторых случаев!
Таким случаем, например, является сверхохлаждение, которое представляет собой
свойство очень чистой воды оставаться жидкой, даже будучи охлажденной до
температуры ниже точки замерзания.
Это явление становится возможным благодаря тому, что окружающая среда не содержит
центров или ядер кристаллизации, которые могли бы спровоцировать образование
кристаллов льда. И поэтому вода остается в жидкой форме, даже будучи охлажденной до
температуры ниже нуля градусов по Цельсию.
Процесс кристаллизации может быть спровоцирован, например, пузырьками газа,
примесями (загрязнениями), неровной поверхностью емкости. Без них вода будет
оставаться в жидком состоянии. Когда процесс кристаллизации запускается, можно
наблюдать, как сверхохлажденная вода моментально превращается в лед.
Заметьте, что «сверхнагретая» вода также остается жидкой, даже будучи нагретой до
температуры выше точки закипания.
3. «Стеклянная» вода
Не задумываясь, назовите, сколько различных состояний есть у воды?
Если вы ответили три: твердое, жидкое, газообразное, то вы ошиблись. Ученые выделяют
как минимум 5 различных состояний воды в жидком виде и 14 состояний в замерзшем
виде.
Помните разговор про сверхохлажденную воду? Так вот, что бы вы ни делали, при
температуре -38 °C даже самая чистая сверхохлажденная вода внезапно превратится в лед.
Что же произойдет при дальнейшем понижении температуры?
При -120 °C с водой начинает происходить что-то странное: она становится сверхвязкой
или тягучей, как патока, а при температуре ниже -135 °C она превращается в
«стеклянную» или «стекловидную» воду – твердое вещество, в котором отсутствует
кристаллическая структура.
Старение - это высыхание организма.
Р.: Интуитивно африканцы, наверное, правы. Углубленное изучение воды в последние
десятилетия позволило во многом по-новому представить зарождение новой жизни. Рядом
с шумными успехами расшифровки генома в тени остается роль воды как природной
основы жизни на Земле и «пространства» биологического развития.
Вода, по известному афоризму лауреата Нобелевской премии 1937 года Альберта Сент-
Дьери, не только мать, но и матрица жизни. Именно в сложной и многозначной структуре
воднобелковых макромолекул заложены истоки биологической информации развития
всего живого, включая человека. Такой подход расширяет наши представления о
зарождении не только планетарной, но и каждой конкретной жизни.
До сих пор считается, что оплодотворение заключается в соединении сперматозоида с
яйцеклеткой. Но для акта оплодотворения нужна определенная биологическая
«площадка» - и этой «площадкой» является вода, ведь оба носителя нового организма
содержат в себе воду, а наша жизнь – это потеря не только энергетики клеточного
метаболизма, но и воды, в которой он осуществляется.
Вспоминается грустный афоризм Авиценны: старение – это высыхание организма.
А.: Действительно, этот процесс осуществляется исключительно в водной среде, а
потому неизбежно несет в себе и ее виртуальный «отпечаток». Не так давно выяснилось,
что архитектура молекулярных конгломератов воды близка к структуре ДНК, а ее спираль
органично вписывается в их ажурные пустоты, будто специально для них приготовленные
«водной» эволюцией земной природы.
Сколько в нас воды?
Р.: Количество воды в организме зависит от возраста. Характерно, что шестинедельный
эмбрион, у которого сформированы зачатки основных систем будущего организма, на
97% состоит из воды, у новорожденных ее количество уменьшается до 77%, а к 50 годам –
60% массы тела. При этом 70% воды сосредоточено внутри клеток, а остальное –
внеклеточная вода; 7% ее – кровь и лимфа, большая же часть омывает клетки – это
межтканевая, или интерстициальная, вода. Потеря 10% - 12% воды от массы тела может
привести к необратимым изменениям в организме человека, а потеря 15 – 25% -
смертельна.
Какие загрязнения таятся в воде?
А.: Согласно данным ВОЗ, 80% инфекционных заболеваний в мире имеют своим
непосредственным источником микробное осеменение воды, используемой для питья.
Р.: Здесь ситуация более ясная, но менее сложная. Зловредные микробы, находящиеся в
питьевой воде, выявляют себя довольно быстро в виде вспышек эпидемических
заболеваний. Они не умеют играть в прятки с человеком, вооруженным знанием.
Гораздо опаснее химические загрязнители природы, ведь ресурс ее самовосстановления
далеко не безграничен. Особым коварством обладают канцерогенные и мутагенные
химические соединения, негативные последствия которых могут обнаружиться через
десятки лет, а последствия могут сказаться даже на здоровье будущих поколений.
А.: Не только у вас создается тревожное впечатление, что планетарная вода
подвергается опасному натиску со стороны современной науки. Недавно
зарегистрировано 25-миллионное вещество, которое может синтезировать человек. На
мировом рынке фигурирует до 200 тыс. таких веществ, а воздействие на здоровье людей
изучено не более чем 10 тыс. из них.
