水属性
使我们的星球与众不同的原因之一就是液态水.水是所有生命的基础;没有它,所有的生物都会死亡。
水覆盖了大约70%的地球表面,它构成了我们65-75%的身体(我们82%的血液是水)。尽管水可能看起来很乏味——没有颜色、味道或气味——但它有惊人的特性,使其成为维持生命的必要条件。
我们对水的需求和海洋动物它们生活在水里,这就是石油泄漏所以有害的。)
水的化学成分是H2O——两个氢原子还有一个氧原子。水的特性是特殊的,因为它的原子结合在一起形成水分子,以及分子之间相互作用的方式。
水的极性
当两个氢原子和氧原子成键,它们就像米老鼠的耳朵一样附着在分子的顶部。这种分子结构形成了水分子极性或吸引其他原子的不平衡电荷。
有两个氢原子的分子的末端带正电。氧的另一端带负电荷。就像在一块磁铁在这种情况下,北极被南极吸引(“异性吸引”),水分子的正极将与其他分子的负极相连。
这对我们来说意味着什么?水的极性允许它这样溶解其他极性物质很容易。当极性物质被放入水中时,其分子的正极被水分子的负极吸引,反之亦然。这种引力使新物质的分子与水分子均匀混合。
水比任何其他液体都能溶解更多的物质——即使是最强的酸!正因如此,它常被称为“万能溶剂”。“水的溶解能力对地球上的生命非常重要。无论走到哪里,水都携带着溶解的化学物质、矿物质和用于维持生物生存的营养物质。
由于它们的极性,水分子彼此强烈吸引,这给水一个高度表面张力.水表面的分子“粘在一起”,形成一种水的“皮肤”,它的强度足以支撑非常轻的物体。在水上行走的昆虫正在利用这种表面张力。
表面张力使水凝结成水滴,而不是扩散成薄薄的一层。
它也允许水通过植物的根和茎,温度计和你体内最小的血管。当一个分子向上移动时,它会“拉动”其他分子。
物质的三态
水是其中之一四种元素,也是唯一的天然物质都能存在于物质的三种状态中——固体、液体和气体——在地球上正常的温度下。
许多其他物质必须经过过热或冷却才能改变状态。
水的气态形式在我们的大气中以水蒸气的形式持续存在。液态在河流、湖泊和海洋中随处可见。
水的固态,冰,是独一无二的。大多数液体在冷却时会收缩,因为分子运动得更慢,抵抗彼此吸引力的能量也更少。当它们冻结成固体时,就会形成密密的晶体,比原来的液体密度大得多。
水不是这样的。当它结冰的时候扩展:分子排列成一种非常“开放”的晶体结构,密度小于液态水。
这就是冰漂浮的原因。这是一件好事!如果水和大多数其他液体一样,湖泊和河流会冻结成固体,里面的所有生命都会死亡。
水的其他三个特性
水的比热很高。也就是说,与空气不同,水可以在不改变温度的情况下吸收大量热量。这就是为什么在大热天游泳让人感觉如此清爽的原因。
水的散热速度也比空气慢。结果是,在夏季,湖泊和海洋的水通常在季节的早期最冷,在季节的后期最温暖(在吸收了许多天的太阳能量后)。
水的沸点(海平面为212°F或100°C)受海拔高度的影响。一般来说,海拔越高,水的沸点越低。例如,在科罗拉多州丹佛(5280英尺),水的沸点是202.4华氏度。在尼泊尔的珠穆朗玛峰(29012英尺),水的沸点是156华氏度。