Вода в жизни человека

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 143»

РЕФЕРАТИВНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

«Вода в жизни человека»

                                                                       Выполнила: ученица 2 «Ж» класса

                                                                                              Тимощенко Дарья

                                                                         Руководитель: Лелюк

                                                                                              Оксана  Васильевна

Красноярск

Содержание.

1. Теоретическая часть.

1. Символика воды.
2. Вода в природе.
3. Исследования воды.
4. Агрегатные состояния воды.
5. Виды воды.
6. Применение.
7. Вода за пределами Земли.
8. Интересные факты.

2. Экспериментальная часть.

1. Почему?
2. Выводы.

3. Литература.
4. Приложения.

Теоретическая часть.

Символика воды.

Вода считается  стихией, враждебной человеку и недоступной для него, неизведанным омутом. Но при этом – это стихия считается родной для магов. Она обладает широким спектром символических значений:

1. Прибывающая вода символизирует опасность для жизни.
2.  Водные глубины  - символ всего неизведанного, непонятного, опасного и таинственного, символ магии – «в тихом омуте черти водятся».
3. В образе потока, вода имеет значение трудностей или непреодолимой преграды – в буддизме «пересечь поток» значит, пройти через мир иллюзий и обрести просветление. Поток воды символизирует также неумолимость течения времени, невозможность повернуть его вспять – «невозможно войти в одну реку дважды». Именно отсюда произошло и другое символическое значение реки как символа забвения (Лета) – река на границах загробного мира в мифологии многих народов.

Так что же такое вода?

Вода в природе.

Вода является важнейшим веществом всех живых организмов на Земле. Она оказывает существенное влияние на формирование климата и погоды. Предположительно, зарождение жизни на Земле произошло в водной среде.

Около 70% поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, лёд на полюсах). В совокупности жидкая водная оболочка Земли называется гидросферой.

В атмосфере нашей планеты вода находится в виде капель малого размера: в облаках и тумане, в виде пара. При конденсации выводится из атмосферы в виде атмосферных осадков (дождь, снег, град, роса).  

Водный пар и облака в небе, морская вода и айсберги, горные ледники и горные реки, водоносные слои в земле – это всё вода на нашей планете.

Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.

Исследования воды.

Гидроло́гия — наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т. п.).

Предметом изучения гидрологии являются все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенных и подземных вод.

Гидрология:

1. исследует круговорот воды в природе, влияние на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом отдельных территорий;
2. проводит анализ гидрологических элементов для отдельных территорий и Земли в целом;
3. даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов;
4. пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках.

Данные гидрологии моря используются при плавании и ведении боевых действий надводными кораблями и подводными лодками.

Агрегатные состояния воды.

Вода – прозрачная жидкость, не имеющая цвета и запаха.  Вода способна растворять в себе много веществ, приобретая тот или иной вкус.  В природе может существовать в трёх основных состояниях.

1. Твёрдое (лед, снег) состояние – при температуре 0ºС.
2. Жидкое (собственно вода) состояние.
3. Газообразное (водяной пар) состояние – при температуре  100ºС.

Вода обладает рядом особенностей:

1. При таянии льда его плотность увеличивается, хотя почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.
2. При нагревании от 0ºС до 4ºС вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах. Когда температура падает ниже 4ºС, более холодная вода остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом  сохраняется положительная температура.

Виды воды.

Из-за важности воды, как «источника жизни» её нередко подразделяют на типы по особенностям происхождения, состава или применения:

1. Мягкая вода – вода с низким содержанием кальция и магния.
2. Жёсткая вода – вода с высоким содержанием кальция и магния.
3. Подземные воды - воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.
4. Талая вода – вода, которая появляется при таянии льда, снега.
5. Пресная вода – вода, в которой соли содержится в минимальных количествах.
6. Морская вода – вода из морей и океанов.
7. Солоноватая вода - вода, содержащая больше солей чем пресная вода, но не больше чем в морской воде.
8. Минеральная вода - подземные  воды, которые характеризуются наличием определённых солей и других химических соединений.
9. Дождевая вода – влага на поверхности после дождя.
10. Питьевая вода - вода, которая предназначена для потребления людьми и другими существами.
11. Водопроводная вода – вода из-под крана.
12. Тяжёлая вода – тяжёловодородная вода.
13. Дистиллированная вода - очищенная вода, практически не содержащая примесей и посторонних включений.
14. Сточные воды - воды и атмосферные осадки, отводимые в водоёмы с территорий промышленных предприятий и населённых мест через систему канализации.
15. Поверхностные воды - вода, которая собирается на поверхности земли после сильного ливня.
16. Святая вода – особый вид воды, согласно религиозным учениям.
17. Мёртвая вода – вид воды из сказок.
18. Живая вода – вид воды из сказок.

Применение.

Земледелие.

Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных расходов воды, доходящих до 90 % в некоторых странах.

Питьё и приготовление пищи.

Живое человеческое тело содержит от 55 % до 78 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. Для нормального функционирования организма человеку нужно усвоить от 1 до 7 литров воды за день в зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и пр.

Растворитель.

Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности.

Теплоноситель.

Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях, для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Большинство атомных электростанций используют воду в качестве теплоносителя.

Пожаротушение.

В пожаротушении вода зачастую используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции от огня в составе пены.

Спорт.

Многие вида спорта проходят на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже в воде. Это подводное плавание, хоккей, лодочные виды спорта, биатлон и пр.

Инструмент. Гидроабразивная резка.

Вода используется как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов. Она используется в добывающей промышленности, горном деле и в производстве. Достаточно распространены установки по резке водой различных материалов: от резины до стали. Вода, выходящая под очень высоким давлением способна разрезать стальную пластину толщиной несколько миллиметров, или более при добавлении абразивных частиц.

Вода за пределами Земли.

Жидкая вода, предположительно, имеется под поверхностью некоторых спутников планет, наиболее вероятно, на Европе, спутнике Юпитера.

Европа больше похожа на планеты земной группы, чем другие «ледяные спутники», и в значительной степени состоит из горных пород. Она полностью покрыта слоем воды толщиной предположительно порядка 100 км (частью — в виде ледяной поверхностной коры толщиной 10—30 км; частью, как полагают, — в виде подповерхностного жидкого океана). Далее залегают горные породы, а в центре предположительно находится небольшое металлическое ядро. 

Поверхность Европы по земным меркам очень холодная — 150—190°С ниже нуля. Вся поверхность Европы испещрена множеством пересекающихся линий. Это разломы и трещины ледяного панциря. Некоторые линии почти полностью опоясывают планету. 

На поверхности Европы  под ледяной коркой существует жидкий  океан. Глубина океана — до 90 км; его объём превышает объём мирового океана Земли.

Интересные факты.

1. В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды.
2. В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане.
3. При средней глубине в 4 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды.
4. Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю, и её толщина была бы 3 км.
5. Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре −1,91 °C.
6. Иногда вода замерзает при положительной температуре.
7. Среди существующих в природе жидкостей поверхностное натяжение воды уступает только ртути.
8. Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света.
9. Синий цвет чистой океанской воды объясняется избирательным поглощением и рассеянием света в воде.
10. Вода — это одно из немногих веществ на Земле, которые расширяются при переходе из жидкой фазы в твердую.

Экспериментальная часть.

Почему?

1. Если оставить бочку с водой на морозе, то вода, замёрзнув, разорвёт бочку?
2. Почему нельзя оставлять воду в радиаторе автомобиля, стоящего в холодном гараже?
3. Почему в сильные морозы нужно опасаться малейшего перерыва в подаче тёплой воды по трубам водяного отопления: вода, остановившаяся в наружной трубе, может быстро замёрзнуть, и тогда труба лопнет?
4. Почему замерзая в трещинах скал, вода нередко является причиной горных обвалов?

В тот момент, когда вода превращается в лёд, объём её внезапно увеличивается примерно на 10%, и лёд оказывается менее плотным, чем вода.

Вывод: для льда требуется немного больше пространства для размещения, поэтому он разрывает предметы.

Лед похож на камешек. Он твердый, тяжёлый.  Эксперименты помогли нам ответить еще на некоторые вопросы.

Почему  лёд плавает на воде? В морях и океанах встречаются иногда огромные ледяные горы — айсберги. Это сползшие с полярных гор и унесённые течением и ветром в открытое море ледники. Высота их может достигать 200 метров, а объём нескольких миллионов кубических метров. Девять десятых всей массы айсберга спрятаны под водой. Поэтому встреча с ним весьма опасна. Если судно вовремя не заметит движущегося ледяного гиганта, оно может при столкновении получить серьёзные повреждения или даже погибнуть.

Мы знаем, что лед тоже состоит из воды. Но молекулы воды в кристаллах льда «упакованы» менее плотно, чем в воде, так как при замерзании вода расширяется.

Если считать плотность воды равной единице, то плотность льда будет составлять только 0,91. Эта цифра позволяет нам узнать толщину плывущей по воде льдины. Если высота льдины над водой равна, например, 2 сантиметрам, то мы можем заключить, что подводный слой льдины в 9 раз толще, то есть равен 18 сантиметрам, а вся льдина имеет 20 сантиметров толщины.

Вывод: плотность льда меньше, чем плотность воды. Поэтому лед не тонет в воде.

Все ли твёрдые вещества ведут себя так же, как лёд, то есть плавают в жидкостях, образовавшихся при их плавлении?

Расплавьте в банке парафин или воск и бросьте в эту жидкость ещё кусочек того же твёрдого вещества, он тотчас же потонет. То же произойдёт и со свинцом, и с оловом, и со многими другими веществами. Оказывается, как правило, твёрдые тела всегда тонут в жидкостях, которые образуются при их плавлении.

Если бы лёд был тяжелее воды и не удерживался бы на её поверхности, а тонул, то даже в глубоких водоёмах вода замерзала бы зимой целиком. В самом деле, падающий на дно пруда лёд вытеснял бы нижние слои воды вверх, и это происходило бы до тех пор, пока вся вода не превратилась в лёд.

Вывод: надо помнить, что лед и вода представляет  собой редкое исключение. Только металл висмут и чугун ведут себя так же, как и вода.

Внезапное увеличение объёма при переходе жидкой воды в лёд представляет важную особенность воды. С этой особенностью приходится часто считаться в практической жизни. Изучая литературу по данному вопросу, мы нашли такое утверждение ученых.

«Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64м,  и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой».

Мне хочется с этим поспорить. Закончим наш опыт. Для опыта нужны: 2 стакана, кубики льда, весы.

Плавающие ледяные кубики вытесняют количество воды, вес которой равен весу льда. Когда лед тает, его кристаллы разрушаются и объем получившейся воды оказывается меньше, чем объем льда, но вес при этом не изменяется. Вес талой воды равен весу воды, вытесненной  кубиками льда. Поэтому стакан не переполнится!

Вывод:   результаты нашего опыта показывают, что таяние айсбергов не повлияет на изменение уровня воды в Мировом океане.

Литература.

1. Лосев К.С. Вода. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989.
2. Жорес Медведев. Какая вода лучше?, интернет-ресурсы.
3. Арабаджи В. Загадки простой воды, 2001.
4. Вода и жизнь. Публикации. Почему лёд не тонет в воде?, интернет-ресурсы.
5. Википедия, интернет-ресурсы.
6. Научные опыты. Издание на русском языке «Издательская группа «Контент» при содействии  ЗАО «Издательство Кристина – новый век», 2003.

Спутник Юпитера – Европа.                                                       Приложение 1.

Европа в натуральных цветах (снимок «Галилео»)

Сложная система линий на поверхности (цвета усилены)

Субмарина («гидробот») проникает в океан Европы (взгляд художника)

Вода – теплоноситель.                                                  Приложение 2.

Вода – инструмент.                                                                      Приложение 3.

Структурные модели воды (слева) и льда (справа).             Приложение 4.