წყალი (წყალბადის ოქსიდი) არის გამჭვირვალე სითხე, რომელიც არის უფერო (მცირე მოცულობით), უსუნო და უგემოვნო. ქიმიური ფორმულა: H2O. მყარ მდგომარეობაში მას ყინულს ან თოვლს უწოდებენ, აირისებრში კი წყლის ორთქლს. დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 71% დაფარულია წყლით (ოკეანეები, ზღვები, ტბები, მდინარეები, ყინული პოლუსებზე).

ეს არის კარგი მაღალპოლარული გამხსნელი. ბუნებრივ პირობებში ის ყოველთვის შეიცავს გახსნილ ნივთიერებებს (მარილები, გაზები). წყალს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს დედამიწაზე სიცოცხლის შექმნასა და შენარჩუნებაში, ცოცხალი ორგანიზმების ქიმიურ სტრუქტურაში, კლიმატისა და ამინდის ფორმირებაში.

ჩვენი პლანეტის ზედაპირის თითქმის 70% ოკეანეებსა და ზღვებს უკავია. მყარი წყალი - თოვლი და ყინული - მოიცავს მიწის 20%-ს. დედამიწაზე არსებული წყლის მთლიანი რაოდენობადან, რომელიც უდრის 1 მილიარდ 386 მილიონ კუბურ კილომეტრს, 1 მილიარდ 338 მილიონი კუბური კილომეტრია მსოფლიო ოკეანის მარილიანი წყლების წილი, ხოლო მხოლოდ 35 მილიონი კუბური კილომეტრია მტკნარი წყლების წილი. ოკეანის წყლის მთლიანი რაოდენობა საკმარისი იქნება იმისთვის, რომ დედამიწა დაიფაროს 2,5 კილომეტრზე მეტი ფენით. დედამიწის ყოველ მკვიდრზე არის დაახლოებით 0,33 კუბური კილომეტრი ზღვის წყალი და 0,008 კუბური კილომეტრი მტკნარი წყალი. მაგრამ სირთულე ის არის, რომ დედამიწაზე მტკნარი წყლის აბსოლუტური უმრავლესობა ისეთ მდგომარეობაშია, რაც ართულებს ადამიანებს წვდომას. მტკნარი წყლის თითქმის 70% შეიცავს პოლარული ქვეყნების ყინულოვან ფურცლებსა და მთის მყინვარებში, 30% არის მიწისქვეშა წყლებში, ხოლო მტკნარი წყლის მხოლოდ 0,006% შეიცავს ყველა მდინარის კალაპოტში. ვარსკვლავთშორის სივრცეში წყლის მოლეკულები აღმოაჩინეს. წყალი კომეტების ნაწილია, მზის სისტემის პლანეტების უმეტესობა და მათი თანამგზავრები.

წყლის შემადგენლობა (მასობრივად): 11,19% წყალბადი და 88,81% ჟანგბადი. სუფთა წყალი არის გამჭვირვალე, უსუნო და უგემოვნო. მას აქვს ყველაზე დიდი სიმკვრივე 0°C-ზე (1გ/სმ3). ყინულის სიმკვრივე თხევადი წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია, ამიტომ ყინული ზედაპირზე ცურავს. წყალი იყინება 0°C-ზე და დუღს 100°C-ზე 101325 Pa წნევის დროს. ის ცუდად ატარებს სითბოს და ძალიან ცუდად ატარებს ელექტროენერგიას. წყალი კარგი გამხსნელია. წყლის მოლეკულას აქვს კუთხოვანი ფორმა; წყალბადის ატომები ჟანგბადთან მიმართებაში ქმნიან 104,5° კუთხეს. მაშასადამე, წყლის მოლეკულა არის დიპოლური: მოლეკულის ნაწილი, სადაც წყალბადია განთავსებული, დადებითად არის დამუხტული, ხოლო ნაწილი, სადაც ჟანგბადია, უარყოფითად დამუხტულია. წყლის მოლეკულების პოლარობის გამო, მასში არსებული ელექტროლიტები იშლება იონებად.

თხევადი წყალი, ჩვეულებრივ H20 მოლეკულებთან ერთად, შეიცავს ასოცირებულ მოლეკულებს, ანუ დაკავშირებულია უფრო რთულ აგრეგატებში (H2O)x წყალბადის ბმების წარმოქმნის გამო. წყლის მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმების არსებობა ხსნის მისი ფიზიკური თვისებების ანომალიებს: მაქსიმალური სიმკვრივე 4 ° C-ზე, მაღალი დუღილის წერტილი (სერიებში H20-H2S - H2Se) და არანორმალურად მაღალი სითბოს ტევადობა. ტემპერატურის მატებასთან ერთად წყალბადის ბმები იშლება და სრული რღვევა ხდება, როდესაც წყალი ორთქლად იქცევა.

წყალი უაღრესად რეაქტიული ნივთიერებაა. ნორმალურ პირობებში ის რეაგირებს ბევრ ძირითად და მჟავე ოქსიდთან, ასევე ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებთან. წყალი წარმოქმნის უამრავ ნაერთს - კრისტალურ ჰიდრატებს.

ცხადია, ნაერთები, რომლებიც აკავშირებენ წყალს, შეიძლება გახდეს საშრობი აგენტი. სხვა საშრობი ნივთიერებებია P2O5, CaO, BaO, ლითონი Ma (ისინი ასევე ქიმიურად რეაგირებენ წყალთან), ასევე სილიკა გელი. წყლის მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისებები მოიცავს მის უნარს შევიდეს ჰიდროლიზურ დაშლის რეაქციებში.

წყლის ფიზიკური თვისებები.

წყალს აქვს რამდენიმე უჩვეულო თვისება:

1. როდესაც ყინული დნება, მისი სიმკვრივე იზრდება (0,9-დან 1 გ/სმ³-მდე). თითქმის ყველა სხვა ნივთიერებისთვის სიმკვრივე მცირდება დნობისას.

2. როდესაც თბება 0 °C-დან 4 °C-მდე (უფრო ზუსტად, 3.98 °C), წყალი იკუმშება. შესაბამისად, გაციებისას სიმკვრივე ეცემა. ამის წყალობით, თევზს შეუძლია იცხოვროს გაყინულ რეზერვუარებში: როდესაც ტემპერატურა 4 °C-ზე დაბლა ეცემა, უფრო ცივი წყალი, როგორც ნაკლებად მკვრივი, რჩება ზედაპირზე და იყინება, ხოლო დადებითი ტემპერატურა ყინულის ქვეშ რჩება.

3. შერწყმის მაღალი ტემპერატურა და სპეციფიკური სითბო (0 °C და 333,55 კჯ/კგ), დუღილის წერტილი (100 °C) და აორთქლების სპეციფიკური სითბო (2250 კჯ/კგ), წყალბადის ნაერთებთან შედარებით მსგავსი მოლეკულური მასით.

4. თხევადი წყლის მაღალი სითბოტევადობა.

5. მაღალი სიბლანტე.

6. მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა.

7. წყლის ზედაპირის უარყოფითი ელექტრული პოტენციალი.

ყველა ეს თვისება დაკავშირებულია წყალბადის ბმების არსებობასთან. წყალბადისა და ჟანგბადის ატომებს შორის ელექტრონეგატიურობის დიდი განსხვავების გამო, ელექტრონული ღრუბლები ძლიერად არის მიკერძოებული ჟანგბადის მიმართ. ამის გამო და ასევე ის ფაქტი, რომ წყალბადის იონს (პროტონს) არ აქვს შიდა ელექტრონული ფენები და მცირე ზომისაა, მას შეუძლია შეაღწიოს მეზობელი მოლეკულის უარყოფითად პოლარიზებული ატომის ელექტრონულ გარსში. ამის გამო ჟანგბადის თითოეული ატომი იზიდავს სხვა მოლეკულების წყალბადის ატომებს და პირიქით. პროტონების გაცვლის ურთიერთქმედება წყლის მოლეკულებს შორის და შიგნით გარკვეულ როლს ასრულებს. წყლის თითოეულ მოლეკულას შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს მაქსიმუმ ოთხ წყალბადურ ბმაში: წყალბადის 2 ატომი - თითოეული ერთში და ჟანგბადის ატომი - ორში; ამ მდგომარეობაში მოლეკულები ყინულის კრისტალშია. როდესაც ყინული დნება, ზოგიერთი ბმა იშლება, რაც წყლის მოლეკულების უფრო მჭიდროდ შეფუთვის საშუალებას იძლევა; როდესაც წყალი თბება, ბმები აგრძელებს რღვევას და მისი სიმკვრივე იზრდება, მაგრამ 4 °C-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე ეს ეფექტი უფრო სუსტი ხდება ვიდრე თერმული გაფართოება. აორთქლების დროს, ყველა დარჩენილი ბმა იშლება. ობლიგაციების გაწყვეტა მოითხოვს დიდ ენერგიას, შესაბამისად, მაღალი ტემპერატურა და დნობის და დუღილის სპეციფიკური სითბო და მაღალი სითბოს ტევადობა. წყლის სიბლანტე განპირობებულია იმით, რომ წყალბადის ბმები ხელს უშლის წყლის მოლეკულების მოძრაობას სხვადასხვა სიჩქარით.

მსგავსი მიზეზების გამო, წყალი კარგი გამხსნელია პოლარული ნივთიერებებისთვის. გამხსნელი ნივთიერების თითოეული მოლეკულა გარშემორტყმულია წყლის მოლეკულებით, და ხსნარის მოლეკულის დადებითად დამუხტული ნაწილები იზიდავს ჟანგბადის ატომებს, ხოლო უარყოფითად დამუხტული ნაწილები წყალბადის ატომებს. იმის გამო, რომ წყლის მოლეკულა მცირე ზომისაა, წყლის ბევრ მოლეკულას შეუძლია გარს აკროს თითოეული გამხსნელი მოლეკულა.

წყლის ამ თვისებას ცოცხალი არსებები იყენებენ. ცოცხალ უჯრედში და უჯრედშორის სივრცეში წყალში არსებული სხვადასხვა ნივთიერების ხსნარები ურთიერთქმედებენ. წყალი აუცილებელია დედამიწაზე ყველა ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი ცოცხალი არსების სიცოცხლისთვის გამონაკლისის გარეშე.

სუფთა (მინარევებისაგან თავისუფალი) წყალი კარგი იზოლატორია. ნორმალურ პირობებში წყალი სუსტად იშლება და პროტონების (უფრო ზუსტად, ჰიდრონიუმის იონების H3O+) და ჰიდროქსილის იონების HO− კონცენტრაცია არის 0,1 მკმოლ/ლ. მაგრამ რადგან წყალი კარგი გამხსნელია, მასში გარკვეული მარილები თითქმის ყოველთვის იხსნება, ანუ წყალში არის დადებითი და უარყოფითი იონები. ამის წყალობით წყალი ატარებს ელექტროენერგიას. წყლის ელექტრული გამტარობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას მისი სისუფთავის დასადგენად.

წყალს აქვს გარდატეხის ინდექსი n=1,33 ოპტიკურ დიაპაზონში. თუმცა, ის ძლიერად შთანთქავს ინფრაწითელ გამოსხივებას და, შესაბამისად, წყლის ორთქლი არის მთავარი ბუნებრივი სათბურის გაზი, რომელიც პასუხისმგებელია სათბურის ეფექტის 60%-ზე მეტზე. მოლეკულების დიდი დიპოლური მომენტის გამო წყალი ასევე შთანთქავს მიკროტალღურ გამოსხივებას, რასაც ეფუძნება მიკროტალღური ღუმელის მუშაობის პრინციპი.

აგრეგატული მდგომარეობები.

1. პირობის მიხედვით განასხვავებენ:

2. მყარი - ყინული

3. სითხე - წყალი

4. აირისებრი - წყლის ორთქლი

ნახ. 1 „ფიფქების ტიპები“

ატმოსფერული წნევის დროს წყალი იყინება (იქცევა ყინულად) 0°C-ზე და დუღს (იქცევა წყლის ორთქლად) 100°C-ზე. წნევის კლებასთან ერთად წყლის დნობის წერტილი ნელ-ნელა იზრდება და დუღილის წერტილი მცირდება. 611,73 Pa (დაახლოებით 0,006 ატმ) წნევის დროს დუღილის და დნობის წერტილები ემთხვევა და ხდება 0,01 °C-ის ტოლი. ამ წნევას და ტემპერატურას წყლის სამმაგი წერტილი ეწოდება. დაბალი წნევის დროს წყალი არ შეიძლება იყოს თხევადი და ყინული პირდაპირ ორთქლად იქცევა. ყინულის სუბლიმაციის ტემპერატურა მცირდება წნევის კლებასთან ერთად.

წნევის მატებასთან ერთად იზრდება წყლის დუღილის წერტილი, ასევე იზრდება წყლის ორთქლის სიმკვრივე დუღილის წერტილში და მცირდება თხევადი წყლის სიმკვრივე. 374 °C (647 K) ტემპერატურაზე და 22,064 მპა (218 ატმ) წნევაზე წყალი გადის კრიტიკულ წერტილს. ამ დროს თხევადი და აირისებრი წყლის სიმკვრივე და სხვა თვისებები იგივეა. უფრო მაღალ წნევაზე არ არის განსხვავება თხევად წყალსა და წყლის ორთქლს შორის, შესაბამისად არ არის ადუღება ან აორთქლება.

შესაძლებელია მეტასტაბილური მდგომარეობებიც - ზეგაჯერებული ორთქლი, ზედმეტად გახურებული სითხე, სუპერგაციებული სითხე. ეს მდგომარეობები შეიძლება არსებობდეს დიდი ხნის განმავლობაში, მაგრამ ისინი არასტაბილურია და უფრო სტაბილურ ფაზასთან შეხებისას ხდება გადასვლა. მაგალითად, არ არის რთული ზეგაციებული სითხის მიღება სუფთა წყლის გაციებით სუფთა ჭურჭელში 0 °C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე, მაგრამ როდესაც კრისტალიზაციის ცენტრი გამოჩნდება, თხევადი წყალი სწრაფად იქცევა ყინულად.

წყლის იზოტოპური ცვლილებები.

ჟანგბადსაც და წყალბადსაც აქვს ბუნებრივი და ხელოვნური იზოტოპები. მოლეკულაში შემავალი იზოტოპების ტიპებიდან გამომდინარე, გამოიყოფა წყლის შემდეგი ტიპები:

1. მსუბუქი წყალი (მხოლოდ წყალი).

2. მძიმე წყალი (დეიტერიუმი).

3. ზემძიმე წყალი (ტრიტიუმი).

წყლის ქიმიური თვისებები.

წყალი დედამიწაზე ყველაზე გავრცელებული გამხსნელია, რომელიც დიდწილად განსაზღვრავს ხმელეთის ქიმიის, როგორც მეცნიერების ბუნებას. ქიმიის უმეტესი ნაწილი, როგორც მეცნიერების დაარსებისთანავე, დაიწყო სწორედ როგორც ნივთიერებების წყალხსნართა ქიმია. იგი ზოგჯერ განიხილება როგორც ამფოლიტი - ერთდროულად მჟავა და ფუძე (კატიონი H+ ანიონი OH-). წყალში უცხო ნივთიერებების არარსებობის შემთხვევაში, ჰიდროქსიდის იონების და წყალბადის იონების (ან ჰიდრონიუმის იონების) კონცენტრაცია იგივეა, pKa ≈ დაახლ. 16.

წყალი მსუბუქი გამჭვირვალე სითხეა, უფერო მცირე მოცულობით და იძენს მოლურჯო-მომწვანო ფერს მთელს სისქეზე. ყინული ასევე გამჭვირვალეა, რადგან სპექტრის ხილულ ნაწილში სინათლის შთანთქმის კოეფიციენტი პრაქტიკულად ნულის ტოლია, მაგრამ ეს არ ეხება ულტრაიისფერ და ინფრაწითელ რეგიონებს. მყინვარისა და მდინარის ყინულის დიდი ბლოკების ჩიპებზე მას, წყლის მსგავსად, აქვს ლურჯი და მომწვანო ელფერი.

წყლის თვისებებმა დატოვა თავისი კვალი ფიზიკურ მუდმივებზე და საზომი ერთეულების სისტემაზე: მიღებულია წყლის გაყინვის ტემპერატურა - ყინულის დნობის ტემპერატურა.

0 0 C-ზე და წყლის დუღილის წერტილი 100 0 C-ზე (ორივე ატმოსფერული წნევის დროს დაახლოებით 1013 მბარა ან hPa = 759.8 მმ Hg). მოცულობის ერთეული

მეტრულ სისტემაში აირჩიეს იმ პირობით, რომ ერთ კუბურ მეტრ წყალს 3,98 0 C ტემპერატურაზე აქვს 1000 კგ მასა.

წყლის თითოეულ მოლეკულას აქვს ორი წყალბადის ატომი და ორი გაუზიარებელი ელექტრონული წყვილი და ამგვარად შეუძლია შექმნას ოთხი წყალბადის ბმა. ეს უკანასკნელი ხორციელდება წყალბადის ატომის მონაწილეობით, რომელიც მდებარეობს მოლეკულებს შორის ან ატომებს შორის მოლეკულაში:

ჩვენ წყალს აღვიქვამთ, როგორც წყალბადის ბმებით გაერთიანებულ მოლეკულების გაერთიანებას. და თუ თხევადი წყალი შეიცავს მისი მოლეკულების ცალკეულ ასოციაციებს, მაშინ მოლეკულების მსგავსი განლაგება დამახასიათებელია ყინულისთვის,

მაგრამ მოწესრიგება უკვე ვრცელდება მთელ სისტემაზე, როგორც მთლიანზე, რომელიც,

საბოლოოდ იწვევს ყინულის დამახასიათებელი ოთხკუთხა სტრუქტურის ფორმირებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ყინულის კრისტალები მთლიანად აგებულია მხოლოდ წყალბადის ბმებზე. ყინულის სტრუქტურას ფიგურალურად უწოდებენ "ძალიან ღია", რადგან მასში მოლეკულები ნაკლებად მჭიდროდ არის შეფუთული, ვიდრე თხევად წყალში.

სხვა ნივთიერებებთან შედარებით, წყალი ხასიათდება ყველაზე მაღალი სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრით, რომელიც 15°C ტემპერატურაზეა.

4190 ჯ/(კგ*კ).

წყლის თერმული კონდუქტომეტრი ძალიან უმნიშვნელოა, მაგრამ წყალს აქვს შერწყმისა და აორთქლების ძალიან მაღალი ფარული სითბო. 1 კგ ყინულის წყალად გადაქცევისთვის (შერწყმის ლატენტური სითბო) საჭიროა დაიხარჯოს 330 000 ჯ/კგ, ხოლო 1 კგ წყლის აორთქლებისას (აორთქლების ლატენტური სითბო) იხარჯება 2260 ჯ. წყლის ეს თვისებები. მნიშვნელოვანია დედამიწის სითბოს ბალანსისთვის.

როდესაც წყალი იყინება, ის ფართოვდება 9%-ით შედარებით

თავდაპირველ მოცულობამდე.

ვერცხლისწყლის გარდა ყველა სითხეში წყალს აქვს ყველაზე მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა.

წყლის კიდევ ერთი შესანიშნავი თვისებაა მრავალი ნივთიერების დაშლის უნარი. ის ქიმიური ნაერთები, რომლებსაც შეუძლიათ მასთან წყალბადის ბმების შექმნა, განსაკუთრებით წყალში ხსნადია. ყოველდღიურ საქმიანობაში ჩვენ მიჩვეულები ვართ კარგ გამხსნელად მივიჩნიოთ ისეთი ნივთიერებები, როგორიცაა ალკოჰოლი, ბენზინი, ეთერი და მრავალი სხვა, რომლებიც მართლაც კარგად ხსნიან ცხიმებს და ზოგადად ბევრ ორგანულ ნივთიერებებს, მაგრამ, მაგალითად, მარილები მათში არ იხსნება. მაგრამ ეს უკანასკნელი კარგად იხსნება წყალში, რადგან... მას აქვს უკიდურესად მაღალი დიელექტრიკული მუდმივი და მისი მოლეკულები მიდრეკილია იონების შერწყმას, მათ ჰიდრატირებულ იონებად გარდაქმნას, რითაც სტაბილიზდება მათ ხსნარში. წყალში სხვადასხვა მარილების კარგი ხსნადობა ძალიან მნიშვნელოვანია მრავალი ბუნებრივი პროცესისთვის.

სამუშაოს დასასრული -

ეს თემა ეკუთვნის განყოფილებას:

ზოგადი ჰიდროლოგია

უნივერსიტეტი.. ვინოგრადოვა ტ ა პრიახინა გ ვ ფარშინა ტ ვ ზოგადი ჰიდროლოგია..

თუ გჭირდებათ დამატებითი მასალა ამ თემაზე, ან ვერ იპოვნეთ ის, რასაც ეძებდით, გირჩევთ გამოიყენოთ ძიება ჩვენს სამუშაოთა მონაცემთა ბაზაში:

რას ვიზამთ მიღებულ მასალასთან:

თუ ეს მასალა თქვენთვის სასარგებლო იყო, შეგიძლიათ შეინახოთ იგი თქვენს გვერდზე სოციალურ ქსელებში:

ტვიტი

ყველა თემა ამ განყოფილებაში:

ჰიდროლოგიის მეცნიერება და მისი ურთიერთობა სხვა მეცნიერებებთან
პლანეტის წყლები ქმნიან ჰიდროსფეროს - წყლის წყვეტილი გარსი, რომელიც მდებარეობს ზედაპირზე და დედამიწის ქერქის სისქეში, ოკეანეების, ზღვებისა და მიწის ზედაპირის წყლების ჩათვლით.

კვლევის მეთოდები ჰიდროლოგიაში
თანამედროვე ჰიდროლოგიაში კვლევის ძირითადი მეთოდებია: 1) საველე, 2) ექსპერიმენტული და 3) თეორიული. საველე კვლევები მოიცავს

წყალი დედამიწაზე. Წყლის რესურსები
წყალი დედამიწაზე არსებობს ძალიან განსხვავებულ მდგომარეობაში, იმისდა მიხედვით, თუ სად არის ის კონცენტრირებული. მის ძირითად ნაწილს შეიცავს პლანეტის შემდეგი სამი მაკროსტრუქტურული ელემენტი: მ

წყლის ობიექტები. წყლის ციკლი ბუნებაში. შიდა ტენიანობის ცირკულაცია
ჰიდროლოგიაში გამოიყოფა წყლის ობიექტების სამი ჯგუფი: რეზერვუარები, წყლის ნაკადები და სპეციალური წყლის ობიექტები. რეზერვუარები არის წყლის ობიექტები დედამიწის ზედაპირზე დეპრესიაში.

შიდა ტენიანობის ცირკულაცია
ნალექი, რომელიც მოდის ნებისმიერ ნაკვეთზე, შედგება "გარე" და "შინაგანი" - წარმოიქმნება კონკრეტული ტერიტორიიდან აორთქლების შედეგად. "შიდა" ნალექი აორთქლდება

მდინარის წყალშემკრები ტერიტორია. წყალშემკრების მორფომეტრიული მახასიათებლები
წყალგამყოფი არის დედამიწის ზედაპირის ნაწილი, ისევე როგორც ნიადაგის სისქე, საიდანაც წყალი მიედინება მდინარეში, მდინარის სისტემაში ან ტბაში, შემოიფარგლება ზედაპირული და მიწისქვეშა წყალგამყოფით.

მდინარის აუზის წყლის ბალანსი. წყლის ბალანსის ელემენტები
მდინარეები იკვებება თხევადი ნალექებით (წვიმის კვება), წყალშემკრები აუზის ზედაპირზე თოვლის დნობის შედეგად წარმოქმნილი წყალი (თოვლის კვება) და მაღალმთიანი მყინვარების დნობა.

ნალექები. ნალექის აღკვეთა მცენარეულობით
ნალექები ჰიდროლოგიური ციკლის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია. ისინი წარმოიქმნება ატმოსფეროში წყლის ორთქლის კონდენსაციის შედეგად. მეტეოროლოგიური პირობებიდან გამომდინარე იქმნება

აორთქლება
აორთქლების პროცესის შედეგად, ატმოსფერული ნალექების ნაწილი, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე, წყალშემკრებს წყლის ორთქლის სახით ტოვებს. აორთქლება ხდება წყლის ზედაპირიდან

მდინარის დინება. წყალგამყოფში ჩამონადენის ფორმირების ფაქტორები
ჰიდროლოგიაში ჩამონადენი არის წყლის მოძრაობა დედამიწის ზედაპირზე, აგრეთვე ნიადაგებისა და ქანების სისქეში მისი ბუნებაში მიმოქცევის დროს. წყალგამყოფში ჩამონადენის წარმოქმნა რთული მრავალმხრივი პროცესია

წყლის ნაკადის ძირითადი მახასიათებლები. წყლის რეჟიმის ფაზები. გადინების ჰიდროგრაფი
წყლის ნაკადი არის წყლის რაოდენობა, რომელიც მიედინება არხის ცოცხალ მონაკვეთზე დროის ერთეულზე.

Წყლის დონე. დონის რეჟიმი
წყლის დონე - წყლის ზედაპირის სიმაღლე ჩვეულებრივი შედარების სიბრტყეზე მაღლა, რომელსაც ეწოდება "გრაფა ნული", H, [სმ], იხილეთ სურათი 5. წყლის დონე იზომება წერტილებში.

წყლის დონის მოკლევადიანი, წლიური და გრძელვადიანი რყევები
წყლის დონის მოკლევადიანი რყევები მოიცავს: ტალღებს (შესასვლელ ადგილებში), წყალდიდობებს (ქარიშხალს), ყოველდღიურ რყევებს (ჰიდროელექტროსადგურების ყოველდღიური რეგულირებით - გამოშვების ტალღები და

კავშირი ზედაპირულ და მიწისქვეშა წყლებს შორის
ფილტრაციის პროცესის შედეგად ზედაპირიდან წყალი აღწევს ნიადაგის სისქეში და ქმნის მიწისქვეშა დრენაჟს. მიწისქვეშა ჰორიზონტებში წყალი იმყოფება აგრეგაციის სამ მდგომარეობაში: წყლის სახით

მდინარე და მდინარის სისტემა
ტერიტორიის შიგნით არსებული ყველა წყლის ობიექტის ერთობლიობას ამ ტერიტორიის ჰიდროგრაფიული ქსელი ეწოდება. მდინარის აუზის ჰიდროგრაფიული ქსელის ფარგლებში არის

წყლის დინების სიჩქარე მდინარის კალაპოტებში
წყლის მოძრაობა მდინარის კალაპოტებში ხორციელდება გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. დენის სიჩქარე დამოკიდებულია ფერდობზე, არხში წყლის რაოდენობასა და ზედაპირის უხეშობაზე.

მდინარის აუზის თერმული ბალანსი. მდინარეების თერმული და ყინულის რეჟიმი
მდინარის აუზის თერმული ბალანსი. , (18) სადაც

ნატანის ნაკადის რეჟიმი. მდინარეების ჰიდროქიმიური რეჟიმი
მყარი ნაწილაკები, რომლებიც ქმნიან მდინარის ნალექებს, შედიან მდინარის კალაპოტში წყალშემკრები აუზის ზედაპირის და მდინარის კალაპოტის ეროზიის პროცესების შედეგად. წყალშემკრების ზედაპირის ეროზიის პროცესის ინტენსივობა

მდინარის წყლების ჰიდროქიმიური შემადგენლობა
მდინარის წყლებს, როგორც წესი, აქვთ შედარებით დაბალი მინერალიზაცია და კლასიფიცირდება როგორც მტკნარი წყლები. მდინარის წყლების ქიმიური შემადგენლობის ფორმირებას განსაზღვრავს ბუნებრივი, კლიმატური

საზღვაო საზღვაო ტერიტორიები
მდინარის შესართავი ტერიტორია წარმოადგენს განსაკუთრებულ ფიზიკურ-გეოგრაფიულ ობიექტს, რომელიც მდებარეობს დიდი მდინარის ზღვაში შესართავთან, რომლის ფარგლებშიც ხდება სპეციფიკური ესუარინული პროცესები. ისინი ურთიერთგანპირობებულნი არიან

ფიზიკური პროცესები
ა. წყლის დინამიკა. მდინარის წყლებისა და მიმღები წყალსაცავის დინამიური ურთიერთქმედება, მათ შორის მდინარესა და წყალსაცავის ინტერფეისის ფორმირება ჰიდრავლიკური უკუსვლის ან დაცემის სახით; გავრცელება

ბ. ყინულ-თერმული პროცესები მდინარის შესართავთან, დელტას წყალსაცავებში და ზღვის სანაპიროზე.
ბ. ნატანის დინამიკა მდინარის შესართავთან და პირთან ახლოს. დ. ეროზიულ-აკუმულაციური (მორფოლოგიური პროცესები, პროდუქტების წარმოქმნის ჩათვლით

ტბის ძირითადი მორფომეტრიული მახასიათებლები
სიგრძე (L, m) - უმოკლესი მანძილი ტბის სანაპირო ზოლის ორ ყველაზე შორეულ წერტილს შორის, რომელიც იზომება მისი ზედაპირის გასწვრივ. ტბის ფორმის მიხედვით

ტბის წყლის ბალანსი. წყლის დონის რეჟიმი ტბებში
ტბის წყლის ბალანსის განტოლება ზოგადი სახით: , (25) სადაც

ტბების დონის რეჟიმი
ტბაში წყლის გრძელვადიანი რყევები დამოკიდებულია კლიმატურ ფაქტორებზე. სეზონური რყევები განისაზღვრება ძირითადად წყლის, როგორც არხული, ისე განაწილებული შემოდინებით (განსაკუთრებით თოვლის დნობის პერიოდში).

ტბების თერმული ბალანსი და თერმული რეჟიმი
წყალსა და ატმოსფეროს შორის სითბოს გაცვლის პროცესები ყველაზე ინტენსიურად ხდება ტბის ზედა ფენებში. სიღრმეში სითბოს გადაცემა ხდება ისე, როგორც მზის ენერგიის უშუალო შეღწევისას წყალში

ჭაობები. ჭაობების სახეები და მათი რეჟიმი
ჭაობი ბუნებრივი წარმონაქმნია, რომელიც წარმოადგენს დედამიწის ზედაპირის წყალუხვი უბანს ტორფის ფენით და პირობებზე ადაპტირებული მცენარეულობის სპეციფიკური ფორმებით.

მყინვარები. განმარტება. განათლება, ტიპები, სტრუქტურა. მყინვარების მოძრაობა. მყინვარების კვება. ყინულის მასის ბალანსი. გავლენა მდინარის დინებაზე
მყარი ატმოსფერული ნალექების დაგროვებისა და ტრანსფორმაციის შედეგად წარმოქმნილი ბუნებრივი ნაძვისა და ყინულის მასა, რომელიც ძირითადად ხმელეთზე მდებარეობს, დიდი ხნის განმავლობაში არსებობს და ფლობს

მყინვარების სახეები
არის საფარი, მთის საფარი და მთის მყინვარები. საფარის მყინვარები მოიცავს ყინულის ფურცლებს და გუმბათებს, გასასვლელ მყინვარებს და ყინულის თაროებს. ისინი იატაკზეა გაშლილი

მყინვარების სტრუქტურა
მიწის მყინვარი შეიძლება დაიყოს ორ ნაწილად, ზედა არის კვების (დაგროვების) რეგიონი და ქვედა არის აბლაციის რეგიონი. ამ ზონების გამყოფ ხაზს გრა ეწოდება

საშიში ჰიდროლოგიური მოვლენები
პრობლემა. სტიქიური უბედურებები არსებობს მხოლოდ იმის გამო, რომ ადამიანები ხშირად ცხოვრობენ და მუშაობენ ისეთ ადგილებში, რომლებიც საშიში ჰიდროლოგიური ფენომენების განვითარების არენაა, ზოგჯერ.

ადიდებული წყალდიდობა
დიდი ფერდობები და სიმაღლის ცვლილებები, განსაკუთრებით ფერდობის სუსტი მდგრადობით, მყინვარული ფენომენების აქტივობით და სეისმური ზემოქმედებით, ზოგჯერ იწვევს მდინარეების გადაკეტვას ბუნებრივი კაშხლებით.

ტალღის კატასტროფები
თუ გასრიალდებით და აბაზანაში ჩავარდებით, წყლის ნახევარს იატაკზე დაასხამთ. რა მოხდება, თუ მეწყერი, მეწყერი ან ღვარცოფი მოხვდება წყალსაცავში? შედეგები შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს, მაგრამ ისინი ყველაა

ღვარცოფები
პრობლემა. ღვარცოფები ერთ-ერთი ყველაზე საშიში და გავრცელებული ჰიდროლოგიური მოვლენაა მთიან ქვეყნებში და ზოგადად მაღალ ფერდობებზე მსოფლიოში. ღვარცოფების პრობლემა მუდმივად რჩება

ღვარცოფის წყაროები
ღვარცოფის წყარო არის მორფოლოგიური წარმონაქმნი, რომელსაც შეუძლია ჩამონადენის კონცენტრირება, შეიცავს PSM (პოტენციური ღვარცოფის მასივი) და აქვს საკმარისი დახრილობა დარტყმის ან სატრანსპორტო ათვლის განვითარებისთვის.

ღვარცოფული წყალშემკრები და ღვარცოფული ცენტრების წყალშემკრები
ღვარცოფის წყალშემკრები არის აუზის მოკლე სახელწოდება, რომელიც შეიცავს ჩამონადენის წარმომქმნელ ზედაპირებს და შეუძლია წარმოქმნას ნატანი ღვარცოფი. ეს არის, როგორც წესი, ზედაპირული ჩამონადენის წყალშემკრები.

ღვარცოფების გეოგრაფია
მრავალი კლდოვანი ღვარცოფის ცენტრი რუშანის ქედის სამხრეთ კალთაზე, ადვილად შესამჩნევი პამირის გზატკეცილიდან, ათეულობით და ასობით წლის განმავლობაში ელოდება ფრთებს ტერიტორიის სუსტი წვიმის შესაძლებლობების გამო.

მეწყერი, თოვლის ზვავები, თოვლის ნაკადები
მეწყერი მთის მეწყერი არის ფხვიერი კლასტური კლდის მასივი, რომელიც ძლიერად არის გაჯერებული წყლით, მოძრაობს ფერდობზე. წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც ათვლის ძალა აღემატება დამჭერ ძალას ან სეისმურობის დროს

ღვარცოფები მყინვარებზე
გენალდონის კატასტროფები. მყინვარების კატასტროფული მოძრაობებისა და ნგრევის დროს ზოგჯერ შეინიშნება მყინვარული მასის ნაწილის რღვევა, რასაც თან ახლავს ყინულის დამსხვრევა და შიდა მყინვარების გამოდევნა.

წყალი გამჭვირვალე სითხეა, უფერო (მცირე მოცულობით) და უსუნო. წყალს გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს დედამიწაზე სიცოცხლის შექმნასა და შენარჩუნებაში, ცოცხალი ორგანიზმების ქიმიურ სტრუქტურაში, კლიმატისა და ამინდის ფორმირებაში. მყარ მდგომარეობაში მას ყინულს ან თოვლს უწოდებენ, აირისებრში კი წყლის ორთქლს. დედამიწის ზედაპირის დაახლოებით 71% დაფარულია წყლით (ოკეანეები, ზღვები, ტბები, მდინარეები, ყინული პოლუსებზე).

წყლის თვისებები არის წყლის ფიზიკური, ქიმიური, ბიოქიმიური, ორგანოლეპტიკური, ფიზიკოქიმიური და სხვა თვისებების ერთობლიობა.
წყალი - წყალბადის ოქსიდი - ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული და მნიშვნელოვანი ნივთიერებაა. წყლის მიერ დაკავებული დედამიწის ზედაპირი 2,5-ჯერ აღემატება მიწის ზედაპირს. ბუნებაში არ არის სუფთა წყალი, ის ყოველთვის შეიცავს მინარევებს. სუფთა წყალი მიიღება დისტილაციით. გამოხდილ წყალს ეწოდება გამოხდილი წყალი. წყლის შემადგენლობა (მასობრივად): 11,19% წყალბადი და 88,81% ჟანგბადი.

სუფთა წყალი არის გამჭვირვალე, უსუნო და უგემოვნო. მას აქვს ყველაზე დიდი სიმკვრივე 0°C-ზე (1გ/სმ3). ყინულის სიმკვრივე თხევადი წყლის სიმკვრივეზე ნაკლებია, ამიტომ ყინული ზედაპირზე ცურავს. წყალი იყინება 0°C-ზე და დუღს 100°C-ზე 101325 Pa წნევის დროს. ის ცუდად ატარებს სითბოს და ძალიან ცუდად ატარებს ელექტროენერგიას. წყალი კარგი გამხსნელია. წყლის მოლეკულას აქვს კუთხოვანი ფორმა; წყალბადის ატომები ჟანგბადთან მიმართებაში ქმნიან 104,5° კუთხეს. მაშასადამე, წყლის მოლეკულა არის დიპოლური: მოლეკულის ნაწილი, სადაც წყალბადია განთავსებული, დადებითად არის დამუხტული, ხოლო ნაწილი, სადაც ჟანგბადია, უარყოფითად დამუხტულია. წყლის მოლეკულების პოლარობის გამო, მასში არსებული ელექტროლიტები იშლება იონებად.

თხევადი წყალი, ჩვეულებრივ H20 მოლეკულებთან ერთად, შეიცავს ასოცირებულ მოლეკულებს, ანუ დაკავშირებულია უფრო რთულ აგრეგატებში (H2O)x წყალბადის ბმების წარმოქმნის გამო. წყლის მოლეკულებს შორის წყალბადის ბმების არსებობა ხსნის მისი ფიზიკური თვისებების ანომალიებს: მაქსიმალური სიმკვრივე 4 ° C-ზე, მაღალი დუღილის წერტილი (სერიებში H20-H2S - H2Se) და არანორმალურად მაღალი სითბოს ტევადობა. ტემპერატურის მატებასთან ერთად წყალბადის ბმები იშლება და სრული რღვევა ხდება, როდესაც წყალი ორთქლად იქცევა.

წყალი უაღრესად რეაქტიული ნივთიერებაა. ნორმალურ პირობებში ის რეაგირებს ბევრ ძირითად და მჟავე ოქსიდთან, ასევე ტუტე და მიწის ტუტე ლითონებთან. წყალი წარმოქმნის უამრავ ნაერთს - კრისტალურ ჰიდრატებს.
ცხადია, ნაერთები, რომლებიც აკავშირებენ წყალს, შეიძლება გახდეს საშრობი აგენტი. სხვა საშრობი ნივთიერებებია P2O5, CaO, BaO, ლითონი Ma (ისინი ასევე ქიმიურად რეაგირებენ წყალთან), ასევე სილიკა გელი. წყლის მნიშვნელოვანი ქიმიური თვისებები მოიცავს მის უნარს შევიდეს ჰიდროლიზურ დაშლის რეაქციებში.

წყლის ქიმიური თვისებები განისაზღვრება მისი შემადგენლობით. წყალი შედგება 88,81% ჟანგბადისგან და მხოლოდ 11,19% წყალბადისგან. როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, წყალი ცელსიუს ნულოვან გრადუსზე იყინება, მაგრამ ასზე დუღს. გამოხდილ წყალს აქვს დადებითად დამუხტული ჰიდრონიუმის იონების HO და H3O+ ძალიან დაბალი კონცენტრაცია (მხოლოდ 0,1 μmol/l), ამიტომ მას შეიძლება ეწოდოს შესანიშნავი იზოლატორი. თუმცა, ბუნებაში წყლის თვისებები სწორად ვერ იქნება რეალიზებული, რომ არ იყოს კარგი გამხსნელი. წყლის მოლეკულა ძალიან მცირე ზომისაა. როდესაც სხვა ნივთიერება წყალში შედის, მის დადებით იონებს იზიდავს ჟანგბადის ატომები, რომლებიც ქმნიან წყლის მოლეკულას, ხოლო უარყოფით იონებს წყალბადის ატომები. როგორც ჩანს, წყალი ყველა მხრიდან აკრავს მასში გახსნილ ქიმიურ ელემენტებს. ამიტომ წყალი თითქმის ყოველთვის შეიცავს სხვადასხვა ნივთიერებებს, კერძოდ, ლითონის მარილებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ელექტრული დენის გამტარობას.

წყლის ფიზიკურმა თვისებებმა „მოგვცა“ ისეთი ფენომენები, როგორიცაა სათბურის ეფექტი და მიკროტალღური ღუმელი. სათბურის ეფექტის დაახლოებით 60% იქმნება წყლის ორთქლით, რომელიც შესანიშნავად შთანთქავს ინფრაწითელ სხივებს. ამ შემთხვევაში წყლის ოპტიკური გარდატეხის მაჩვენებელია n=1,33. გარდა ამისა, წყალი ასევე შთანთქავს მიკროტალღებს მისი მოლეკულების მაღალი დიპოლური მომენტის გამო. ბუნებაში წყლის ამ თვისებებმა აიძულა მეცნიერები დაფიქრდნენ მიკროტალღური ღუმელის გამოგონებაზე.

წყლის როლი ბუნებასა და ადამიანის ცხოვრებაში განუზომლად დიდია. შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ყველა ცოცხალი არსება შედგება წყლისა და ორგანული ნივთიერებებისგან. ის აქტიური მონაწილეა ფიზიკური და ქიმიური გარემოს, კლიმატისა და ამინდის ფორმირებაში. ამავდროულად, ის ასევე აისახება ეკონომიკაზე, მრეწველობაზე, სოფლის მეურნეობაზე, ტრანსპორტსა და ენერგეტიკაზე.

ჩვენ შეგვიძლია ვიცხოვროთ საკვების გარეშე რამდენიმე კვირა, მაგრამ წყლის გარეშე - მხოლოდ 2-3 დღე. ნორმალური არსებობის უზრუნველსაყოფად ადამიანმა უნდა შეიყვანოს ორგანიზმში წონით დაახლოებით 2-ჯერ მეტი წყალი, ვიდრე საკვები ნივთიერებები. ადამიანის ორგანიზმის მიერ წყლის 10%-ზე მეტის დაკარგვამ შეიძლება გამოიწვიოს სიკვდილი. საშუალოდ, მცენარეებისა და ცხოველების სხეული შეიცავს 50% -ზე მეტ წყალს, მედუზის სხეულში 96% -მდეა, წყალმცენარეებში 95-99%, სპორებსა და თესლებში 7-დან 15% -მდე. ნიადაგი შეიცავს მინიმუმ 20% წყალს, ხოლო ადამიანის ორგანიზმში წყალი შეადგენს დაახლოებით 65%. ადამიანის სხეულის სხვადასხვა ნაწილი შეიცავს არათანაბარი რაოდენობით წყალს: თვალის მინისებრი სხეული შედგება 99% წყლისგან, სისხლი შეიცავს 83%, ცხიმოვანი ქსოვილი 29%, ჩონჩხი 22% და კბილის მინანქარიც კი 0,2%. ადამიანი მთელი ცხოვრების მანძილზე კარგავს წყალს ორგანიზმიდან, მცირდება მისი ბიოენერგეტიკული პოტენციალი. ექვსკვირიან ადამიანის ემბრიონში წყლის შემცველობა 97%–მდეა, ახალშობილში – 80%, ზრდასრულში – 60–70%, ხოლო ხანდაზმული ადამიანის ორგანიზმში – მხოლოდ 50–60%.

წყალი აბსოლუტურად აუცილებელია ადამიანის სიცოცხლის მხარდაჭერის ყველა ძირითადი სისტემისთვის. წყალი და მასში შემავალი ნივთიერებები ხდება კვების საშუალება და ამარაგებს ცოცხალ ორგანიზმებს სიცოცხლისთვის აუცილებელი მიკროელემენტებით. ის შეიცავს სისხლში (79%) და აადვილებს გადატანას სისხლის მიმოქცევის სისტემაში ათასობით არსებითი ნივთიერებისა და ელემენტების გახსნილ მდგომარეობაში (წყლის გეოქიმიური შემადგენლობა ახლოსაა ცხოველთა და ადამიანის სისხლის შემადგენლობასთან.).
ლიმფში, რომელიც ახორციელებს ნივთიერებების გაცვლას ცოცხალი ორგანიზმის სისხლსა და ქსოვილებს შორის, წყალი შეადგენს 98%-ს.
წყალი უფრო ძლიერად ავლენს უნივერსალური გამხსნელის თვისებებს, ვიდრე სხვა სითხეები. გარკვეული დროის შემდეგ მას შეუძლია დაითხოვოს თითქმის ნებისმიერი მყარი ნივთიერება.
წყლის ეს ყოვლისმომცველი როლი განპირობებულია მისი უნიკალური თვისებებით.

ბოლო დროს მკვლევარების ძალისხმევა მიმართულია ინტერფეისში მიმდინარე პროცესების დაჩქარებულ შესწავლაზე. აღმოჩნდა, რომ სასაზღვრო ფენებში წყალს ბევრი საინტერესო თვისება აქვს, რომლებიც ნაყარ ფაზაში არ ჩანს. ეს ინფორმაცია უკიდურესად აუცილებელია მთელი რიგი მნიშვნელოვანი პრაქტიკული პრობლემების გადასაჭრელად. ამის მაგალითი იქნება მიკროელექტრონიკისთვის ფუნდამენტურად ახალი ელემენტის ბაზის შექმნა, სადაც სქემების შემდგომი მინიატურიზაცია დაფუძნებული იქნება წყლის ზედაპირზე მაკრომოლეკულების თვითორგანიზების პრინციპზე. განვითარებული ზედაპირი ასევე დამახასიათებელია ბიოლოგიური სისტემებისთვის, მათი ფუნქციონირებისთვის ზედაპირული ფენომენების მნიშვნელობიდან გამომდინარე. თითქმის ყოველთვის, წყლის არსებობა მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს ზედაპირულ რეგიონში მიმდინარე პროცესების ბუნებაზე. თავის მხრივ, ზედაპირის გავლენით რადიკალურად იცვლება თავად წყლის თვისებები და საზღვრის მახლობლად წყალი უნდა ჩაითვალოს ფუნდამენტურად ახალ ფიზიკურ შესწავლის ობიექტად. ძალიან სავარაუდოა, რომ ზედაპირთან ახლოს წყლის მოლეკულური სტატისტიკური თვისებების შესწავლა, რომელიც არსებითად ახლახან იწყება, შესაძლებელს გახდის მრავალი ფიზიკური და ქიმიური პროცესის ეფექტურად კონტროლს.

ბოლო დროს გაიზარდა ინტერესი წყლის თვისებების მიკროსკოპულ დონეზე შესწავლისადმი. ამრიგად, ზედაპირული ფენომენების ფიზიკის მრავალი საკითხის გასაგებად, აუცილებელია ვიცოდეთ წყლის თვისებები ინტერფეისზე. მკაცრი იდეების ნაკლებობა წყლის სტრუქტურისა და წყლის ორგანიზების შესახებ მოლეკულურ დონეზე იწვევს იმ ფაქტს, რომ წყალხსნარების თვისებების შესწავლისას, როგორც ნაყარ ფაზაში, ასევე კაპილარულ სისტემებში, წყალი ხშირად განიხილება, როგორც უსტრუქტურო საშუალება. თუმცა ცნობილია, რომ წყლის თვისებები სასაზღვრო ფენებში შეიძლება მკვეთრად განსხვავდებოდეს ნაყარისგან. მაშასადამე, წყლის, როგორც უსტრუქტურო სითხეს, ჩვენ ვკარგავთ უნიკალურ ინფორმაციას სასაზღვრო ფენების თვისებების შესახებ, რაც, როგორც ირკვევა, დიდწილად განსაზღვრავს თხელ ფორებში მიმდინარე პროცესების ბუნებას. მაგალითად, ცელულოზის აცეტატის მემბრანების იონური სელექციურობა აიხსნება ფორებში წყლის სპეციალური მოლეკულური ორგანიზებით, რაც, კერძოდ, აისახება "არაგამხსნელი მოცულობის" კონცეფციაში. თეორიის შემდგომი განვითარება, რომელიც ითვალისწინებს შერჩევითი მემბრანული ტრანსპორტის საფუძვლად არსებულ ინტერმოლეკულურ ურთიერთქმედების სპეციფიკას, ხელს შეუწყობს ხსნარების მემბრანული დეზალიზაციის უფრო სრულყოფილ გაგებას. ეს შესაძლებელს გახდის გავითვალისწინოთ ინფორმირებული რეკომენდაციები წყლის გაუვალობის პროცესების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად. ეს გულისხმობს სითხეების თვისებების შესწავლის მნიშვნელობას და აუცილებლობას სასაზღვრო ფენებში, კერძოდ, მყარი სხეულის ზედაპირთან.



წყალი ყოველდღიურად და ყველგან გვიხვევს ირგვლივ – მათაც კი, ვინც მთელი ცხოვრება საჰარის უდაბნოში გაატარა. წყლის თვისებები ხშირად ჩვენთვის უხილავი რჩება. და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ წყლის სტრუქტურასა და თვისებებს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ჩვენი პლანეტის მთელი სიცოცხლისთვის. ჩვენ მიჩვეულები ვართ წყლის თავისთავად მიღებას, რაც ჩვენი პირველი სურვილისამებრ შეიძლება მივიღოთ წყლის ონკანის სახელურის მარტივი მოძრაობით. მიუხედავად იმისა, რომ წყლის უნიკალური თვისებები არის პასუხი ბევრ კითხვაზე ჩვენი სამყაროს შესახებ, თუმცა ამავე დროს ისინი ბევრ კითხვას უსვამენ მკვლევარებს.

წყლის ძირითადი თვისებები

კითხვა, თუ რა არის წყლის ძირითადი თვისებები, შეიძლება განვიხილოთ სხვადასხვა კუთხით. ფაქტია, რომ წყლის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები თანაბრად მნიშვნელოვანია და განსაზღვრავს ამ ნივთიერების განსაკუთრებულ მნიშვნელობას და როლს ჩვენს სამყაროში. წყლის ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებს მისი განსაკუთრებული აგებულება განსაზღვრავს. ყველამ იცის, რომ წყლის მოლეკულა შედგება ორი წყალბადის ატომისა და ჟანგბადის ატომისგან. თუმცა, უკვე ამ მარტივი ფაქტიდან იწყება წყლის ანომალიური თვისებები: ვინაიდან ყველა სხვა წყალბადის ნაერთს ნორმალურ პირობებში აქვს აგრეგაციის აირისებრი მდგომარეობა, ხოლო წყალი თხევადი. გარდა ამისა, ეს არის წყალი, რომელიც შეიძლება არსებობდეს აგრეგაციის სამ მდგომარეობაში (აირიანი, თხევადი, მყარი) და საკმაოდ ადვილად გადავიდეს ერთიდან მეორეზე.

ჩვეულებრივი წყლის უჩვეულო თვისებები განპირობებულია იმით, რომ წყალბადის ატომები დაკავშირებულია ჟანგბადის ატომთან მკაცრად განსაზღვრული კუთხით და არ ცვლის მათ პოზიციას. შედეგად წარმოიქმნება ძლიერი ატომთაშორისი ბმები, რომლებიც სწრაფად ფიქსირდება ტემპერატურის კლებასთან ერთად. ეს განმარტავს, თუ რატომ არის სხვაობა წყლის ნორმალურ ტემპერატურასა და მის გაყინვის წერტილს შორის, ვიდრე "საშუალო" ტემპერატურასა და დუღილის წერტილს შორის. გაყინვისას ენერგია არ იხარჯება ატომთაშორისი ბმების გაწყვეტაზე, ამიტომ მოლეკულები სწრაფად ქმნიან მოწესრიგებულ სტრუქტურებს და გადაიქცევიან ყინულის კრისტალებად. აირისებრ მდგომარეობაში გადასასვლელად, წყლის მოლეკულებში ის ძალიან ძლიერი ბმები უნდა განადგურდეს - ამიტომ, წყლის ადუღებამდე საჭიროა მისი გაცხელება, დიდი რაოდენობით თერმული ენერგიის დახარჯვა.

წყლის მოლეკულური სტრუქტურის თავისებურებები იძლევა პასუხს კითხვაზე, თუ რატომ არის წყლის მნიშვნელობა ცოცხალი ორგანიზმებისთვის და ზოგადად სიცოცხლის არსებობისთვის. რადგან სამყაროში სიცოცხლის ერთადერთი დღეისათვის ცნობილი ფორმაა , მიწიერი, წყლის გარეშე ვერ იარსებებს. წყლის ბიოლოგიური თვისებები ისეთია, რომ მისი მოლეკულები ზომით უფრო მცირეა სხვა ნივთიერებების მოლეკულებთან შედარებით. შესაძლოა, პირველი პასუხი კითხვაზე, თუ რა თვისებები აქვს წყალს, უნდა იყოს „დაშლის უნარი“. წყალში დაშლა სხვა არაფერია, თუ არა ნივთიერების მოლეკულის გარშემორტყმა ყველა მხრიდან წყლის მოლეკულებით. წყალი არის საშუალება, რომლის გარეთაც ცოცხალი უჯრედი ვერ წარმოიქმნება, ვერ იარსებებს და ვერ განვითარდება. იმის გამო, რომ უჯრედის სიცოცხლე მოითხოვს სხვადასხვა ნივთიერებების ურთიერთქმედებას, რაც უზრუნველყოფილია სწორედ წყლის ინფორმაციული თვისებებით, რომელსაც შეუძლია სხვა ნივთიერებების მოლეკულების გადატანა. ასე რომ, წყლის როლი ცოცხალ ორგანიზმებში ძალიან მარტივია - არცერთი ცოცხალი ორგანიზმი არ იარსებებს წყლის გარეშე.

წყლის ფიზიკური თვისებები

წყლის ძირითადი ფიზიკური თვისებები პირველ რიგში დამოკიდებულია გარემო ფაქტორებზე, როგორიცაა წნევა და ტემპერატურა. თერმული გარემო, ზოგადად, ძალიან მნიშვნელოვანია წყლისთვის: ტემპერატურა დაკავშირებულია წყლის აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობებთან დარჩენასთან და გადასვლასთან. წყლის საინტერესო თვისებები მდგომარეობს, კერძოდ, იმაში, რომ აბსოლუტურად სუფთა წყალი, ანუ მინარევებისაგან და დაშლილი ნივთიერებებისგან თავისუფალი, შეიძლება არსებობდეს ე.წ. მეტასტაბილურ მდგომარეობებში. მაგალითად, წყლის თერმული თვისებები საშუალებას აძლევს სუფთა წყალს არ გაიყინოს მინუს 30 გრადუს ცელსიუსზე დაბალ ტემპერატურაზე ან დარჩეს თხევად მდგომარეობაში, გაცხელდეს 200 გრადუს ცელსიუსამდე. თუმცა, ასეთი მეტასტაბილური მდგომარეობები უკიდურესად არასტაბილურია და აბსოლუტურად სუფთა წყალი პრაქტიკულად არასოდეს გვხვდება ბუნებრივ პირობებში. ამრიგად, წყლის თერმოფიზიკური თვისებების გამოთვლა ხორციელდება, განსაკუთრებული შემთხვევების გარდა, სტანდარტული საზღვრების საფუძველზე - 0 გრადუსი, როგორც გაყინვის წერტილი, 100 გრადუსი, როგორც დუღილის წერტილი.

რა თქმა უნდა, წყლის თერმოფიზიკური თვისებები შორს არის ამ უნიკალური ნივთიერების ერთადერთი მახასიათებლებისგან. არსებობს წყლის ფიზიკური თვისებების ცხრილი, რომელიც შეიცავს დეტალურ ინფორმაციას მის შესახებ. მაგალითად, შეგიძლიათ გაიგოთ, რომ წყლის განსაკუთრებული თვისებები მას კარგ იზოლატორად აქცევს, ანუ ის ძალიან ცუდად გადის ელექტრო დენს. მაგრამ ჩვენ ვსაუბრობთ აბსოლუტურად სუფთა წყალზე - ჩვეულებრივი წყალი, რომელიც შეიცავს ბევრ სხვადასხვა დაშლილ ნივთიერებას, კარგი ელექტროგამტარია. გარდა ამისა, ცხრილი შეიცავს ისეთ მაჩვენებლებს, როგორიცაა, მაგალითად, ხმის სიჩქარე, რომელიც წყალში 20 გრადუს ტემპერატურაზე არის 1482,7 მეტრი წამში (შედარებისთვის, ჰაერში ხმის სიჩქარე წამში 331 მეტრია).

წყლის ქიმიური თვისებები

წყლის მთავარი ქიმიური თვისება არის გამხსნელის უნარი. აქტიურად მიმდინარეობს წყლის მჟავე თვისებების შესწავლა, ვინაიდან წყალი, რაც არ უნდა მოულოდნელად ჩანდეს, მჟავაა. ქიმიურ მეცნიერებაში მჟავა არის ნივთიერება, რომელსაც შეუძლია წყალბადის კათიონების გათავისუფლება ქიმიური ურთიერთქმედების დროს. წყალს ამის უნარი აქვს, რის გამოც წყლის ჟანგვის თვისებები ძალიან მნიშვნელოვანია. მაგრამ წყალი უნიკალური ნივთიერებაა, რადგან ჟანგვის თვისებების გარდა, მას ასევე აქვს შემცირების თვისებები.

უნდა გვახსოვდეს, რომ ბიოქიმიაში რედოქსული რეაქციები არის ის ქიმიური ურთიერთქმედება, რომლის დროსაც ემატება ან იკარგება ელექტრონები, რაც იწვევს ნივთიერებების ელექტრული პოტენციალის ცვლილებას. ჟანგბადი არის აქტიური ჟანგვის აგენტი, ანუ ნივთიერება, რომელიც იკავებს ელექტროდებს; წყალბადი არის უნივერსალური შემცირების აგენტი, რომელიც ადვილად ათავისუფლებს წყალბადს. ასე რომ, გამოდის, რომ წყალი, რომელიც შედგება ჟანგბადისა და წყალბადისგან, შეიძლება იყოს როგორც ჟანგვის აგენტი, ასევე აღმდგენი აგენტი - აქედან გამომდინარეობს წყლის რედოქს თვისებები. წყლის გარემო შეიძლება იყოს დაჟანგული, ელექტრონების აღება სხვა ნივთიერებებისგან - ეს პოზიცია ტიპიურია უმეტეს სიტუაციებისთვის, სადაც წყალია ზედაპირზე. წყალი შეიძლება იყოს რედოქსი, თუ ის შეიცავს გარკვეულ მინარევებს. და ბოლოს, ეს შეიძლება იყოს შემცირების გარემოც, რაც დამახასიათებელია ლითონებით გაჯერებული მიწისქვეშა წყლებისთვის.

წყალი, დედამიწაზე ერთ-ერთი ყველაზე საოცარი ნაერთი, დიდი ხანია აოცებდა მკვლევარებს მისი მრავალი ფიზიკური თვისების უჩვეულოობით:

1) როგორც ნივთიერების, ასევე ბუნებრივი რესურსის ამოწურვა; თუ დედამიწის ყველა სხვა რესურსი განადგურებულია ან გაფანტულია, მაშინ წყალი, როგორც ჩანს, გამოდის აქედან, იღებს სხვადასხვა ფორმებსა თუ მდგომარეობას: გარდა თხევადი, მყარი და აირისებრი. ეს არის ერთადერთი ნივთიერება და რესურსი. ეს თვისება უზრუნველყოფს წყლის ყოვლისმომცველ არსებობას, ის გადის დედამიწის მთელ გეოგრაფიულ გარსში და ასრულებს მასში მრავალფეროვან სამუშაოს.

2) მისი თანდაყოლილი გაფართოება გამაგრების დროს (გაყინვა) და მოცულობის შემცირება დნობისას (თხევად მდგომარეობაში გადასვლა).

3) მაქსიმალური სიმკვრივე +4 ° C ტემპერატურაზე და მასთან დაკავშირებული ძალიან მნიშვნელოვანი თვისებები ბუნებრივი და ბიოლოგიური პროცესებისთვის, მაგალითად, წყლის ობიექტების ღრმა გაყინვის გამორიცხვა. როგორც წესი, ფიზიკური სხეულების მაქსიმალური სიმკვრივე შეინიშნება გამაგრების ტემპერატურაზე. გამოხდილი წყლის მაქსიმალური სიმკვრივე შეინიშნება არანორმალურ პირობებში - 3,98-4 °C ტემპერატურაზე (ან მომრგვალებული +4 °C), ანუ გამაგრების (გაყინვის) წერტილის ზემოთ ტემპერატურაზე. როდესაც წყლის ტემპერატურა გადახრის 4 °C-დან ორივე მიმართულებით, წყლის სიმკვრივე მცირდება.

4) დნობის (დნობის) დროს ყინული ცურავს წყლის ზედაპირზე (სხვა სითხეებისგან განსხვავებით).

5) წყლის სიმკვრივის არანორმალური ცვლილება იწვევს წყლის მოცულობის იგივე არანორმალურ ცვლილებას გაცხელებისას: ტემპერატურის ზრდით 0-დან 4 ° C-მდე, გაცხელებული წყლის მოცულობა მცირდება და მხოლოდ შემდგომი მატებით იწყებს ზრდას. . თუ ტემპერატურის დაქვეითებით და თხევადი მდგომარეობიდან მყარ მდგომარეობაში გადასვლისას წყლის სიმკვრივე და მოცულობა შეიცვალა ისევე, როგორც ეს ხდება ნივთიერებების უმრავლესობის შემთხვევაში, მაშინ როცა ზამთარი მოახლოვდება, ბუნებრივი წყლების ზედაპირული ფენები. გაცივდებოდა 0°C-მდე და ჩაიძირებოდა ფსკერზე, ათავისუფლებდა სივრცეს უფრო თბილ ფენებს და ეს გაგრძელდებოდა მანამ, სანამ წყალსაცავის მთელი მასა არ შეიძენს ტემპერატურას 0°C. შემდეგ წყალი იწყებდა გაყინვას, წარმოქმნილი ყინულის ნაკადები ფსკერზე ჩაიძირებოდა და წყალსაცავი მთელ სიღრმეზე გაიყინებოდა. თუმცა წყალში სიცოცხლის მრავალი ფორმა შეუძლებელი იქნებოდა. მაგრამ რადგან წყალი აღწევს უდიდეს სიმკვრივეს 4 °C-ზე, მისი ფენების მოძრაობა, რომელიც გამოწვეულია გაგრილებით, მთავრდება ამ ტემპერატურის მიღწევისას. ტემპერატურის შემდგომი შემცირებით, გაცივებული ფენა, რომელსაც აქვს უფრო დაბალი სიმკვრივე, რჩება ზედაპირზე, იყინება და ამით იცავს ქვემო ფენებს შემდგომი გაგრილებისა და გაყინვისგან.

6) წყლის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლას თან ახლავს შესაბამისი რაოდენობის სითბოს ხარჯვა (აორთქლება, დნობა) ან გამოყოფა (კონდენსაცია, გაყინვა). 1 გრ ყინულის დნობას სჭირდება 677 კალორია, ხოლო 1 გრ წყლის აორთქლებას 80 კალორია ნაკლები. ყინულის შერწყმის მაღალი ლატენტური სითბო უზრუნველყოფს თოვლისა და ყინულის ნელა დნობას.

7) შედარებით მარტივად აირისებრ მდგომარეობაში გადასვლის (აორთქლების) უნარი არა მხოლოდ დადებით, არამედ უარყოფით ტემპერატურაზეც. ამ უკანასკნელ შემთხვევაში, აორთქლება ხდება თხევადი ფაზის გვერდის ავლით - მყარიდან (ყინული, თოვლი) პირდაპირ ორთქლის ფაზაში. ამ ფენომენს სუბლიმაცია ეწოდება.

8) თუ შევადარებთ პერიოდული სისტემის მეექვსე ჯგუფის ელემენტებით (სელენი H 2 Se, ტელურუმი H 2 Te) და წყალი (H 2 O) წარმოქმნილი ჰიდრიდების დუღილისა და გაყინვის ტემპერატურას, მაშინ მათთან ანალოგიით დუღილის წერტილი წყალი უნდა იყოს დაახლოებით 60°C, ხოლო გაყინვის წერტილი 100°C-ზე დაბალი. მაგრამ აქაც ჩნდება წყლის ანომალიური თვისებები - 1 ატმ ნორმალურ წნევაზე. წყალი ადუღდება +100 °C-ზე და იყინება 0 °C-ზე.

9) ბუნების ცხოვრებაში უდიდესი მნიშვნელობა აქვს იმ ფაქტს, რომ წყალს აქვს არანორმალურად მაღალი სითბოს ტევადობა, ჰაერზე 3000-ჯერ მეტი. ეს ნიშნავს, რომ როდესაც 1 მ 3 წყალი გაცივდება 1 0 C ტემპერატურაზე, 3000 მ 3 ჰაერი თბება იმავე რაოდენობით. ამიტომ, სითბოს დაგროვებით, ოკეანე ზომიერად მოქმედებს სანაპირო ზონების კლიმატზე.

10) წყალი შთანთქავს სითბოს, როდესაც ის აორთქლდება და დნება, გამოყოფს მას, როდესაც ის ორთქლიდან შედედდება და იყინება.

11) დისპერსიულ გარემოში წყლის უნარი, მაგალითად, წვრილ ფოროვან ნიადაგებში ან ბიოლოგიურ სტრუქტურებში, გადავიდეს შეკრულ ან დისპერსიულ მდგომარეობაში. ამ შემთხვევაში, წყლის თვისებები მნიშვნელოვნად იცვლება (მისი მობილურობა, სიმკვრივე, გაყინვის წერტილი, ზედაპირული დაძაბულობა და სხვა პარამეტრები), რაც ძალზე მნიშვნელოვანია ბუნებრივ და ბიოლოგიურ სისტემებში პროცესების წარმოქმნისთვის.

12) წყალი უნივერსალური გამხსნელია, შესაბამისად, არამარტო ბუნებაში, არამედ ლაბორატორიულ პირობებშიც არ არსებობს იდეალურად სუფთა წყალი იმ მიზეზით, რომ მას შეუძლია დაშალოს ნებისმიერი ჭურჭელი, რომელშიც ის არის ჩასმული. ვარაუდობენ, რომ იდეალურად სუფთა წყლის ზედაპირული დაძაბულობა ისეთი იქნება, რომ მასზე სრიალი შეიძლება. წყლის დაშლის უნარი უზრუნველყოფს ნივთიერებების გადატანას გეოგრაფიულ გარსში, საფუძვლად უდევს ნივთიერებების გაცვლას ორგანიზმებსა და გარემოს შორის და არის კვების საფუძველი.

13) ყველა სითხეში (ვერცხლისწყლის გარდა), წყალს აქვს ყველაზე მაღალი ზედაპირული წნევა და ზედაპირული დაძაბულობა: = 75 10 -7 ჯ/სმ 2 (გლიცერინი - 65, ამიაკი - 42, და ყველა დანარჩენი 30 10 -7 ჯ/სმ 2-ზე ნაკლები. ). ამის გამო წყლის წვეთი ბურთის ფორმას იღებს და მყარ სხეულებთან შეხებისას უმეტესი ნაწილის ზედაპირს ასველებს. სწორედ ამიტომ მას შეუძლია ამაღლდეს კლდეებისა და მცენარეების კაპილარებში, რაც უზრუნველყოფს ნიადაგის ფორმირებას და მცენარეთა კვებას.

14) წყალს აქვს მაღალი თერმული სტაბილურობა. წყლის ორთქლი წყალბადად და ჟანგბადად დაშლას იწყებს მხოლოდ 1000 °C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე.

15) ქიმიურად სუფთა წყალი ელექტროენერგიის ძალიან ცუდი გამტარია. დაბალი შეკუმშვის გამო, ხმის და ულტრაბგერითი ტალღები კარგად ვრცელდება წყალში.

16) წყლის თვისებები ძლიერ იცვლება წნევისა და ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. ამრიგად, წნევის მატებასთან ერთად, წყლის დუღილის წერტილი იზრდება, ხოლო გაყინვის წერტილი, პირიქით, მცირდება. ტემპერატურის მატებასთან ერთად მცირდება წყლის ზედაპირული დაძაბულობა, სიმკვრივე და სიბლანტე და იზრდება წყალში ბგერის ელექტრული გამტარობა და სიჩქარე.

წყლის ანომალიური თვისებები ერთად აღებული, რაც მიუთითებს მის უკიდურესად მაღალ წინააღმდეგობას გარე ფაქტორების მიმართ, გამოწვეულია მოლეკულებს შორის დამატებითი ძალების არსებობით, რომელსაც წყალბადის ბმები ეწოდება. წყალბადის ბმის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ წყალბადის იონს, რომელიც დაკავშირებულია სხვა ელემენტის იონთან, შეუძლია ელექტროსტატიკურად მიიზიდოს იგივე ელემენტის იონი სხვა მოლეკულიდან. წყლის მოლეკულას აქვს კუთხოვანი აგებულება: მის შემადგენლობაში შემავალი ბირთვები ქმნიან ტოლფერდა სამკუთხედს, რომლის ძირში არის ორი პროტონი, ხოლო მწვერვალზე - ჟანგბადის ატომის ბირთვი (სურათი 2.2).

სურათი 2.2 - წყლის მოლეკულის სტრუქტურა

მოლეკულაში არსებული 10 ელექტრონიდან (5 წყვილი) ერთი წყვილი (შიდა ელექტრონები) მდებარეობს ჟანგბადის ბირთვთან, ხოლო დანარჩენი 4 წყვილი ელექტრონიდან (გარე) ერთი წყვილი განაწილებულია თითოეულ პროტონსა და ჟანგბადს შორის. ბირთვი, ხოლო 2 წყვილი რჩება განუსაზღვრელი და მიმართულია პროტონების მოპირდაპირე ტეტრაედრის წვეროებზე. ამრიგად, წყლის მოლეკულაში არის 4 მუხტის პოლუსი, რომლებიც განლაგებულია ტეტრაედრის წვეროებზე: 2 უარყოფითი, რომელიც შექმნილია ელექტრონის სიმკვრივის გადაჭარბებით ელექტრონების მარტოხელა წყვილების ადგილებზე და 2 დადებითი, რომელიც შექმნილია მისი დეფიციტის ადგილებზე. პროტონები.

შედეგად, წყლის მოლეკულა აღმოჩნდება ელექტრული დიპოლური. ამ შემთხვევაში, ერთი წყლის მოლეკულის დადებითი პოლუსი იზიდავს მეორე წყლის მოლეკულის უარყოფით პოლუსს. შედეგი არის ორი, სამი ან მეტი მოლეკულის აგრეგატები (ან მოლეკულების გაერთიანებები) (სურათი 2.3).

სურათი 2.3 – ასოცირებული მოლეკულების წარმოქმნა წყლის დიპოლებით:

1 – მონოჰიდროლი H 2 O; 2 – დიჰიდროლი (H 2 O) 2; 3 – ტრიჰიდროლი (H 2 O) 3

შესაბამისად, წყალში ერთდროულად არის ერთჯერადი, ორმაგი და სამმაგი მოლეკულები. მათი შემცველობა განსხვავდება ტემპერატურის მიხედვით. ყინული ძირითადად შეიცავს ტრიჰიდროლებს, რომელთა მოცულობა უფრო დიდია, ვიდრე მონოჰიდროლები და დიჰიდროლები. ტემპერატურის მატებასთან ერთად იზრდება მოლეკულების მოძრაობის სიჩქარე, მოლეკულებს შორის მიზიდულობის ძალები სუსტდება, ხოლო თხევად მდგომარეობაში წყალი წარმოადგენს ტრი-, დი- და მონოჰიდროლების ნარევს. ტემპერატურის შემდგომი მატებით, ტრიჰიდროლის და დიჰიდროლის მოლეკულები იშლება; 100 ° C ტემპერატურაზე წყალი შედგება მონოჰიდროლებისგან (ორთქლი).

მარტოხელა ელექტრონული წყვილების არსებობა განსაზღვრავს წყალბადის ორი ბმის წარმოქმნის შესაძლებლობას. კიდევ ორი ​​ბმა წარმოიქმნება წყალბადის ორი ატომის გამო. შედეგად, წყლის თითოეულ მოლეკულას შეუძლია შექმნას ოთხი წყალბადის ბმა (სურათი 2.4).

სურათი 2.4 - წყალბადის ბმები წყლის მოლეკულებში:

- წყალბადის ბმის აღნიშვნა

წყალში წყალბადის ობლიგაციების არსებობის გამო მისი მოლეკულების განლაგებაში მაღალი ხარისხი შეინიშნება, რაც მას აახლოებს მყარ სხეულთან და სტრუქტურაში ჩნდება მრავალი სიცარიელე, რაც მას ძალიან ფხვიერს ხდის. ყველაზე ნაკლებად მკვრივი სტრუქტურები მოიცავს ყინულის სტრუქტურას. მასში არის სიცარიელეები, რომელთა ზომები ოდნავ აღემატება H 2 O მოლეკულის ზომებს. ყინულის დნობისას მისი სტრუქტურა ნადგურდება. მაგრამ თხევად წყალშიც კი, წყალბადის ბმები მოლეკულებს შორის შენარჩუნებულია: წარმოიქმნება ასოციაციები - კრისტალური წარმონაქმნების ბირთვები. ამ თვალსაზრისით, წყალი შუალედურ მდგომარეობაშია კრისტალურ და თხევად მდგომარეობებს შორის და უფრო ჰგავს მყარს, ვიდრე იდეალურ სითხეს. თუმცა, ყინულისგან განსხვავებით, თითოეული ასოციაცია ძალიან მოკლე დროში არსებობს: ზოგიერთი აგრეგატის განადგურება და სხვა აგრეგატების წარმოქმნა მუდმივად ხდება. ასეთი "ყინულის" აგრეგატების სიცარიელეებს შეუძლიათ წყლის ცალკეული მოლეკულების განთავსება და წყლის მოლეკულების შეფუთვა უფრო მკვრივი ხდება. სწორედ ამიტომ, როდესაც ყინული დნება, წყლის მიერ დაკავებული მოცულობა მცირდება და მისი სიმკვრივე იზრდება. +4 °C ტემპერატურაზე წყალს აქვს ყველაზე მკვრივი შეფუთვა.

როდესაც წყალი თბება, სითბოს ნაწილი იხარჯება წყალბადის ბმების რღვევაზე. ეს ხსნის წყლის მაღალ სითბოსუნარიანობას. წყალბადის ბმები წყლის მოლეკულებს შორის მთლიანად განადგურებულია, როდესაც წყალი ორთქლად იქცევა.

წყლის სტრუქტურის სირთულე განპირობებულია არა მხოლოდ მისი მოლეკულის თვისებებით, არამედ იმითაც, რომ ჟანგბადისა და წყალბადის იზოტოპების არსებობის გამო წყალი შეიცავს მოლეკულებს სხვადასხვა მოლეკულური მასით (18-დან 22-მდე). ყველაზე გავრცელებულია „რეგულარული“ მოლეკულა 18 მოლეკულური მასით. მაღალი მოლეკულური წონის მოლეკულების შემცველობა მცირეა. ამრიგად, "მძიმე წყალი" (მოლეკულური წონა 20) შეადგენს წყლის ყველა მარაგის 0,02%-ზე ნაკლებს. ატმოსფეროში არ გვხვდება, ტონა მდინარის წყალში არ არის 150 გ-ზე მეტი, ზღვის წყალში – 160-170 გ, თუმცა მისი არსებობა „ჩვეულებრივ“ წყალს უფრო მეტ სიმკვრივეს ანიჭებს და გავლენას ახდენს მის სხვა თვისებებზე.

წყლის გასაოცარმა თვისებებმა დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენისა და განვითარების საშუალება მისცა. მათი წყალობით წყალს შეუძლია შეუცვლელი როლი ითამაშოს გეოგრაფიულ გარემოში მიმდინარე ყველა პროცესში.