水与人类生存1水的来源重点分析.ppt

三、水的粘滞性 水是具有粘滞性的。当水处在运动状态时，若水质点之间存在着相对运动，则质点间要产生内摩擦力抵抗其相对运动，这种性质称为水的粘滞性，此内摩擦力又称为粘滞力。粘滞性是水的基本性质之一，只有在相对运动时才显示出来，静止状态不显示粘滞性。 水是一种理想的牛顿流体，符合牛顿内摩擦力定律，即内摩擦力大小与水的性质有关，并与流速梯度及接触面积成正比，而与接触面上的正压力无关。即 表面张力是水以及固体的边界分子联结、“集合”、缩小体积(内聚力)的一种能力。 水的表面分子凝聚形成张力膜，若要破坏张力膜需要相当大的力。 四、水的表面张力 所有液体都有力图缩小其表面的趋势，这是由表面张力的作用造成的。 表面张力仅在液体与其他介质（如气体或固体）分界面附近的液体表面产生，液体内部并不存在，所以它是一种局部受力现象。 由于表面张力很小，一般说来对液体的宏观运动不起作用，可以忽略不计，只有在某些特殊情况下，才显示其影响，比如毛细作用。 由于表面张力所表现出的水的毛细作用 ，在自然界的威力是巨大的：地下水的蒸发、土壤水的增减（补给排泄）、大气降水对地下水的补给、植物的水分补给等等无不与之有关。 5 6 五、水的弹性及压缩性 压强增高时，分子间的距离减小，液体宏观体积减小，这种性质称为液体的压缩性。 因为在压力释放时，被压缩的水的体积会相应的增加，所以水的压缩性也叫做水的弹性。在压强不大的条件下，水的压缩性可以忽略，相应水的密度和重度可视为常数。 只有当压强变化很大而又非常迅速时，才考 虑压缩性。如输水管路中的水击现象，就必须考 虑水的压缩性，否则，将会导致错误的结果。 一般情况下，水看作是不可压缩的液体。 水击现象发生时，压力升高值可能为正常压力的好多倍， 使管壁材料承受很大应力；压力的反复变化，会引起 管道和设备的振动，严重时会造成管道、管道附件及设备 的损坏。 六、水的光电性质 纯水具有极微弱的导电能力；但是自然界中的水是含有多种电解质的溶液，所以是良好的电导体。自然界水的导电能力受水中含盐量多少的影响，其含盐量越高，导电能力就越强。 水是一种无色透明的液体，也是光线的良导体。光在水中的传播速度为空气 中的75% ，所以光会在空气和水的交界面上产生折射，水的折射率为1.33。也正是由于光在水中的传播速度 比在空气 中的小，当以空气为界面的情况下，在水中的光可 以产生全反射。 七、重水和它的物理性质 氢和氧的同位素[1H、2H（氘、D）和3H（氚、 T）；14O、15O、16O、17O、18O和19O]由于它们 组合成的水分子可达数十种，通常所说的“纯水” 实际是这些不同水分子的混合物。不过由于各种 同位素的自然丰度不同，所以含量相差很大。 天然水中主要是1H16O，另外含0.2%的1H218O、 0.04%的1H217O、0.03%1HDO和0.0005%的D2O。 D2O俗称重水。 核工业的发展以及新技术的建立，重水已成为广泛应用、大量生产的化学物质。因此，人们非常关注重水的特性和生物效应。 D20与H2O相比虽多了2个中子，性质却有显著的不同。D2O 的蒸发热、沸点、表面张力、粘度及密度等都比H2O高，这反映D2O分子间力比H2O 强。但是D2O的离 子积比H2O小得多，这表示从 -OH上解离出H+ 比从-OD上解离出D+容易。 7 氢键使水分子发生缔合，缔合的水减弱了水分子的极性，传递离子的能力也降低，故长期静置的水缔合程度大，“活性”严重丧失而成为“死水”。 在加热、磁场等作用下，水分子间的氢键将被程度不同地破坏，从而降低了缔合度而活化。 因此，物质一般在热水中溶解度大；热水洗涤效果好等，都与水的缔合度降低有关。 三、水的相态 自然界中水有三种相态即液态、气态和固态。 （一）液态水 液态的水通常不是以单个水分子的形式存在，而是通过氢键产生缔合分子。 水的缔合是放热过程，水的离解则是吸热过程。所以温度升高，水的缔合程度的下降，即 (H2O)x的x 值减小；温度降低，水的缔合度增大，即(H2O)x的x值增大。 在高温时，水主要以单分子状态存在，水变为水汽；在低温时(273.15 K以下)水结成冰，全部水分子缔合成一个巨大缔合分子。 （三）固态水 固态水（冰）中的每一个水分子都被相邻的四个水分 子包围，每个水分子位于变形四面体的顶点，冰是由无数 个这样的四面体通过氢键