地球上水的性质.pptxVIP

第一节 地球上水的物理性质;; 1.水的三态与水温 随着水温的变化，三态水分子的聚合体也在不断的变化。从表1－1可见： 表1－1 不同水温水分子聚合体的分布（％）; 1）随着水温的升高，水分子聚合体不断地减少，而单水分子不断地增多。当温度高于100℃呈气态时，水主要由单水分子组成。 2）随着温度的降低，水分子聚合体不断增多，单水分子不断减少。水温达到0℃结冰时，单水分子为零，而强力缔合结构的三水分子增多，因三水分子结构特性，使液态水变成固态冰时，体积膨胀10??，若冰变成液态水时，体积减小10％。 3）水温在3.98℃时，结合紧密的二水分子最多，所以此时水的密度最大，比重为1。 2.固态水（冰）的结构 气体水分子能凝聚成液态水和固态水（冰），主要是氢键起着强烈的缔合作用。;;二、水的热学性质;水的热容量（或比热）、融解热和蒸发热都比其他物质大。 其原因是水分子的异常结构。水分子结构的突出特点是具有极性和生成氢键的能力，使水分子相互间的作用力即内聚力大增强。水在温度变化和三态转化过程中，不仅要克服分子间的范德华作用力，而且还要克服氢键的束缚，分解双水分子和三水分子聚合体，因此需要较多的热量。 水的热容量与潜热特性，对整个地球上的热量变化具有重要的调节作用，使冬季不致过冷，夏季不致过热。 结论： 水是所有固体和液体中热容量最大的物质之一，能吸收相当多的热量而不损害其稳定性。也就是说，把水加热到某一温度，要比重量相同的其它物质加热到同一温度，需要更多的热量。 ;三、水温;（一）海水的温度;;;;;;3、大洋水温的垂直分布 大洋水温的垂直分布，从海面向海底呈不均匀递减的趋势。在南北纬40°之间，海水垂直结构可分两层，即表层暖水对流层（一般深度达600—1000米）和深层冷水平流层。表层暖水对流层的最上一层（约0—100米）受气候影响明显，紊动混合强烈，对流旺盛，水温垂直分布均匀，垂直梯度极小，故称为表层扰动层。在此层下部与冷水之间形成一个温跃层，水温垂直梯度递减率达最大值。 原因：太阳辐射是海水最主要的热量来源。而太阳辐射首先到达海面，然后通过热传导、海水垂直涡动、对流向深处传输，随深度增加，太阳辐射 迅速减少。则从海面向海底，水温呈不均匀递减。;;;;;;;;;;3）海水结冰条件;;（二）河流水温与冰情;?河流水温的日变化与年变化;(2)水温的年变规律;?水温的空间分布;2、河流的冰情;（2）封冻期（封冻阶段） 河面结冰后，若气温持续下降，冰面不断扩大，最后水面冰与岸冰结合一块，甚至全河面被冰层覆盖，称为封冻。 自形成稳定冰盖起，到冰盖破裂开始再次出现流冰之日止，称为封冻期。 （3）解冻期（解冻阶段） 次年春季，气温回升到0℃以上，冰盖逐渐融化、破裂，形成许多冰块，再次出现流冰，直至河冰全部消融，称为解冻。从稳定冰盖开始破裂到河冰全部消融为止，称为解冻期。 （4）凌汛 在秋冬结冰期和春季解冻期，若河流由低纬流向高纬的河段比较长，则在结冰期，上游封冻比下游晚；而在解冻期，上游解冻早于下游，这样上游流动的冰块常在下游受阻而壅积起来，形成冰坝，引起上游水位抬高，以致泛滥成灾的现象，叫做凌汛。如黄河河套段和山东境内，几乎每年春季都发生凌汛。;（三）湖泊、水库水温;;;;3、湖温的时间变化;;;;（四）地下水的水温;Ⅰ、变温带（外热带、太阳辐射热带）;Ⅱ、常温带（常温层）;Ⅲ、增温带（内热带）;2、地下水温的水平差异;3、地下水的温度类型; 相;四、水的密度;;;;;;五、水色与透明度;;（二）海水的透明度;;第二节? 地球上水的化学性质;§1.2? 地球上水的化学性质;天然水中形成各种盐类的主要离子是K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子 ;二、天然水的矿化过程;1、溶解溶滤作用;2、阳离子交替吸附作用;胶体吸附的饱和容量称为吸附容量。以100克胶体中吸附离子的摩尔数来表示。常见的粘土矿物，例如蒙脱石、伊利石、高岭石吸附容量分别为80、30，10摩尔/100克。腐殖质胶体的吸附容量可达350摩尔/100克。 胶体对各种阳离子的吸附能力不同，并有如下顺序： H+＞Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH?4+＞Na+＞Li+ 特别是在地下水和海水中，阳离子交替作用广泛存在。常见到矿物初期地下水中的Ca2+与胶体上面吸附的Na+交替，使硬度较大的HCO3-Ca型水变为硬度较小的HCO3-Na型水。 Ca2+的吸附能力大于Na+ ，则Ca2+易于交替吸附在岩土表面的Na+ 。当土壤中由于吸附Na+过多，使土质变坏时，可撒些石灰， Ca2+交替吸附Na+ ，从而改变土质。 尽管在地壳平均组成中，钾和钠的丰度很接近，而且钾盐的溶解度普通高于钠盐，但由于胶体吸附K+的能力