5.4 Вязкость воды (внутреннее трение).

В сравнении с вязкостью других жидкостей вязкость воды невелика, что также относится к специфическим свойствам воды. Вязкость жидкости характеризу­ется кинематическим коэффициентом вязкости v м²/с и динамиче­ским коэффициентом вязкости  кг/(м•с).

Между коэффициентами существует связь:

 = pv

Вязкость воды уменьшается с повышением ее температуры. По­этому в холодное время года вязкость воды несколько больше, чем в теплое. Ниже приводится кинематический коэффициент вязкости воды:

Благодаря небольшой вязкости вода текуча, и даже небольшие по величине внешние силы приводят ее в движение. Вода способна переносить большие количества растворенных и взвешенных ве­ществ, а также тепла.

Увеличение минерализации несколько повышает вязкость воды: увеличение солености на 10‰ приводит к возрастанию коэффици­ента вязкости приблизительно на 1,5%.

Лед — твердое тело, обладающее пластичностью, которая позво­ляет ему в некоторых условиях, например в ледниках, двигаться. Считают, что кинематический коэффициент вязкости льда лежит в пределах 108— 1011 м²/с

5.5 Поверхностное натяжение и смачивание.

У воды в сравнении с другими жидкостями очень высокое поверхностное натяжение. С ростом температуры поверхностное натяжение воды немного уменьшается. Коэффициент поверхностного натяжения воды изменя­ется от 7,55•10-2 Н/м при 0° С до 5,71 • 10-2 Н/м при 100° С. Лишь ртуть в жидком состоянии обладает более высоким поверхностным натяжением.

Необычайно высокое поверхностное натяжение воды способству­ет размыву почв и грунтов: дождевые капли благодаря поверхно­стному натяжению упруги и обладают относительно большой разру­шительной силой. Вода как хорошо смачивающая жидкость облада­ет, кроме того, способностью подниматься в порах и капиллярах почвы и растений.

Поверхностное натяжение играет роль и в процессах волнообра­зования на поверхности воды, обмена теплом и веществом между водой и атмосферой. На величину поверхностного натяжения неред­ко сильно влияет загрязнение вод.

5.6 Оптические свойства воды.

Свет от поверхности воды частично отражается, на границе раздела воздух — вода преломляется, а в толще воды рассеивается и поглощается и в результате этого ослабляется.

Коэффициент отражения света (альбедо) зависит от освещенно­сти (ясно или облачно), от состояния водной поверхности (гладкая или с волнами) и составляет 4—11% от величины падающего света. Коэффициент отражения уменьшается с увеличением волнения и об­лачности.

Коэффициент преломления света (отношение угла падения свето­вого луча к углу преломления) на границе раздела «воздух — вода» равен в среднем 1,33—1,34. Он несколько уменьшается с повышени­ем температуры и возрастает с увеличением солености воды.

Наиболее важны закономерности распространения света в воде. Вода пропускает видимую часть электромагнитного спектра с длина­ми волн от 0,38 до 0,77 мкм лучше, чем более коротко- и длинно­волновую части спектра.

Свет распространяется в воде на небольшие расстояния. Интен­сивность света быстро затухает в воде по экспоненциальному закону:

I = I_ое^{-(k +m )h}

где I и I₀ — интенсивность света соответственно на глубине h и на поверхности, k — коэффициент рассеяния света, m — коэффициент поглощения света, k + m — коэффициент ослабления света, е — основание натуральных логарифмов.

В чистой воде на глубине 1 м интенсивность света составляет лишь 90% интенсивности света на поверхности, на глубине 2 м — 81%, на глубине 3 м — 73%, а на глубине 100 м сохраняется лишь около 1 % интенсивности света на поверхности.

Главная роль в ослаблении света в воде принадлежит поглоще­нию. Доля рассеяния имеет максимум при длинах волн 0,42— 0,44 мкм (16% в чистой пресной и 21% в чистой морской воде) и быстро уменьшается с уменьшением и увеличением длины волны. Наличие растворенных и особенно взвешенных веществ резко увели­чивает коэффициенты поглощения и рассеяния света в воде. Наиболь­шее проникновение света в воду и минимум коэффициента ослабления сдвигаются в сторону больших длин волн.

Солнечный свет, таким образом, может проникать в водоемы лишь на небольшую глубину (несколько десятков метров); именно здесь и могут протекать процессы фотосинтеза.