Молекулярный состав (%) льда, воды и водяного пара

Молекула	Лед	Вода					Пар
	Температура
	0	0	4	38	98	100
Н2О	0	19	20	29	36
(Н2О)2	41	58	59	50	51
(Н2О)3	59	23	21	21	13	0

Другая гипотеза– гипотеза водородных связей. Она начала развиваться в 30-е годы 20-го столетия. Она основана на представлении о том, что лед, вода и водяной пар _{состоят} из молекул, объединенных в группы с помощью так называемых водородных связей.

Физические свойства воды

1. Плотность пресной воды незначительно изменяется при изменениях температуры и давления и в практических расчетах обычно принимается равной 1000 кг/м³ .

2. Характерные значения температуры воды.

   1. Температура наибольшей плотности дистиллированной воды при нормальном давлении (Р=1,01*10⁵ Па) обычно принимается равной 4 .

   2. Температура кристаллизации (замерзания) дистиллированной воды при нормальном давлении равна 0

   3. Температура кипения при нормальном внешнем давлении равна 100◦С. При повышении давления она повышается, а при понижении–понижается.

3. Удельная теплоемкость, т.е. количество тепловой энергии, необходимой для нагревания 1 кг вещества на один градус, у воды очень велика по сравнению с другими веществами и составляет 4190 Дж/кг*град.

4. Теплота фазовых переходов. При переходе воды из одного фазового состояния в другое происходит либо выделение тепловой энергии (при процессах конденсации и кристаллизации (замерзании)), либо поглощение (при процессах испарения и плавления (таяния)). Так при замерзании одного килограмма воды выделятся 33,5*10⁴ Дж, а для плавления (таяния) одного кг льда нужно затратить такое же количества тепла. Обозначим эту величину как L _{пл., кристл}.=33,5*10⁴ Дж/кг. При конденсации 1 кг водяного пара выделяется 25*10⁵ Дж., а для испарения 1 кг воды требуется такое же количество тепла. Обозначим эту величину как L _{исп., конд.} =25*10⁵ Дж/кг.

5. Поверхностное натяжение. На молекулу жидкости, находящуюся внутри жидкости, действуют силы притяжения со стороны соседних молекул, Эти силы взаимно уравновешиваются и их результирующая равна нулю.

Если же молекула находится в приповерхностном слое жидкости, то появляется результирующая сила, направленная в глубь жидкости, а молекулы приповерхностного слоя оказываются гораздо сильнее сцепленными друг с другом в горизонтальном направлении. Поэтому поверхностный слой любой жидкости находится в состоянии напряжения, которое принято называть поверхностным натяжением. Если на поверхности жидкости выделим некоторый контур длиной l, то на этот контур будет действовать сила поверхностного натяжения, равная

F=σl,

где σ– коэффициент поверхностного натяжения, т.е. сила пов. натяжения, действующая на единицу длины контура. Силу поверхностного натяжения обычно характеризуют коэффициентом поверхностного натяжения.

Выделим каплю жидкости произвольной формы. На каждую молекулу на поверхности этой капли будет действовать сила, направленная внутрь жидкости.

Эти силы будут действовать, пока не уравновесят друг друга, но это возможно только тогда, когда капля примет форму шара, поверхность которой меньше, чем поверхность капли в начальном положении. Отсюда следует, что силы пов. натяжения стремятся уменьшить свободную поверхность жидкости.

Действие пов. сил можно обнаружит, проведя след опыт. На поверхность мыльной пленки положим связанную тонкую нитку, контур которой будет иметь произвольную форму. Затем внутри контура проткнем пленку. Контур нити под действием сил поверхностного натяжения моментально превратится в окружность.

Представим себе, что перед нами три сосуда. В первом из них поверхность жидкости плоская, во втором –вогнутая (жидкость смачивающая), в третьем– выпуклая ( жидкость несмачивающая). Тогда во втором и третьем сосудах силы поверхностного натяжения будут стремиться уменьшить поверхность (выпрямить ее), создавая дополнительное давление ΔР. Результат: давление под поверхностью жидкости Р во втором сосуде будет меньше внешнего Ра (атмосферного), в третье– больше, а в первом сосуде давление под поверхностью будет равно внешнему давлению.