Temat:

Woda - 3 stany skupienia

Stany skupienia wody.
WODA, tlenek wodoru, H2O, związek chemiczny bardzo rozpowszechniony w
przyrodzie; dobry rozpuszczalnik - woda naturalna zawiera rozpuszczone sole i gazy
(zwł. woda morska i mineralna); sole, gł. wapnia i magnezu, powodują tzw. twardość
wody (obserwuje się zanik własności powierzchniowo czynnych mydeł i odkładanie
kamienia kotłowego); wodę pozbawia się zanieczyszczeń gł. przez destylację (woda
destylowana) lub wymianę jonową; niektóre parametry chemicznie czystej wody obrano
za podstawę przy wyznaczaniu skal temperatury, np. temperatura wrzenia, krzepnięcia,
punkt potrójny wody posłużyły do zdefiniowania jednostki i skali temperatur.
Woda jak wszystkie ciecze zwiększa swą objętość pod wpływem temperatury. Po
wzroście temp. O 20’C objętość 1dm’3 wody wzrasta o 0,21cm’3. Całkiem inaczej jest ze
zmianą objętości wody przy parowaniu czy wrzeniu, wtedy woda zwiększa objętość około
1600 razy .
Stan gazowy (lotny)
Przejście cieczy w stan gazowy nazywamy parowaniem, które zachodzi w każdej
temperaturze i tylko na powierzchni cieczy lub zachodzącym gwałtowniej, w stałej
temperaturze 100’C (temperaturę tę nazywamy temperaturą wrzenia), w całej objętości
cieczy wrzeniem.
Wodą w stanie gazowym jest para wodna, która również jest bezbarwna, bez zapachu i
smaku. Para wodna to między innymi chmury - zawieszone w atmosferze ziemskiej
widzialne zbiory mikroskopijnych (o średnicy nie przekraczającej 100 mm) kropelek wody
lub kryształków lodu albo mieszaniny jednych i drugich; chmury różnią się między sobą
budową, wyglądem i wysokością występowania; zgodnie z międzynarodową klasyfikacją
rozróżnia się 10 podstawowych rodzajów chmur:
1.Stratus należy do chmur piętra niskiego, jest zwykle bezkształtny i szary. Może
zakrywać wierzchołki wzniesień i często schodzić do powierzchni gruntu. Ze względu na
małą wysokość występowania w wietrznych dniach wydaje się szybko przemieszczać.
Chmura stratus daje opad mżawki lub krupy śnieżnej (o opadach później). Jest bardzo
rozległa – występować może na obszarach o powierzchni tysięcy kilometrów.
2.Cumulusy przemykające w postaci kłębów, mają podstawy na niskiej wysokości, ale
mogą być znacznie rozbudowane w pionie. Są typowymi chmurami o krótkim życiu,
trwającym nie dłużej niż 15 minut. Typowe cumulusy tworzą się w słoneczny dzień, kiedy
intensywne prądy konwekcyjnie wynoszą w górę wilgotne powietrze. Takie prądy mogą
powstać np. nad elektrownią cieplną lub nad płonącym ścierniskiem- może to prowadzić

1

do powstania chmur lokalnych. Cumulusy mogą połączyć się w nr 3, stratocumulus, albo
przekształcić się w olbrzymiego nr 4, cumulonimbusa, którego wierzchołek może sięgać
do wysokości 10 kilometrów. Te chmury powstają najczęściej w letnie popołudnia; ich
wysokie, spłaszczone wierzchołki zawierają kryształki lodu, które mogą spadać na ziemię
w formie ulewnego deszczu lub gradu. Chmury piętra średniego
(nr 5, altostratus i nr 6, altocumulus) wydają się przemieszczać wolniej ze względu na ich
dalsze położenie od obserwatora.
7. Cirrusy wzięły swoją nazwę z łacińskiego „pukiel włosów’’, który mogą przypominać.
Często spotykane w Europie związane są z prądem strumieniowym; poruszają się w tedy
szybko pomimo dużej wysokości. 8. Cirrocumulus często towarzyszy chmurom cirrus,
tworząc warstwy lub ławice drobnych kłębuszków.
9.Chmura cirrostratus, w której następuje załamanie promieni światła słonecznego lub
księżycowego na ściankach kryształów lodowych, daje ciekawe zjawisko optyczne –
halolekko
zabarwiony pierścień dookoła tarczy Słońca lub Księżyca.
Stan lotny to również obłoki iryzujące ,
cienkie chmury występujące (bardzo rzadko) w stratosferze (na wysokości. 20-25 km),
wykazujące bardzo silną iryzację.
Zjawisko parowania ma podstawowe znaczenie dla organizmów żywych: roślin, zwierząt.
Na przykład rośliny zielone wyparowują wodę przez liście.
Przez człowieka parowanie i skraplanie (zjawisko odwrotne do parowania)
wykorzystywane jest do destylacji.
Stan ciekły i stały
Przejście cieczy ze stanu stałego w stan ciekły nazywamy topnieniem, które zachodzi w
temp. Stałej 0’C (temperaturę tę nazywamy temperaturą topnienia) , a z gazowego w
ciekły skraplaniem.
Wodę najczęściej spotykamy w stanie ciekłym np. morza, jeziora, rzeki .Przejście wody
ze stanu ciekłego w stan stały nazywamy krzepnięciem, które zachodzi w stałej temp.
0’C (temperaturę tę nazywamy temperaturą krzepnięcia).
Na ziemi najczęstszym przykładem stanu stałego wody jest lód. Opady atmosferyczne to
woda w stanie ciekłym(np. deszcz) i stałym(np. śnieg).
Słabo rozbudowane w pionie chmury strefy zwrotnikowej mogą nie sięgać poziomu
zamarzania- kryształki lodu w tedy nie powstaną. Zamiast nich tworzą się kropelki wody
o większych rozmiarach. Mogą one łączyć się na drodze koagulacji w kropelki bardzo
duże, zwłaszcza, kiedy mają przeciwstawne ładunki elektryczne. Wielkie kropelki mogą
rozrywać się na mniejsze, które dają początek ponownemu, lawinowemu powstawaniu
kropel dużych.
Wiele opadów deszczu w szerokościach umiarkowanych jest wynikiem topienia się
płatków śniegowych podczas ich spadania ku ziemi. Kiedy stają się one zbyt ciężkie, aby
utrzymać się w chmurze spadają ku Ziemi niosąc miliony kropelek i kryształków lodu

2

wypadających jako pojedyncze kropelki deszczu lub płatki śniegu. Potrzeba tylko 20
minut, aby kryształek lodu rozrósł się do płatka śniegu.
Powstanie gradziny o dużych rozmiarach wymaga silnych prądów powietrznych w
chmurze. Aby powstała gradzina o średnicy 30 mm, potrzebuje one prawdopodobnie
prądów powietrza o prędkości 100km/godz. Prądy turbulencyjne w chmurze zamieniają
zamarzniętą krople wody w jądro gradziny. Para wodna w zasobnej w wilgoć chmurze
kondensuje i zamarza na powierzchni jądra.
Tak powstała gradzina jest miotana do góry i na dół prądami powietrznymi, a na jej
powierzchni przyrastają kolejne warstewki lodu. Mają one na ogół barwę mleczną.
Przezroczysta gradzina utworzy się w tedy, gdy do lodu dostanie się pęcherzyk
powietrza. Przezroczyste warstewki mogą formować się też w cieplejszej, położonej
niżej, części chmury. Czasami można doliczyć się w gradzinie 25 warstewek i ostatniej –
jasnej warstwy lodu, która najczęściej tworzy się już w czasie spadku gradziny z chmury.
Największych rozmiarów grad spadł w Coffeyville w stanie Kansas w Stanach
Zjednoczonych 3 września 1970 roku. Gradziny miały 190 mm średnicy, a najcięższa
ważyła 766 gramów.
Woda we współczesnym świecie
Dziś woda prócz podstawowego znaczenia w przyrodzie, przydaje się również ludzią w
codziennym życiu.
Codziennie używamy jej do kąpieli, lub w kuchni np. do zrobienia klusek na parze. Woda
jest ekologiczna, dla tego naukowcy próbują wynaleźć pojazd, którego paliwem była by
woda ponieważ pojazdy zasilane dotychczasowym paliwem nie są ekologiczne i
szkodliwe dla środowiska naturalnego.
Istnieją inne rodzaje wód:
WODA CIĘŻKA,
tlenek deuteru, D20, woda, w której skład wchodzi izotop wodoru - deuter; uzyskiwana z
wody naturalnej, której stanowi domieszkę; stosowana w reaktorach jądrowych do
spowalniania neutronów (moderator) i syntezy organicznej związków deuteronowych.
WODA KRÓLEWSKA,
mieszanina stężonych kwasów solnego i azotowego; roztwarza prawie wszystkie metale
(także szlachetne).
WODA KRYSTALIZACYJNA,
woda hydratacyjna, cząsteczki wody wchodzące w skład krystalicznego hydratu.
WODA UTLENIONA,
3-procentowy roztwór nadtlenku wodoru, H2O2.

3