HYDRLOGIA wykład 2 26.10.2012r.

1. Napięcie powierzchniowe:

• Definicja: napięcie powierzchniowe jest to praca, jaką należy wykonać w celu zwiększenia powierzchni cieczy o jednostkę powierzchni (Nm/m²).

• Woda ma największe napięcie powierzchniowe ze wszystkich cieczy

• Napięcie powierzchniowe wody zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury

• Wartość napięcia powierzchniowego zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości w niej substancji humusowych i rozpuszczalników organicznych, detergentów etc. – woda o  zmniejszonym napięciu powierzchniowym jest szkodliwa dla organizmów żywych.

1. Rozpuszczalność

• W wodzie rozpuszczają się ciała stałe, ciecze i gazy

• Każda substancja rozpuszcza się w wodzie w określonym stopniu (zależnym od: rodzaju substancji, temperatury i ciśnienia)

• Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem ze względu na swoją budowę dipolową

• Woda w naturze nigdy nie występuje w postaci „czystej” 0 zawsze jest roztworem (jonów) różnych substancji

1. WODA

Dlaczego wód termalnych nie można wtłoczyć do kaloryferów?

Woda zawarta w źródłach termalnych zawiera dużo chlorków i innych związków (jest wysoko mineralizowana), które przy zetknięciu z materiałem, z którego zbudowane są kaloryfery, wywołałyby szybką korozję.

1. Skąd się bierze woda?

Nadmiar wodoru połączył się z nadmiarem tlenu, powstała woda. Później rozpoczęło się w niej życie i asymilacja (powstawał tlen, asymilowany był CO₂).

1. Zasolenie oceanów – wywołane warunkami równowagi pomiędzy obecnymi na ziemi wodami i skałami (zachodzi wymiana jonów między tymi dwoma ośrodkami).

2. Temperatury topnienia i wrzenia związków pierwiastków VI grupy

Związek	Masa cząsteczkowa	Temperatura topnienia (*C)	Temperatura wrzenia (*C)
NH3 amoniak	17	-77,8	-33,5
H2O	18	0,0	+100,0
H2S siarkowodór	34	-85,6	-60,4
H2Se	81	-60,4	-41,5
H2Te	128,6	-51,0	-1,8

Tabela pokazuje inne związki trwałe wodoru z innymi pierwiastkami grupy VI – wodór „lubi” łączuć się z pierwiastkami grupy VI.

Dlaczego innych (oprócz wody) związków z tabeli nie obserwujemy w postaci ciekłej?

Substancja jest ciekła tylko pomiędzy temperaturą topnienia i temperaturą wrzenia. W tabeli zaobserwować można, że dla pozostałych substancji te temperatury są ujemne. Średnia temperatura na Ziemi to 6*C. Dlatego nie obserwujemy ich w postaci ciekłej. Drugim powodem jest to, że niektórych tych substancji jest na Ziemi bardzo mało (np. H₂Se).

1. Skąd się bierze woda na lądach naszej planety?

Oceany dostają od Słońca promieniowanie słoneczne w postaci fotonów. Związane ściśle siłami napięcia powierzchniowego cząstki wody, przy zetknięciu z tym fotonem zrywają te więzy z „sąsiadami” i emitowane są do atmosfery (parowanie). Woda ta ochładza się w atmosferze i powstają z pary wodnej małe, drobne cząsteczki lodu, które my widzimy jako chmury. Czasem twozą się w atmosferze krople z tych cząstek lodu, co zamienia się w opad. Reszta w postaci chmur pod wpływem ruchów konwekcyjnych znad oceanów przemieszcza się nad lądy (promieniowanie słoneczne jest lepiej absorbowane przez lądy niż przez oceany, powstaje nad lądem coś w stylu próżni, w którą te chmury są wciągane). Na lądzie pojawiają się opady (z tych chmur) – dużo opadów powstaje także ze względu na ewaporację, czyli parowanie na powierzchni lądów, odbywające się dwojako: parowanie fizyczne (takie, jak znad oceanów – rzeki jeziora, kałuże); parowanie biologiczne = transpiracja (przejście z fazy ciepłej do gazowej z powierzchni roślin)

Woda, która opadnie, powierzchniowo płynie rzekami (niektóre osadzają się w postaci bagiem etc.), reszta dostaje się do wód podziemnych, zasilając ich zasoby.

1. Woda na Ziemi

1. Liczenie średniego czasu przebywania – jak długo dana cząstka wpływająca do zbiornika pozostaje w nim.

$$= \frac{\sum_{}^{}{czastka*czas\ przebywania}}{ilosc\ czastek}$$

Czyli średnia arytmetyczna czasu przebywania wszystkich cząstek.

1. Wody powierzchniowe (lądowe) – zbiorowiska wód, które wraz z rozpuszczonymi w nich substancjami oraz unoszącymi się w nich cząstkami stałymi (sedymentem) płyną lub pozostają w spoczynku na powierzchni ziemi.

2. Wody podziemne – zbiorowiska wód, które wraz z rozpuszczonymi w nich cieczami i gazami oraz unoszącymi się w nich cząstkami stałymi płyną lub wypełniają W SPOSÓB NATURALNY częściowo lub całkowicie pory i szczeliny ośrodka skalnego pod powierzchnią ziemi.

3. Skąd się bierze woda w Polsce?

Polskie rzeki nie są rzekami okresowymi (nie wysychają), a zdarza się, że przez długi okres nie ma opadów.

RZEKI W POLSCE

Ale skąd w ogóle bierze się woda w Polsce?

Najbliższy jest Ocean Antarktyczny (dodatkowo występują prądy/wiatry zachodnie) – teoretycznie ta woda powinna do nas dotrzeć, ale nie do końca tak jest. Chmury, które do nas docierają są już „wypadane”.

Polskie zasoby wodne zasila woda z cyrkulacji Północnej, czyli ta w czasie zimowym; wody z Oceanu Antarktycznego. Ponieważ dzieje się to zimą, to wodę dostajemy w postaci śniegu. Pokrywa śnieżna się kumuluje, po czym cała pokrywa topnieje i infiltruje do wód podziemnych – ta woda wystarcza na cały rok.

Zjawisko odtwarzania się wody podziemnej gwarantuje stały przepływ rzek w Polsce ze względu na ich drenażową (drenującą) naturę.