Вода является основой жизни на нашей планете. Однако что мы знаем о ней? Эту субстанцию с простой химической формулой изучать можно до бесконечности. Во всей многовековой истории существования человечества вода занимала главенствующее место. Именно поэтому, устремляясь в просторы Вселенной, ученые пытаются отыскать на других планетах источники воды, которые стали бы свидетельством биологической жизни. К сожалению, такие попытки до сих пор остаются тщетными. Несмотря на многочисленные исследования и открытия, мы так и не доказали существования других цивилизаций, которые возможно во много раз превосходят нас в своем развитии.
Вода – основа нашего существования
Редко кто из нас задается вопросом: «Что такое вода?» А ведь без нее жизнь человека просто невозможна. Наука утверждает, что шестимесячный человеческий эмбрион на 97% состоит из воды, при рождении ее количество снижается до 92%, организм
подростка содержит 80% этого вещества, во взрослом возрасте эти показатели составляют 70%, а в пожилом - всего 60%. В этом просматривается некая закономерность, которая позволяет нам приходить в этот мир молодыми и полными сил и уходить из него, дожив до глубокой старости. Можно придерживаться всевозможных диет, полностью отказаться от мяса, хлеба и молочных продуктов, но исключить из рациона воду невозможно. При сильной жажде объем воды в организме снижается на 5-8%, при этом у человека наблюдаются галлюцинации, нарушается функция глотания, расстраивается зрение и слух, наступает обморок. Более серьезный недостаток жидкости может стоить здоровья и даже жизни. Значение воды для человека настолько велико, что мы уже не представляем своей жизни без этой многофункциональной субстанции. И многие из нас воспринимают ее наличие как должное, забывая при этом бережно относиться к этому живительному и целебному источнику. Вода – это универсальный растворитель для всех питательных и минеральных веществ, а также аминокислот и витаминов. Она способна регулировать температуру нашего тела, выводить из организма продукты жизнедеятельности и различные токсические компоненты. Именно с помощью воды наши мышцы выполняют свою основную функцию – сократительную. Не зря диета спортсменов всегда содержит повышенное количество жидкости. Что такое вода в нашей обыденной жизни? Это один из основных и незаменимых продуктов питания. Каждое утро у нас начинается с чашечки ароматного кофе или свежезаваренного чая, которые без воды приготовить просто невозможно, как и большинство любимых блюд. Ученые доказали, что для сохранения здоровья человек должен в сутки потреблять до 2,5 литров жидкости – это обеспечит ему хорошее самочувствие, активизирует умственную деятельность и придаст сил.
Откуда берется вода?
Наша планета содержит около 1500 млн км3 воды, из которых только 10% составляет пресная вода. Множество источников располагается под земной корой на различной глубине – это позволяет разделить их на подземные и поверхностные воды.
В недрах земли такие бассейны имеют форму своеобразных сосудов, которые окружены твердыми породами и содержат воду под высоким давлением. Резервуары, расположенные на глубине в несколько метров, широко используются в качестве основы для колодцев. Однако такая вода постоянно контактирует с верхним рыхлым слоем почвы, что делает ее загрязненной и не всегда пригодной для хозяйственных нужд. Ледники Антарктиды, находящиеся в Гренландии, являются огромными источниками пресной воды. Кроме этого, большую роль в нашей жизни играют атмосферные осадки, которые образовываются благодаря испарениям естественных источников. А сколько мы ежегодно получаем пресной воды из Мирового океана с помощью различных физических и химических методов? Следует отметить, что чаще всего для своих нужд человек использует воду из озер и рек. Один только Байкал чего стоит! Ведь это самое чистое и крупное природное водохранилище, расположенное на просторах России. Такие резервуары не имеют ценности и являются настойщим чудом света. Более 6000 км
3 воды находится в живых организмах, в том числе и в растениях. Таким образом, природные ресурсы воды распределяются по всей нашей планете. Человек постоянно обменивается жидкостью с природой: через пот, мочу и выделение капелек жидкости с дыханием. Однако мало кто задается вопросом: «А что будет, если такой взаимный обмен прекратится?» В этом случае наступит дегидратация – процесс
обезвоживания организма. Мы начнем ощущать слабость, у нас участится сердцебиение, появится одышка и головокружение. В результате этого могут наступить
необратимые процессы в нервной и сердечно-сосудистой системах, которые приведут к гибели нашего организма.
Вода в природе
Если взглянуть на Землю из космоса, можно поразиться тому, как необоснованно назвали это небесное тело. Наиболее подходящее для него название – Вода. Ведь не просто так астронавты сравнили планету с голубым шариком, так как ультрамарин способен подавлять все цвета, которые присущи земной поверхности.
Океан является праматерью всех живых организмов, и многие ученые настаивают на том, что первая жизнь могла зародиться именно в водной среде. В сравнительно небольшом и замкнутом водоеме могли накапливаться определенные органические вещества, которые попадали туда с помощью впадающих вод. Затем такие соединения концентрировались на внутренней поверхности слоистого минерала, который мог выступать катализатором реакций. Впоследствии зарождалась новая неизведанная жизнь, которую людям еще предстояло изучить. На сегодняшний день вода в природе считается наиболее распространенным веществом, поскольку более 70% общей площади земной поверхности занято естественными водоемами и только около 30% составляет суша. Вода настолько многофункциональна, что люди научились использовать ее практически во всех областях своей жизни. Все мы любим понежиться на теплом песочке возле моря и с нетерпением ждем должгожданный отпуск, чтобы снова вернуться в нежные объятия игривых и ласковых морских волн.
Классы природной воды
Вода бывает:
- пресной - 2,5%;
- соленой - 97,5%;
- в виде рассолов.
Учитывая то, что примерно 75% воды находится в замороженном состоянии на полярных шапках и ледниках, под землей находится около 24% грунтовых вод, а в почве рассредоточено 0,5% влаги, получается, что самым дешевым и доступным источником воды для нас являются озера, реки и другие наземные водоемы. Страшно подумать, что они составляют только около 0,01% от мировых водных запасов. Поэтому на вопрос «что такое вода?» можно смело отвечать – это самое драгоценное сокровище нашей планеты.
Особенности воды
Химическая формула воды достаточно проста – это соединение атома кислорода с двумя атомами водорода. Казалось бы, что может быть проще, однако нет субстанции более загадочной. Вода является единственным веществом, которое способно в природе существовать в трех агрегатных состояниях: газообразном, твердом и жидком, в зависимости от давления и температуры. Данная жидкость имеет огромное значение для возникновения и поддержания жизненных процессов на Земле, а также для формирования климата и рельефа.
Вода является самым подвижным веществом после воздуха. Она постоянно движется, совершая перемещения на очень большие расстояния. При воздействии солнечного тепла происходит
испарение воды с поверхности растений, почвы, рек, водоемов и морей. При этом образуется водяной пар, который собирается в облака и переносится ветром, после чего выпадает над различными материками в виде снега или дождя. Следует отметить, что вода способна отдавать тепло без заметного понижения своей температуры, тем самым регулируя климат. Молекулярная формула воды указывает, что это вещество имеет простую структуру, однако до сих пор оно считается малоисследованным, поскольку существует еще много неизученных странностей данной субстанции, которые, возможно, и способствуют поддержанию жизни на Земле.
Физические свойства воды
Вода, или оксид водорода, является химическим веществом, имеет вид бесцветной жидкости, которая не обладает ни запахом, ни вкусом. В нормальных условиях H2O (вода) сохраняется в жидком агрегатном состоянии, в то время как аналогичные соединения водорода являются газами. Все это можно объяснить особыми характеристиками атомов, слагающих молекулы, и присутствием между ними связей.
Капля воды состоит из молекул, которые притягиваются противоположными полюсами, образуя тем самым полярные связи, разорвать которые без усилий невозможно. Каждая молекула в своем составе содержит ион водорода, который настолько мал, что может проникать сквозь оболочку отрицательного атома кислорода, находящегося в соседней молекуле. В результате этого образуется водородная связь. Схема воды показывает, что каждая молекула имеет прочную связь с четырьмя соседними молекулами, две из которых образуются атомами кислорода, а другие две – атомами водорода. Кроме этого, вода имеет высокое
поверхностное натяжение, в этом свойстве она уступает лишь ртути. Относительная вязкость H2О обуславливается тем, что соединения водородов не дают возможности молекулам двигаться с различными скоростями. По этим же причинам вода считается отличным растворителем, поскольку каждую молекулу растворяемого вещества сразу же окружают молекулы воды, причем в большом количестве. При этом положительно заряженные молекулярные участки полярного вещества притягивают кислородные атомы, а отрицательно заряженные – водородные.
С чем вода вступает в реакцию?
Это следующие вещества:
- активные металлы (кальций, калий, натрий, барий и многое другое);
- галогены (хлор, фтор) и межгалоидные соединения;
- соли;
- ангидриды неорганических и карбоновых кислот;
- активные металлорганические соединения;
- карбиды, нитриды, фосфиды, силициды, гидриды активных металлов;
- силаны, бораны;
- недокись углерода;
- фториды благородных газов.
Что происходит при нагревании?
Вода реагирует:
- с магнием, железом;
- с метаном, углем;
- с алкилгалогенидами.
Что происходит в присутствии катализатора?
Вода реагирует:
- с алкенами;
- с ацетиленом;
- с нитрилами;
- с амидами;
- с эфирами карбоновых кислот.
Плотность воды
Формула плотности воды напоминает параболу с конкретной вершиной при температуре 3,98 градусов. При таких показателях плотность этого химического вещества равна 1000 кг/м3. В водоеме на плотность воды влияют такие факторы, как температура, минерализация, наличие солей и давление верхних слоев. Наукой доказано, что чем выше температура, тем больше объем вещества и ниже его плотность. Таким же свойством обладает вода, однако в интервале от 0оС до 4оС оно не выполняется, поскольку с повышением температуры объем начинает сокращаться. Если в воде отсутствуют растворенные газы, ее возможно охладить до температуры -70оС, при этом она не преобразуется в лед. Таким же образом можно довести эту субстанцию до температуры 150оС и она не закипит. Несмотря на то что формула воды очень незатейлива, ее свойства уже многие тысячелетия заставляют людей преклоняться перед этой могущественной стихией.
Польза воды для здоровья
Из воды состоят все ткани человеческого организма: мышцы, кости, легкие, сердце,
почки, печень, кожа и жировая ткань. Больше всего жидкости, а именно 99%, содержит стекловидное глазное тело, а меньше всего, примерно 0,2%, зубная эмаль. Богат на содержание воды и головной мозг, поскольку без этой субстанции мы не сможем мыслить и формировать информацию. Любые биохимические реакции, происходящие в организме, могут оптимально протекать только при достаточном поступлении воды, в противном же случае в тканях и клетках будут скапливаться конечные продукты обмена веществ, которые приведут к развитию многих серьезных заболеваний. Чтобы этого избежать, необходимо соблюдать правильное потребление воды.
Роль воды в организме
Вода способствует:
- транспортировке в различные органы и ткани полезных веществ, микроэлементов и кислорода;
- выведению шлаков, токсинов и солей;
- нормализации теплообмена;
- регуляции кроветворения и артериального давления;
- смазыванию суставов и мышц.
Симптомы обезвоживания
При обезвоживании наблюдаются такие явления:
- сонливость, слабость;
- сухость во рту, одышка;
- повышение температуры, головная боль;
- нарушение логического мышления, обмороки;
- спазмы мышц;
- галлюцинации;
- притупление зрения и слуха;
- образование холестериновых бляшек, ухудшение кровотока;
- боль в суставах.
Возможные заболевания при обезвоживании и норма воды
Могут развиться следующие болезни:
- артрит;
- изжога, гастрит, запоры;
- образование камней в желчном пузыре;
- ожирение.
Ежедневно рекомендуется выпивать до 2,5 литров жидкости, в том числе содержащейся в жидкой пище. Если человек курит, ест мясо, употребляет алкоголь и кофе, ему следует увеличить суточную норму воды, поскольку эти наклонности способствуют усилению дегидратации. После хорошего ночного отдыха все жизненные процессы в нашем теле набирают силу, именно поэтому следует поддержать свой организм и создать для него дополнительный водный резерв. Днем, когда у нас наблюдается пик активности, принимать жидкость лучше небольшими порциями, чтобы не перегрузить внутренние системы и органы. Вечером же стоит снять все ограничения и пить столько, сколько хочется, естественно, если отсутствуют проблемы со здоровьем.
Стоит ли запивать пищу?
Суточная норма воды должна распределяться равномерно, особенно полезно выпивать немного жидкости перед едой, чтобы нормализовать обменно-очистительные процессы, а также понизить концентрацию крови и уровень холестерина. Врачи не рекомендуют запивать пищу, поскольку в этом случае желудочный сок разбавляется, и процесс переваривания пищи замедляется. Недостаток воды в организме может привести к стрессу, в результате чего в мозг будут поступать сигналы голода, хотя человек недавно ел. Вследствие этого, он будет снова кушать вместо того, чтобы пополнить запасы жидкости. В этот момент лишние питательные вещества станут откладываться в виде жира, что в будущем может негативно сказаться на общем состоянии. Выпивая ежедневно достаточное количество воды, можно подавить чувство голода и уменьшить количество потребляемых продуктов, особенно жирных. Следует отметить, что соки и чай не могут в полной мере заменить чистую воду, поскольку в них содержатся активные вещества, способные нарушить химический состав нашего организма. Газированные же напитки, состоящие из вредных химических соединений, могут спровоцировать дополнительное обезвоживание.
Интересные факты
1. В организме животных и растениях среднее количество воды составляет более 50%.
2. В составе земной мантии содержится в 10 раз больше воды, чем в Мировом океане.
3. Средняя глубина Мирового океана составляет 3,6 км, он покрывает до 71% всей поверхности Земли и содержит около 97,6% свободных запасов воды.
4. При отсутствии на Земле выпуклостей и впадин поверхность воды поднялась бы над сушей на 3 километра.
5. Если бы растаяли все ледники, водный уровень повысился бы на 64 м, в результате чего 1/8 суши была бы затоплена.
6. Морская вода имеет в среднем 35% солености, что позволяет ей замерзать при температуре -1,91оС.
7. В некоторых случаях вода может замерзнуть при плюсовой температуре.
8. Внутри нанотрубок формула воды изменяется, ее молекулы принимают новое состояние, которое позволяет жидкости растекаться даже при нулевой температуре.
9. Вода способна отражать до 5% лучей солнца, а снег – более 85%, однако под лед может проникать только 2% дневного света.
10. Чистая океаническая вода имеет синий цвет, что объясняется избирательным его поглощением и рассеиванием.
11. С помощью водных капель, которые капают из крана, можно воспроизвести напряжение около 10 киловольт.
12. Вода является одним из немногих природных веществ, которые могут расширяться при переходе из жидкого состояния в твердое.
13. Водяной пар и вода могут гореть в сочетании с фтором, такие смеси в больших концентрациях становятся взрывоопасными.
В заключение
Что такое вода? Это многообразное, хотя и простейшее соединение, которое является основным строительным материалом нашей планеты. Ни один живой организм не может прожить без воды. Она источник энергии, носитель информации и настоящий кладезь здоровья. Еще наши далекие предки верили в чудодейственную силу воды и применяли ее целебные качества в лечении многих недугов. Задачей нашего поколения является сохранение этой прекрасной стихии в ее первозданном состоянии. Мы многое можем сделать, чтобы наши потомки чувствовали себя в относительной безопасности. Сохранив воду, мы сохраним жизнь на нашей чудесной и теплой планете. Люди, берегите воду! Ее не заменить даже всеми сокровищами мира. Вода – это отражение состояния нашей планеты, ее сердце и живительная сила.