20. Что мы узнали о воде

Определения и обозначения

Вода — природное вещество, которое встречается в жидком, твёрдом и газообразном состояниях. Жидкая вода течёт, лёд сохраняет форму, а водяной пар находится в воздухе. Вода необходима живым организмам и участвует в природных процессах, поэтому без неё не могут существовать растения, животные и человек.

Раствор — однородная смесь, в которой одно вещество распределено в другом. Например, если перемешать воду с солью или сахаром, получится раствор: его части выглядят одинаково во всём стакане. Это понятие помогает описывать смеси, в которых растворённое вещество нельзя увидеть отдельно.

Растворитель — вещество, в котором растворяется другое вещество. В солёной воде растворителем является вода, а соль — растворённым веществом. Вода считается хорошим растворителем, потому что в ней растворяется много разных веществ; поэтому водные растворы встречаются и в быту, и в природе.

Круговорот воды в природе — непрерывное перемещение воды между земной поверхностью и атмосферой. Вода испаряется, пар охлаждается и участвует в образовании облаков, а затем осадки возвращаются на землю. Это понятие объясняет, как вода снова попадает в реки, озёра и почву.

Как это устроено

Вода может быть жидкой, твёрдой или газообразной, потому что её состояние меняется при нагревании и охлаждении. При охлаждении жидкая вода замерзает и превращается в лёд, а при нагревании часть воды переходит в невидимый водяной пар. Если снова охладить пар, он может превратиться в капли. Так вода меняет состояние, но остаётся тем же веществом.

Когда вода нагревается, её частицы движутся быстрее, и часть из них покидает поверхность жидкости: так происходит испарение. Поднявшийся пар встречает более холодный воздух, охлаждается и превращается в мельчайшие капли. Из большого количества таких капель образуется облако; когда капли становятся достаточно крупными, они падают на землю осадками. Поэтому облака и дождь связаны с изменением состояния воды.

Многие вещества растворяются в воде и распределяются в ней так мелко, что их нельзя различить глазом. При этом вещество не исчезает: например, соль остаётся в солёной воде, даже если стакан выглядит прозрачным. В природе вода соприкасается с разными веществами и может образовывать растворы. Это объясняет, почему природная вода не всегда состоит только из чистой воды.

Вода находится в реках, озёрах и морях, но также есть в почве, воздухе и организмах. Такое распространение связано с тем, что вода способна переходить из одного состояния в другое и перемещаться между разными частями природы. Она нужна организмам для жизни, а природе — для поддержания водных запасов и переноса растворённых веществ. Поэтому свойства воды важны не только возле водоёмов.

Солнце нагревает воду на поверхности морей, озёр, рек и почвы, и она испаряется. В атмосфере пар охлаждается и превращается в мелкие капли или кристаллики льда, из которых складываются облака. Когда капли или кристаллики становятся тяжёлыми, они выпадают на землю дождём, снегом или другими осадками. Вода снова попадает в водоёмы и почву, поэтому перемещение повторяется и называется круговоротом.

Вода и её превращения

Сначала найдите в таблице строку о состоянии вещества, а затем сравните, где и как встречается каждая форма воды. Строки об образовании и превращении показывают, что именно происходит при нагревании и охлаждении. Помните: водяной пар невидим, а облака состоят из капелек или кристалликов.

Разбор задач

Задача 1. Назовите три состояния воды и приведите по одному примеру каждого из повседневной жизни или природы.

1. Сначала вспомним, что вода бывает жидкой, твёрдой и газообразной.
2. К жидкой воде отнесём воду в стакане или реке, потому что она течёт и принимает форму сосуда или русла.
3. Пример твёрдого состояния — лёд на водоёме или кубик льда. Газообразное состояние — невидимый водяной пар в воздухе.

Ответ: жидкая вода — вода в реке; твёрдая — лёд; газообразная — водяной пар.

Задача 2. В стакан с водой положили соль и перемешали. Объясните, что произошло и как назвать получившуюся смесь.

1. Определим, какие вещества участвовали: вода и соль.
2. После перемешивания соль перестала быть видна, потому что распределилась в воде очень мелкими частицами. Это не означает, что она исчезла.
3. Вода здесь растворитель, так как в ней растворяется соль. Однородную смесь воды и соли называют раствором.

Ответ: соль растворилась в воде; получился раствор соли, а вода выступает растворителем.

Задача 3. Расскажите, как вода из лужи может снова попасть на землю в виде дождя.

1. Солнечное тепло нагревает лужу, и вода испаряется с её поверхности. Испарение может происходить без кипения.
2. Водяной пар поднимается в более холодный воздух и охлаждается. Из него образуются мельчайшие капли, которые собираются в облака.
3. Капли в облаке соединяются и становятся крупнее. Когда они уже не могут оставаться в воздухе, выпадают на землю дождём.

Ответ: вода из лужи испаряется, пар охлаждается, образуются облака, а затем дождь возвращает воду на землю.

Типичные ошибки

Ошибка — считать водяной пар видимым облаком. Это может казаться верным, потому что над горячей водой иногда заметно белое облачко. Но водяной пар невидим, а видимое облако состоит из мельчайших капель воды или кристалликов льда. Проверьте себя: если видны белые капельки, перед вами не сам газообразный пар.

Ошибка — думать, что соль или сахар исчезают при растворении. Так кажется, потому что крупинки перестают быть заметны после перемешивания. Вещество остаётся в растворе, только распределяется в воде настолько мелко, что его не видно. Вспомните: если выпарить воду из солёного раствора, соль останется.

Ошибка — считать, что в природе вода бывает только жидкой. Такое мнение возникает, если вспоминать прежде всего реки, озёра и дождь. Но снег, лёд и ледники — твёрдая вода, а водяной пар находится в воздухе. Чтобы проверить себя, назовите по одному природному примеру каждого состояния.

Ошибка — путать испарение с кипением. Их смешивают, потому что оба процесса связаны с превращением жидкой воды в пар. Испарение идёт с поверхности и не требует кипения, а при кипении пар образуется внутри всей жидкости в виде пузырьков. Проверьте себя: вода на мокрой ткани высыхает без кипения, значит, это испарение.

Связь с другими темами

Чтобы понять превращения воды, нужно знать, что вещества могут быть твёрдыми, жидкими и газообразными. Нагревание и охлаждение помогают объяснить переходы воды между этими состояниями. Эти знания пригодятся при изучении погоды, облаков и осадков.

Свойства воды связаны с темами о реках, озёрах и природных явлениях. Представление о круговороте помогает объяснить, почему осадки пополняют водоёмы и увлажняют почву. А знания о растворах помогают понять, что природная вода может содержать растворённые вещества, важные для живых организмов.

Что запомнить

• Вода встречается в жидком, твёрдом и газообразном состояниях.
• Лёд — твёрдое состояние воды.
• При испарении жидкая вода превращается в водяной пар.
• При охлаждении водяной пар превращается в капли воды.
• Вода растворяет многие вещества и служит растворителем.
• Круговорот воды включает испарение, образование облаков и выпадение осадков.