Часть VII. Вода - источник жизни

Определения и обозначения

Вода — вещество, необходимое живым организмам для жизни. Она входит в состав клеток и участвует в переносе веществ, питании и других процессах. Поэтому без воды растения, животные и человек не могут нормально существовать.

Пресная вода — вода с небольшим содержанием растворённых солей. Она отличается от солёной, например морской, именно количеством этих солей, но не всегда пригодна для питья: в ней могут быть вредные примеси и микробы. Это различие помогает понять, почему чистую питьевую воду нельзя считать безграничным запасом.

Солёная вода — вода, в которой растворено много солей. Она есть в морях и океанах, и в обычном виде её нельзя пить. Сравнение солёной и пресной воды показывает, что общий объём воды на планете не равен запасу питьевой воды.

Круговорот воды — непрерывное перемещение воды между водоёмами, сушей и атмосферой. Водные ресурсы — запасы воды, которые люди используют для питья, хозяйства и других нужд. Эти понятия нужны, чтобы проследить, откуда берётся вода и почему её необходимо беречь.

Как это устроено

Вода встречается в твёрдом, жидком и газообразном состояниях: это снег и лёд, вода в реке и невидимый водяной пар. При нагревании вода может испаряться, а при охлаждении пар — конденсироваться, то есть превращаться в жидкие капли. Причина переходов — изменение температуры, которое меняет состояние воды, но не превращает её в другое вещество.

Солнце нагревает воду в морях, озёрах, реках и на поверхности суши, поэтому часть её испаряется и поднимается в воздух. Выше водяной пар охлаждается и конденсируется в крошечные капли или кристаллы льда, из которых состоят облака. Когда капли или кристаллы становятся достаточно крупными, вода выпадает дождём, снегом или градом и возвращается на сушу и в водоёмы.

Доступной пресной воды намного меньше, чем всей воды Земли, потому что основная её часть находится в солёных морях и океанах. Пресная вода есть в реках и озёрах, под землёй и в ледниках, однако лёд и глубокие подземные запасы трудно использовать напрямую. Поэтому человеку важны не только общие запасы, но и вода, которую можно безопасно получить.

Растениям вода нужна для роста и переноса веществ внутри организма; животным и человеку — для работы органов и поддержания жизненных процессов. Она составляет значительную часть живых организмов, поэтому потеря воды нарушает их работу. Вода также служит средой обитания для многих растений и животных.

Люди используют воду дома, в сельском хозяйстве и на предприятиях, а также для получения энергии и перевозок. Если водоём загрязняется, вода становится опасной для организмов и может потребовать очистки; если расходовать её чрезмерно, местных запасов может не хватить. Поэтому важно устранять утечки, не оставлять воду включённой без нужды и не сбрасывать отходы в водоёмы.

Вода в разных состояниях

Пользуйся таблицей, чтобы сопоставить состояние воды с примерами из природы и повседневной жизни. Последний столбец помогает понять, при каких изменениях температуры вода переходит из одного состояния в другое. Помни, что облако — это не водяной пар, а мельчайшие капли воды или кристаллы льда.

Разбор задач

Снег, река и пар над чайником

Назови, в каких состояниях находится вода в снегу, реке и водяном паре над кипящим чайником. Чтобы ответить, нужно определить, сохраняет ли вода форму льда, свободно течёт или находится в воздухе как газ. Сопоставим каждый пример с состояниями из таблицы.

1. Снег состоит из твёрдых кристаллов льда, значит, вода находится в твёрдом состоянии.
2. В реке вода течёт и принимает форму русла, поэтому она жидкая.
3. Водяной пар над чайником — газообразная вода; белое облачко рядом с носиком состоит уже из мельчайших капель.

Ответ: в снегу вода твёрдая, в реке — жидкая, а водяной пар — газообразный. Не путай невидимый пар с видимым облачком капель над чайником. Такое различение помогает правильно называть состояние воды.

Лужа и капли на стекле

После дождя лужа постепенно исчезла, а на холодном стекле появились капли. Объясни, какие превращения воды произошли. Нужно отдельно проследить, что случилось с водой лужи и с водяным паром у стекла.

1. Часть воды лужи с поверхности перешла в воздух в виде водяного пара; это испарение.
2. Водяной пар соприкоснулся с холодным стеклом, охладился и превратился в капли; это конденсация.
3. Сравни направления переходов: сначала жидкость стала газом, затем газ стал жидкостью.

Ответ: лужа уменьшилась из-за испарения, а капли на стекле возникли при конденсации. Испарение происходит с поверхности воды и может идти без кипения. Холодное стекло способствует охлаждению пара и появлению капель.

Мало воды в колодцах и загрязнённый водоём

Летом в посёлке стало меньше воды в колодцах, а рядом находится загрязнённый водоём. Объясни, почему это может быть проблемой и какие действия помогут беречь воду. Здесь важно оценить не только наличие воды, но и её чистоту и доступность.

1. Уменьшение запасов в колодцах может затруднить получение воды для питья и хозяйственных нужд.
2. Загрязнённый водоём нельзя считать безопасной заменой: вода может навредить людям и живым организмам, а для использования потребуется очистка.
3. Следует расходовать воду без лишнего, устранять утечки, не загрязнять водоёмы и сообщить ответственным взрослым о загрязнении.

Ответ: проблема возникает потому, что доступной чистой воды становится меньше. Бережное использование помогает не тратить её зря, а защита водоёмов сохраняет воду пригодной для жизни и хозяйства. Самостоятельно пить воду из загрязнённого источника нельзя.

Типичные ошибки

Считать, что вся вода на Земле пригодна для питья, — ошибка: большая часть запасов солёная, а пресная вода может быть загрязнена или недоступна. Так думают, потому что представляют общий объём воды как запас готовой питьевой воды. Проверь себя: спроси, пресная ли вода и безопасна ли она для питья.

Путать испарение с кипением тоже неверно: испарение идёт с поверхности жидкости и при обычных температурах, а кипение происходит во всём объёме при нагревании до определённой температуры. Ошибку вызывает то, что при кипении испарение особенно заметно. Проверь себя: вода может испаряться из лужи, хотя она не кипит.

Облака не состоят из водяного пара: их образуют мельчайшие капли воды или кристаллы льда. Путаница возникает потому, что облака связаны с испаряющейся водой и находятся в воздухе. Проверь себя: пар невидим, а видимое облако появляется после охлаждения и конденсации.

Вода после использования не исчезает, но может загрязниться и стать непригодной для некоторых нужд. Кажется, что она пропала, потому что ушла в слив или перестала быть видимой. Проверь себя: вода возвращается в окружающую среду, однако для повторного безопасного использования ей может понадобиться очистка.

Связь с другими темами

Чтобы понять переходы воды, полезно знать, что вещества бывают твёрдыми, жидкими и газообразными и могут менять состояние при нагревании и охлаждении. Круговорот воды связан с погодой: испарение, облака и осадки объясняют, откуда берутся дождь и снег. Эти знания помогают изучать природные круговороты и экологию, а также понимать, почему нужно охранять водоёмы и разумно использовать ограниченные запасы пресной воды.

Что запомнить

• Вода необходима всем живым организмам.
• В природе вода встречается в твёрдом, жидком и газообразном состояниях.
• При испарении жидкая вода превращается в водяной пар.
• При охлаждении водяной пар конденсируется в капли воды.
• Круговорот воды связывает водоёмы, атмосферу и сушу.
• Пресной воды на Земле значительно меньше, чем солёной.
• Воду необходимо расходовать бережно и защищать водоёмы от загрязнения.