Физические и химические свойства воды, страница 3

            Что же касается температуры максимальной плотности, то она снижается с ростом минерализации  и при минерализации морской воды 24.7‰ температура максимальной плотности совпадает с температурой замерзания и равна –1.320С. Изменения плотности воды за счет прогрева или охлаждения, изменения минерализации могут оказывать большое влияние на режим перемешивания воды в водотоках и водоемах, создавая конвекционные течения и выравнивая плотность воды во всей толще потока.     Интенсивный нагрев поверхности воды летом приводит к формированию менее плотного поверхностного слоя и приводит к неоднородности распределения температуры по вертикали, оказывая тем самым влияние на компоненты гидрофлоры и гидрофауны. Так, аномальное изменение плотности в пределах температур от 00С до 40С и в момент замерзания играет огромную роль в природных условиях. Особенно четко это прослеживается в водоемах с замедленным водообменом (озера, водохранилища, моря). При охлаждении таких водоемов более плотные массы воды опускаются вниз, а на их место поднимаются теплые и менее плотные. Процесс продолжается до тех пор, пока во всей толще не установится температура максимальной плотности воды. Дальнейшее охлаждение воды происходит только с поверхности и при достижении нулевой температуры вода замерзает и образуется лед, который и защищает водоем от дальнейшего промерзания. Поэтому-то достаточно глубокие водоемы не промерзают до дна и сохраняются условия для жизни гидробионтов. Если бы плотность льда была выше плотности воды, то вода, превращаясь в лед, опускалась бы на дно, а на поверхности образовывались новые глыбы льда и все озера и водохранилища превратились бы в ледохранилища! Такая ситуация не позволила бы развиваться никаким цивилизациям, что мы возможно и наблюдаем на Марсе. 

              Влияние давления на плотность сказывается только на очень больших глубинах, где под тяжестью вышележащих слоев вода несколько сжимается и плотность ее увеличивается.

Вода как мощнейший растворитель. Вода является великолепным растворителем. В результате соприкосновения соли с водой ионы, находящиеся на кристаллической решетке частиц соли, притягиваются противоположно заряженными полюсами молекул воды. Если при этом энергия гидратации будет достаточно велика по сравнению с энергией кристаллической решетки соли будут оторваны от последней и перейдут в воду, образуя раствор соли.

       В растворе ионы разобщаются молекулами воды, образуя так называемую гидратную оболочку. Гидратная оболочка очень устойчива и при кристаллизации многих солей часть ее сохраняется в кристаллах при выпадении соли в осадок. Разобщение ионов молекулами воды называется диссоциацией. Характеристикой жидкости как растворителя является дипольный момент. У воды он очень высокий (6,13 10-29 Кл м), что обусловливает ее свойства хорошего растворителя веществ, молекулы которых тоже полярны. Однако еще более удобным показателем. Чем дипольный момент, оказалось понятие об диэлектрической проницаемости. Дипольный момент характеризует только отдельно взятые молекулы, а диэлектрическая проницаемость-растворы разных веществ и концентраций, что более удобно при практическом использовании. Диэлектрическая проницаемость показывает. Во сколько раз напряженность поля с данным веществом ниже, чем в вакууме (Vinnikov, Proskouryakov, 1988). Диэлектрическая проницаемость воды при 200С равна 81 единице СГСЭ, а у других тел она находится в пределах от 2 до 3 единиц (Egorov, 1974).

             Характерной особенностью воды является возрастание ее способности растворять соли с ростом температуры и понижение с ее уменьшением. Этим объясняется выпадение солей из воды сильно минерализованных озер осенью и в зимний период. Процесс растворения сопровождается изменением структуры воды, так как среди пространственно ориентированных молекул ионы создают силовые поля, различно влияющие на расположение молекул воды в зависимости от природы растворенного вещества и температуры. Эти свойства воды растворять соли хорошо проявляется на примере замкнутых озер мира (Мертвое море в Израиле, достигающее солености 270 ‰, Большое Соленое в США, при солености- , Эльтон и Баскунчак в России- и др.