Номер 1, страница 108, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 2. Изменения агрегатного состояния вещества. Параграф 26. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 1, страница 108.

Условие.

• Такая разная вода.

Решение.

Вода, химическая формула которой $H_2O$, является одним из самых распространенных и в то же время самых удивительных веществ на нашей планете. Несмотря на простую формулу, она существует во множестве различных форм и состояний, что и отражено в выражении "такая разная вода". Рассмотрим основные аспекты этого разнообразия.

Агрегатные состояния

Вода — одно из немногих веществ, которые в естественных условиях на Земле существуют во всех трех агрегатных состояниях. Во-первых, это жидкое состояние — наиболее привычная для нас форма. Жидкая вода обладает уникальными свойствами, такими как высокая теплоемкость, сильное поверхностное натяжение и способность растворять множество других веществ, за что ее называют "универсальным растворителем". Эти свойства делают ее основой жизни на Земле. Во-вторых, это твердое состояние (лёд). При замерзании вода расширяется, и её плотность уменьшается. Это аномальное свойство приводит к тому, что лед плавает на поверхности воды, защищая водоемы от полного промерзания. Существует множество кристаллических модификаций льда; обычный лед, с которым мы сталкиваемся, — это лед $I_h$. В-третьих, это газообразное состояние (водяной пар) — невидимый газ, который является важной частью атмосферы, играет ключевую роль в круговороте воды и является значимым парниковым газом.

Ответ: Вода различается по своим агрегатным состояниям, существуя в виде жидкости, твердого тела (льда) и газа (пара), каждое из которых обладает уникальными физическими свойствами.

Изотопные разновидности

Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. У каждого из этих элементов есть изотопы — атомы с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов в ядре. Это приводит к существованию "разных" видов воды на молекулярном уровне.

Изотопы водорода: протий ($^1H$, обычный водород), дейтерий ($^2H$ или $\text{D}$) и тритий ($^3H$ или $\text{T}$, радиоактивен). Основные изотопы кислорода: $ ^{16}O$ (самый распространенный), $ ^{17}O$ и $ ^{18}O$.

Комбинация этих изотопов дает разные молекулы воды:

Лёгкая вода (обычная вода): состоит в основном из изотопов $^1H$ и $ ^{16}O$. Формула — $H_2O$.

Тяжёлая вода (дейтериевая вода): атомы водорода в ней заменены на дейтерий. Формула — $D_2O$. Она примерно на 11% плотнее обычной воды, имеет более высокие температуры кипения и замерзания. Тяжелая вода используется в ядерных реакторах в качестве замедлителя нейтронов.

Сверхтяжёлая вода (тритиевая вода): атомы водорода заменены на радиоактивный изотоп тритий. Формула — $T_2O$. Встречается в природе в крайне малых количествах.

Также существуют молекулы смешанного состава, например, полутяжёлая вода $HDO$.

Ответ: Различия в изотопном составе атомов водорода и кислорода приводят к существованию разных видов воды, таких как лёгкая (обычная), тяжёлая (дейтериевая) и сверхтяжёлая (тритиевая), которые отличаются по своим физико-химическим свойствам.

Вода по химическому составу и происхождению

В зависимости от растворенных в ней веществ и способа получения, вода также бывает очень разной.

Природная вода:

Морская вода — соленая, содержит в среднем около 35 граммов растворенных солей на литр (3.5% солености), в основном хлорида натрия ($NaCl$). Она непригодна для питья без опреснения.

Пресная вода — вода с низкой концентрацией солей (менее 0.5 г/л). Это вода рек, озер, ледников и подземных источников. Является основным источником питьевой воды для человечества.

Минеральная вода — вода из подземных источников, которая характеризуется определенным содержанием минеральных солей, микроэлементов и иногда растворенных газов (например, углекислого газа). Часто обладает лечебными свойствами.

Дождевая вода — образуется при конденсации водяного пара в атмосфере. Изначально является очень чистой, но по мере падения растворяет в себе газы из воздуха, например, углекислый газ ($CO_2$), из-за чего становится слабокислой.

Обработанная (очищенная) вода:

Водопроводная вода — пресная вода, прошедшая многоступенчатую очистку и обеззараживание (например, хлорирование или озонирование) на станциях водоподготовки перед подачей в дома.

Дистиллированная вода — вода, практически полностью очищенная от растворенных минеральных солей, органических веществ и других примесей путем перегонки (дистилляции). Используется в лабораториях, медицине, для обслуживания техники.

Деионизированная вода — вода, из которой удалены ионы солей с помощью ионообменных смол. По чистоте близка к дистиллированной.

Ответ: Вода различается по своему химическому составу, который зависит от ее происхождения и степени очистки, и подразделяется на природные типы (морская, пресная, минеральная) и обработанные (водопроводная, дистиллированная).