Судың негізгі физикалық және химиялық қасиеттері

1 Судың негізгі физикалық және химиялық қасиеттері
2 ЖЕР АСТЫ СУЛАРЫ

Химиялық таза су массасы бойынша 11,19% сутегі және 88,81% оттегіден тұрады. Су оттегінің бір атомы мен сутегінің екі атомы қосылуының нәтижесінде пайда болады. Судың молекуласында сутегі мен оттегінің атомдары тең қабырғалы үшбұрыштың бұрыштарына орналасқан: төбесінде оттегі атомы орналасса, негізіне орналасқан қос бұрышта — сутегінің бір-бір атомы; үшбұрыштың төбесіндегі бұрышы шамамен 105°, ал сутегі мен оттегі ядроларының ара қашықтығы шамамен 0,97-10-8 см, және сутегі ядроларының ара қашықтығы 1,53 • 10-8 см.
Бу күйіндегі су негізінен қарапайым гидрольдер деп аталатын молекулалардан (Н2О) тұрса, ал сұйық күйінде дигидроль (Н2О)2 мен тригидрольден (Н2О)3 тұрады. Қатты (мұз) күйіндегі суда тригидроль (Н2О)3 молекулалары басым болады. Температура мен қысымның өзгеруіне сәйкес гидроль, дигидроль және тригидрольдердің өзара қатынастары да өзгеріске душар болады.
Судың сұйық немесе қатты күйінен буға айналуы және керісінше, бұдан сұйық күйге өтуі су немесе мұз бетіндегі бу қысымының белгілі бір дәрежесінде мүмкін болады және ол температураға тәуелді. Температурасы 0,0075°С-ге тең болса, ал қысым — 6,1 гПа, онда бір мезгілде бу, мұз және сұйық су орнықты тепе-теңдік жағдайда болады.
Сұйық фазада судың молекулаларының құрылымы кварцтың кристалдық торына сәйкес келсе, қатты (мұз) фазада тридимиттің торына тура келеді. Тридимит торының тығыздығы кварцқа қарағанда кемірек, ал оның меншікті көлемі кварцқа қарағанда 10%-тен артық. Мұның тығыздығы суға қарағанда аз. Су мұз күйіне ауысқан жағдайда оның меншікті көлемі 10%-ке ұлғаяды. Таза мұздың тығыздығы 0°С температурада 0,9167∙103 кг/м3, ал судың тығыздығы — 0,99987-103 кг/м3, сондықтанда мұз су бетінде қалқып жүреді, сонысымен су көзін түбіне дейін қатып қалудан сақтайды.
Температураның 0о-ден +4°С-ге дейін өсу барысында судың тығыздығы ең жоғары шамасына (0,99997∙103 км/м3) жетеді, ал одан әрі өскен сайын молекулалардың ара қашықтықтарының өсуіне байланысты судың тығыздығы кеми береді.
Теңіз суы үшін ең жоғарғы тығыздық температурасы оның тұздылығына тәуелді. Теңіз суы шамамен —1,0...2,0°С температура аралығында қатады, ал 100,08... 100,64°С-де (қалыпты қысым жағдайында) қайнайды. Суға ең жоғарғы меншікті жылу сыйымдылығы сәйкес келеді.
Судың меншікті жылу сыйымдылығы деп 1 кг суды 1 К-ге (немесе 1°С-ге) жылытуға кететін жылудың мөлшерін айтамыз. Судың жылу сыйымдылығы — 4,19Х103 Дж/(кг∙К).
Ауа мен жер қабығы жыныстарының меншікті жылу сыйымдылығы айтарлықтай аз: ауа — 993 Дж/(кг∙К), кварц — 796 Дж/ = (кг∙К) және гранит — 838 Дж/ (кг∙К).
Судың үлкен жылу сыйымдылығына иелік етуі құрлықтағы судың салқындау және жылу процестерінде айтарлықтай рөл атқарады, сонымен қатар су көздеріне жақын аймақтардың климаттық жағдайының қалыптасуына әсері мол болады.