§ 30. ВОДА НА ЗЕМЛІ. ВЛАСТИВОСТІ Й КОЛООБІГ ВОДИ

Три чверті поверхні Землі вкриті водою. Вона заповнює заглибини в земній корі, утворюючи океани та моря. Великими територіями суходолу течуть річки й річечки. У природних заглибинах на суходолі утворилися озера.

Частину території України займають Чорне та Азовське моря. На території України близько 70 тисяч великих і малих річок і близько 20 тисяч озер. Найбільше озер у Поліському краї, окрасою якого стали Шацькі озера. Найглибше серед них – озеро Світязь. Найбільша його глибина сягає 58 метрів. Площа озера становить 26 квадратних кілометрів.

Багато глибоких з напрочуд чистою холодною водою озер в Українських Карпатах. Високогірне озеро Синевир розташоване в долині на висоті 989 метрів над рівнем моря. Світязь і Синевир (мал. 108) вважаються одним із «Семи чудес України». Це озера з прісною водою. Проте є в Україні й солоні озера-лимани, на які багатий Крим. Найбільше солоне озеро Криму – Сасик, а найглибше – Донузлав. Унікальним солоним озером є Сиваш, з якого у великих кількостях добувають кухонну сіль.

Мал. 108. Озеро Синевир

Ще більше в нас штучних водойм – водосховищ, каналів і ставків. Людина створює їх для своїх господарських потреб. Ставки є в багатьох селах.

Українські селяни з глибокої давнини шанобливо ставилися до прісної води. Копали криниці, прикрашали їх, оспівували в піснях, святкували Водохреще та Івана Купала. Криниця була символом українського подвір’я.

Прісної води на Землі набагато менше, ніж солоної. З роками її не стає більше, бо з кожним роком зростає споживання. Люди нині стурбовані якістю питної води. Тому потрібно дбайливо охороняти чистоту водойм. У жодному разі не можна зливати в них відходи лазень, пральних комбінатів, хімчисток тощо.

Стічні води заводів, фабрик, тваринницьких ферм потребують очищення. Для цього будують відстійники, на зливні труби встановлюють фільтри, здійснюють знезараження води. Надійним способом очищення питної води є пропускання її через фільтри.

• Властивості води

Вода – це рідина без кольору і запаху, що кипить при температурі 100 °С, замерзає при температурі 0 °С.

Вода утворює з багатьма твердими, рідкими та газоподібними речовинами однорідні суміші – розчини.

Під час нагрівання вода розширюється, під час охолодження – стискується, а під час замерзання знову розширюється.

У будь-якому організмі вода є середовищем, у якому відбуваються хімічні реакції, без яких не можуть жити живі організми.

На Землі вода існує в трьох агрегатних станах: рідкому, твердому й газуватому.

• Колообіг води

Завдяки здатності змінювати свій агрегатний стан вода може «мандрувати» світом на великі відстані. Наприклад, з поверхні водойми вода випаровується. Невидима водяна пара, піднімаючись угору, охолоджується і перетворюється на рідину. Згодом ця рідина випаде на землю дощем, градом, а взимку снігом. Будь-які опади стікають по земній поверхні, наприклад у річки, озера, а частина їх просочується в землю. Через деякий час, подолавши багато перешкод, вода-мандрівниця зрештою потрапляє в море або океан.

Такий обмін вологою між водною поверхнею, атмосферою і земною поверхнею відбувається постійно і називається колообігом води в природі (мал. 109).

Мал. 109. Колообіг води в природі

Перелічимо фізичні явища, що відбувалися під час такого переміщення води: текучість, випаровування, рух водяної пари в атмосфері, її перетворення на рідину й випадання опадів. Розглянь малюнок 109 і спробуй визначити, якою саме цифрою позначено кожне із цих фізичних явищ.

Підсумки

• Наявність води – необхідна умова існування всіх живих істот на Землі.

• У природі вода існує в трьох агрегатних станах, відбувається її перетворення з одного агрегатного стану в інший.

• Постійний обмін вологою між водною поверхнею, атмосферою і земною поверхнею називається колообігом води в природі.

• Унаслідок господарської діяльності людини прісні водойми забруднюються, зменшуються запаси прісної води на планеті.

• Охорона водойм від забруднення – справа кожного з нас.

Сторінка ерудита

Справжнім дивом нашої планети є озера із солоною водою. Їх дуже мало, але неповторність кожного з них не перестає дивувати. Одне із солоних озер називається Мертве море. Вода в цьому озері в кілька разів солоніша за воду океанів. Мертвим його назвали через відсутність у ньому живих істот, а морем – бо воно має великі розміри. Завдяки високому вмісту солей, густина води Мертвого моря велика і людина з легкістю тримається на його поверхні, навіть не вміючи плавати. Доведено, що солі Мертвого моря мають неабиякі лікувальні властивості. З них виготовляють різні мазі, шампуні, косметичні креми.

Сторінка природодослідника

Виконай удома завдання. Разом з дорослими помандруй своєю місцевістю. Які природні водойми у ній є? Опиши їх, а за бажання намалюй.

Запитання і завдання

1. Які ти знаєш моря, річки та озера України?

2. Як українці здавна ставилися до прісної води? Чому треба берегти прісну воду?

3. Які властивості має вода?

4. За змістом параграфа склади план розповіді про колообіг води в природі. Запиши цей план у зошит.

5*. Склади розповідь про одну з природних водойм України? Запиши свою розповідь у зошит.

6*. Знайди відповідність між цифрами на малюнку 121 та назвами фізичних явищ, що відбуваються під час колообігу води в природі.

§ 19. Властивості води

1. Розглянь світлини (мал. 19.1), й переконайся на дослідах, що: а) поверхня води може втримувати легкі предмети; б) вода може змочувати або не змочувати деякі матеріали; в) вода може підніматися тоненькими капілярами.

Мал. 19.1. Досліди властивості води!

2. Виконай досліди. Тобі знадобляться: 2 пластикові пляшки з отворами у стінках: на одній та на різній висоті; вода.

1) Візьми пляшку з отворами на однаковій висоті Закрий отвори та вщерть заповни пляшку водою. Відкрий отвори і спостерігай як виливатиметься вода (мал. 19.2, а).

2) Візьми пляшку з отворами на різній висоті. Спрогнозуй, як із неї виливатиметься вода. Перевір свою гіпотезу й порівняй спостережуване з малюнком (мал. 19.2, б). Чи можеш пояснити результати дослідів?

Мал. 19.2. Чи є зв’язок між стовпчиком рідини і дальністю витікання струменя води?

3. Досліди, чи розчиняються у воді лимонна кислота, гліцерол, олія, вазелінова олива, пральний порошок, крейда, шматочки пластика, скла, алюмінієвих бляшанок, цукерок-льодяників.

4. Вибери кілька предметів і з’ясуй, які з них тонуть, які плавають у товщі рідини, а які — на поверхні (мал. 19.3).

Дізнавайся

У чому особливості взаємодії вода ↔ газ, вода ↔ тверде тіло?

У середині посудини кожна молекула води рівномірно оточена іншими молекулами і сили взаємодії між ними скомпенсовані. Молекули ж поверхневого шару лише з одного боку оточені молекулами води, з другого — молекулами газу. Відповідно сили взаємодії між молекулами на поверхні води не скомпенсовані. Виникає сила, яка напрямлена вглиб рідини. Поверхня води при цьому стягується. Це явище називають поверхневим натягом (мал. 19.3).

Мал. 19.4. Результатом взаємодії молекул верхнього шару води є поверхневий натяг

У тебе була змога пересвідчитися, що краплина води може розтікатися на поверхні, а може набувати форми кульки. Це зумовлено співвідношенням між силами притягання частинок (молекул зокрема) рідини між собою і з частинками (наприклад, молекулами) твердого тіла, із яким контактує рідина. Якщо молекули рідини притягуються одна до одної слабше, ніж до молекул твердого тіла, — то рідина розтікається (змочує поверхню). А якщо сили притягання між частинками самої рідини більші, ніж сили притягання цих молекул до молекул твердого тіла, — то рідина набуває форми кулі (не змочує поверхню). Оскільки явища змочування і незмочування зумовлено властивостями речовин рідини й твердого тіла, та сама рідина може бути змочувальною для одного твердого тіла і незмочувальною для іншого. Вода, наприклад, змочує скло і не змочує парафін.

Змочувальна рідина може підніматися вузенькими трубочками — капілярами. Незмочувальна навпаки — опускається в капілярах.

Капілярні явища мають велике значення. Так, підйом живильного розчину стеблом або стовбуром рослини значною мірою зумовлений явищем капілярності. Капілярами ґрунту вода підіймається з глибинних шарів у поверхневі. Явище капілярності беруть до уваги під час вибору тканин для виготовлення одягу, рушників, постільної білизни тощо.

Що таке гідростатичний тиск?

Це тиск, зумовлений силою тяжіння нерухомої води (рідини), який завдяки закону Паскаля поширюється по горизонталі, і тому однаковий на однаковій глибині. Як ти з’ясував/з’ясувала у § 17, тиск атмосфери вимірюється висотою стовпчика ртуті. Значить і гідростатичний тиск можна вимірювати з його допомогою. Оскільки вода є рідиною, то її густину можна вважати незмінною. Але густина води є меншою за густину ртуті. Це означає, що стовпчиком води теж можна вимірювати тиск атмосфери і взагалі будь-який тиск, просто висота стовпчика буде настільки більшою за висоту стовпчика ртуті, наскільки густина води менша за густину ртуті. Розглянь малюнок 19.5. Здавалося б, тиск води на водолаза 2 на дні підводної печери менший, аніж на дні відкритого моря, оскільки висота стовпа води у печері менша. Проте тиск усередині нерухомої однорідної рідини на одному рівні є однаковим. Якби був різний тиск, то вода з моря перетікала б до печери. Але цього не відбувається.

Тиск збільшується із заглибленням до дна водойми. Особливо великий тиск на дні морів і океанів, але й на глибині живуть тварини: різні ракоподібні, молюски, черви, а також глибоководні риби. Організм цих тварин пристосований до існування в умовах великого тиску, і такий же тиск діє у них всередині.

Мал. 19.5. Гідростатичний тиск: а — однаковий на одному рівні; б — зростає із глибиною, що зумовлює пристосування організмів до нього

Чому одні тіла плавають у воді, а інші тонуть?

Тобі доводилось спостерігати, що одні тіла тонуть у воді — інші плавають. Умови плавання є ще одним наслідком закону Паскаля. На верхню і нижню поверхні тіла, зануреного у рідину, діють різні за значенням гідростатичні тиски. Нижня поверхня розташована глибше, тому й тиск на цій глибині більший. Оскільки за законом Паскаля тиск діє у всіх напрямках (як і тиск атмосфери), то на нижню поверхню тіла рідина тисне вгору. На верхню поверхню рідини, розташовану на меншій глибині, рідина тисне менше, її дія спрямована униз. За рахунок різниці значень тисків на нижню і верхню поверхні тіла виникає результуюча дія знизу вгору: рідина наче намагається витіснити з себе тіло. А тіло, у свою чергу, витісняє рідину з того об’єму, який тіло займає у рідині, користуючись її нестискучістю (густина рідини незмінна, на відміну від газу) і нездатністю зберігати форму (вона повторює форму посуду). У цьому і є сутність закону Архімеда.

Оскільки об’єм витісненої води дорівнює об’єму зануреного тіла (або його зануреної у рідину частину), то умови плавання визначаються співвідношенням густин рідини і тіла. У цьому можна переконатись експериментально: досипаючи пісок у порожню капсулу від цукерок кіндер, ти збільшуватимеш середню густину тіла, а з нею і об’єм зануреної у рідину частини капсули до повного занурення, а подальше збільшення маси піску приведе до розташування капсули на дні посуду.

Так ти переконаєшся, що якщо густина тіла (ρ_т) більша за густину рідини (ρ_р) — тіло тоне; якщо ρ_т = ρ_р — тіло не тоне і не спливає; якщо ρ_т < ρ_р — тіло спливає.

Які є унікальні теплові властивості води?

Воді властива велика теплоємність. Для порівняння: щоб нагріти воду масою 1 кг на 1 °С, потрібно затрати у 3000 разів більше енергії, ніж для нагрівання повітря такої самої маси. Відповідно, охолоджуючись, вода морів та океанів віддає своє тепло атмосфері. Цим зумовлено роль води в теплових процесах на Землі, у формуванні клімату.

Для води характерна певна аномалія (відхилення від норми, від загальної закономірності): під час нагрівання від 0 °С до +4 °С її об’єм зменшується, і, відповідно, збільшується її густина.

Вода — універсальний розчинник. У ній розчиняється кисень, яким дихають риби. Води океанів вбирають і розчиняють вуглекислий газ, який міститься в повітрі. Унаслідок цього зменшується парниковий ефект, що впливає на клімат. Ґрунтові розчини є безпосереднім джерелом мінерального кореневого живлення рослин. Після дощу повітря чистіше — адже у воді розчиняються багато які забруднювачі, наприклад, амоніак (складник нашатирного спирту), сірководень (один з продуктів розкладання залишків рослинних і тваринних організмів).

Дій

ЗНАЙ – ПОЯСНЮЙ – ЗАСТОСОВУЙ – ТВОРИ

1. Опиши властивості води.

2. Поясни: а) чому по кам’янистому дну річки не так боляче ходити босими ногами, як по кам’янистому березі; б) як виникає виштовхувальна сила (мал. 19.6).

Мал. 19.6. Як виникає виштовхувальна сила?

3. Склади список водних розчинів, які є в твоїй оселі. Зазнач їхнє використання.

4. Спрогнозуй, який мандарин плаватиме, а який потоне: зі шкіркою чи без неї (мал. 19.7).

Мал. 19.7. Досліди!

5. Добери підписи (А-Д) до світлин 1-5 (мал. 19.8). Назви фізичні явища, які лежать в основі зображених пристосувань організмів до властивостей води.

Мал. 19.8. Розпізнай властивості води

• А Вода з розчиненими в ній мінеральними речовинами рухається від кореня до листя.
• Б Тримаються на воді за рахунок розташування кінцівок під прямим кутом до поверхні води.
• В Пір’я і пух рясно змащені жировими виділеннями спеціальних залоз.
• Г Підвішуються знизу до поверхневої плівки води за допомогою особливих щетинок.
• Д Спираються на воду лише кінчиками широко розставлених лапок, укритих воскоподібною речовиною.

Властивості води

Вода – це основа життя на Землі, без цілющої вологи жодна жива істота в природі не здатне довго прожити. Властивості води дуже різноманітні, завдяки чому вона змогла знайти найширше застосування на нашій планеті. Давайте познайомимося з найважливішими якостями води.

Стани води

Всі звикли, що вода – це прозора рідина, без кольору і смаку. Однак вона може перебувати в трьох станах:

• рідкому;
• твердому (лід);
• газоподібному (водяна пара).

Стан води безпосередньо залежить від температури. Якщо на вулиці тепло, то вода – рідка, при сильному холоді (менше 0С) вода замерзає і перетворюється на лід, а при закипанні (більше 100С) вона починає випаровуватися в повітря.

Здатність води міняти свій стан під впливом температури пояснює такий важливий процес як круговорот води в природі.

Одне з важливих властивостей води в рідкому стані – здатність розчиняти в собі багато речовин. У воді з легкістю розчиняються різні кристали (сіль, цукор), луг (мило). А ось, скажімо, з маслом або камінням їй ніяк не впоратися.

Прозорість води

Ступінь прозорості може бути найрізноманітнішою. Наприклад, в чистій гірській річці можна побачити дно з піском і камінням, в акваріумі можна спостерігати за різнокольоровими рибками. І навіть якщо заварити чай, то вода все одно збереже свою прозорість, і в чашці можна буде побачити дно.

Але якщо в воді знаходиться дуже багато сторонніх домішок, вона стає каламутною. Розколоти пісок на дні річки або додавши в чай ​​варення або молоко, від колишньої прозорості нічого не залишиться.

Це означає, що прозорість води безпосередньо залежить від її чистоти.

Колір і запах води

Який колір чистої води? Цей простий питання може багатьох поставити в глухий кут. Але насправді у води абсолютно немає ніякого кольору – вона безбарвна.

Але як же бути з морями і океанами, річками та озерами, адже вода в них відливає всіма відтінками синього, блакитного та зеленого. Насправді чиста прозора вода просто відображає ті кольори, які її оточують. Якщо зачерпнути жменю блакитної морської води, вона виявиться безбарвної.

Вода абсолютно нейтральна і в плані ароматів: чиста вода нічим не пахне.

Вода і електрика

Кожна дитина повинна знати, що там, де є вода, не місце електричних приладів! Вода дуже добре проводить струм, і при її попаданні в розетку або на включений електроприлад може статися нещасний випадок – сильний удар струмом. У деяких випадках це може навіть призвести до смерті.

Саме тому потрібно бути дуже обережним, і стежити за тим, щоб електроприлади знаходилися якнайдалі від води.

Текучість води

У рідкому стані вода здатна текти. Тече вона в річках і струмках, з-під крана або перевернутої вниз пляшки.

Здатність води приймати форму посуду, в якій вона знаходиться, називається плинністю. Незалежно від того, куди вона налита, будь то чашка, хитромудра вузька ваза або каністра, вода завжди ідеально повторить контури ємності.

При замерзанні вода збільшується в об’ємі. Про це потрібно пам’ятати, перш ніж вирішити покласти в морозильник пляшку з водою. Поступово перетворюючись на лід, вода здатна розірвати посудину: пластикова пляшка лопне, а скляна – розлетиться на безліч осколків.

Таблиця “Властивості води”

Що ми дізналися?

При вивченні теми «Властивості води» за програмою 3 класу навколишнього світу ми з’ясували, якими основними властивостями володіє вода. Ретельне їх вивчення необхідно для поліпшення і розвитку господарської діяльності людини.