DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Miejskie Gimnazjum im. Stanisława Dulewicza w Darłowie ul. Franciszkańska 2 ID grupy: 98/57_MF_G1 Opiekun : Alicja Słoma Kompetencja: matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Woda Semestr/rok szkolny: semestr V 2011/2012

Woda

Bezbarwna, bezwonna, pozbawiona smaku i kalorii jest niezbędna do życia wszystkim organizmom na Ziemi. Bez niej nie przetrwałby żaden człowiek, żadne zwierzę, żadna roślina. Jest tak samo ważna dla utrzymania życia jak tlen i pożywienie. Aby być zdrowym, każdy z przeszło pięciu miliardów ludzi musi codziennie przyjąć w posiłkach i napojach około dwóch i pół litra wody. Brak wody uniemożliwia uprawę ziemi i hodowlę zwierząt. Bez wody nie ma żywności, a bez żywności nie ma życia..

Model H₂O Woda (tlenek wodoru, związek chemiczny o wzorze H2O, występujący w warunkach standardowych w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określa się mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia – lodem. Słowo woda jako nazwa związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu skupienia.

Znaczenie biologiczne wody Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych dotąd organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje temperaturę i uczestniczy w reakcjach hydrolizy. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej.

Znaczenie kulturowe wody Woda jest częstym elementem mitów kosmogonicznych. Bywa też uważana za medium ułatwiające przejście z jednego świata do drugiego (w starożytnej Grecji Charon przewoził łodzią duszę zmarłego do Hadesu, gdzie pijąc wodę ze źródła Lete zapominała o minionej egzystencji). W wielu religiach zanurzenie w wodzie symbolizuje oczyszczenie i odrodzenie (por. chrzest). W kulturowej symbolice woda jest jednym z żywiołów (czterech w kulturze europejskiej, lub pięciu w tradycji chińskiej) i przeciwstawiana jest ogniowi, powietrzu i ziemi (w Europie) lub ogniowi, metalowi , drewnu i ziemi (w Chinach). Symbolizuje życie, płodność i oczyszczenie (choć bywa także ukazywana jako siła zła, zwłaszcza w przeciwstawieniu wody czystej i brudnej

Rodzaje wody Rodzaje wody w zależności od czystości i zastosowania: woda surowa woda opadowa np. deszczówka o woda powierzchniowa np. rzeka o woda podskórna o woda gruntowa o woda głębinowa o woda Źródlana o woda słona np. morska o woda słodka o woda zaburtowa

woda użytkowa (zasoby wodne) o woda wodociągowa o woda pitna o woda przemysłowa o woda destylowana o woda podwójnie destylowana (woda redestylowana) ścieki o ścieki komunalne o ścieki przemysłowe o ścieki rolnicze  

Obieg wody w przyrodzie Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem. Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza następuje skraplanie pary wodnej do postaci małych kropelek, które grupują się w widoczne skupienia – chmury. W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem przemieszczają się nad powierzchnią lądów mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad. Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie. Proces zaczyna się od nowa.

Hydrosfera Hydrosfera jest wodną powłoką Ziemi przenikającą atmosferę i skorupę ziemską. Obejmuje wody występujące w przyrodzie w postaci gazowej, ciekłej i stałej. Hydrosferę stanowią: oceany, morza, jeziora, rzeki, bagna, pokrywa śnieżna, lodowce kontynentalne (lądolody), lodowce górskie, lód gruntowy (trwała marzłoć), wody podziemne oraz para wodna występująca w atmosferze (w troposferze) i skorupie ziemskiej. Hydrosfera pokrywa 70,8% powierzchni Ziemi w postaci wód otwartych i 2,5% powierzchni w postaci lodowców. Cechuje ją stałość zapasów wodnych (ok. 1,3 mld km3). Gromadzi ona głównie wody słone. Wody słodkie stanowią jedynie 2,5% objętości hydrosfery; najwięcej wód słodkich magazynują lodowce (69% wody słodkiej hydrosfery) i wody podziemne (30%). Hydrosfera jest tą sferą biosfery, w której powstało życie.

Stany skupienia Woda Gaz Ciecz Ciało stałe

Woda występuje najczęściej w postaci cieczy, jednak może być ona również ciałem stałym (lód lub śnieg), a także gazem (para wodna).Prawie wszystkie substancje mogą przechodzić z jednego stanu skupienia w inny. Rozróżnia się następujące przejścia fazowe wody : ze stanu stałego w ciekły – topnienie ze stanu ciekłego w stały - krzepnięcie ze stanu ciekłego w gazowy - parowanie ze stanu gazowego w ciekły - skraplanie ze stanu stałego w gazowy - sublimacja ze stanu gazowego w stały - resublimacja

Stan stały - lód lub śnieg. Lód lub śnieg występują poniżej 0 °C tzw. temp. topnienia. W przyrodzie występują w zimie lub cały czas na obu biegunach. Mają właściwości jak każde ciało stałe tzn. mają określony kształt, trudno zmienić ich objętość. Lód pow.- staje ze schłodzonej wody czyli przez krzepnięcie lub przez resublimację. Lód tak samo jak woda i para wodna nie ma koloru, w dotyku jest zimny i jest ciałem kruchym np. kiedy uderzymy kawałek lodu młotkiem rozkruszy się na wiele drobnych kawałków. Zjawisko zmiany obj. podczas przechodzenia z fazy ciekłej do fazy stałej wody (lód) pełni bardzo istotną rolę w przyrodzie.

Stan cieczy - woda. Woda występuje pomiędzy temp.0 °C i 100 °C. Ma ona takie same właściwości jak inne ciecze. Nie ma określonego kształtu, nie jest ściśliwa. Powstaje przez schłodzenie pary wodnej czyli skraplanie lub ogrzewanie lodu czyli topnienie. Woda występuje w postaciach jezior, rzek, oceanów itp. Woda jest rozpuszczalnikiem dla wielu ciał stałych np. dla cukru, soli, wapnia.

Stan gazowy-para wodna. Para występuje w każdej temperaturze. Im większa powierzchnia swobodna tym woda szybciej paruje. Para wodna tworzy się przez parowanie i powyżej 100o C czyli temp. wrzenia oraz przez sublimację czyli zamianę lodu w parę. Często para wodna mylona jest z mgłą, mgła to drobne kropelki wody, para wodna natomiast jest niewidoczna i tworzy się wszędzie.

Podstawowe właściwości fizyczne  Temperatura topnienia pod ciśnieniem 1 atm: 0°C = 273,15 K  Temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1 atm: 100°C = 373,15 K  Gęstość w temperaturze 4°C= 1 kg/l.  Temperatura krytyczna: 374°C = 647,15 K  Ciśnienie krytyczne: 220,6 atm = 22.35 MPa  Ciepło właściwe: 4187 J/(kg*K) = 1 kcal

Na czym polegają Temperatura wrzenia – temperatura, przy której ciśnienie powstającej pary (ciśnienie pary nasyconej) jest równe ciśnieniu otoczenia, skutkiem czego parowanie następuje w całej objętości cieczy (dana substancja wrze).

Temperatura topnienia – temperatura, w której kryształ zamienia się w ciecz. Jest to też najwyższa możliwa temperatura, w której może rozpocząć się krystalizacja tej substancji. Krystalizacja zachodzi jednak często przy niższej temperaturze niż temperatura topnienia, co zależy od wielu czynników, np. obecności zarodków krystalizacji, tempa schładzania czy ciśnienia.

Temperatura krzepnięcia – temperatura, w której następuje zjawisko fizyczne krzepnięcia, definiowana także jako temperatura, w jakiej fazy ciekła i stała są ze sobą w równowadze. Temperatura krzepnięcia substancji może być niższa od temperatury topnienia.

Badania Jak zachodzi proces wrzenia? Doświadczenie

Przy pomocy pompy próżniowej wytwarzamy nad powierzchnią wody w kolbie jak najniższe ciśnienie. Doprowadzamy wodę do wrzenia w temperaturze pokojowej i notujemy temperaturę, w której to wrzenie następuje. Następnie przy pomocy zaworu (plastikowy) wpuszczamy do kolby nieco powietrza, zwiększając ciśnienie powietrza nad wodą o ok. 5cm słupa rtęci. Włączamy podgrzewanie wody w kolbie. Gdy woda zacznie wrzeć, notujemy ponownie temperaturę wrzenia. Czynności te powtarzamy, do chwili osiągnięcia ciśnienia atmosferycznego.

Obserwacje i wniosek Należy zwrócić uwagę, że manometr M wskazuje nam wielkość podciśnienia. Właściwe ciśnienie nad powierzchnią cieczy wynosi: p = b - pM b - to ciśnienie atmosferyczne, pM- ciśnienie wskazywane przez nasz manometr. Zastosowany manometr jest manometrem rtęciowym, odczytane ciśnienie należy więc przeliczyć z milimetrów słupa rtęci na ciśnienie w jednostkach układu SI (w paskalach).

Nasze badania

Reakcje zachodzące w wodzie:

Dyfuzja Proces samorzutnego rozprzestrzeniania się cząsteczek lub energii w danym ośrodku.

Rozpuszczanie Proces fizykochemiczny polegający na takim zmieszaniu ciała stałego, gazu lub cieczy w innej cieczy lub gazie, że powstaje jednorodna, niemożliwa do rozdzielenia metodami mechanicznymi mieszanina. Mieszanina taka nazywana jest roztworem, zaś substancja, w której to się odbywa, nazywa się rozpuszczalnikiem.

Wir Jednospójny obszar płynu, w którym wektor rotacji prędkości płynu jest różny od zera, ma ten sam kierunek i zwrot w każdym punkcie pola.

Dysocjacja jonowa Proces rozpadu cząsteczek związków chemicznych na jony, zachodzący pod wpływem wody.

Zasoby wodne a potrzeby człowieka Pijemy ją, używamy do wytwarzania elektryczności, nawadniania pól uprawnych. I do granic możliwości eksploatujemy jej zasoby. Czy światu wystarczy wody? Jedną z największych sprzeczności tkwiących w naturze ludzkiej jest to, że cenimy sobie tylko te rzeczy, których nam brakuje. Wodę doceniamy dopiero wtedy, gdy wysychają studnie. A wysychają nie tylko na terenach podatnych na suszę, ale również tam, gdzie zazwyczaj wody było pod dostatkiem. Problem niedoboru wody dobrze rozumieją ci, którzy borykają się z nim na co dzień.  Mapa pokazuje tereny dotknięte niedoborem wody.

Według Sztokholmskiego Instytutu Ochrony Środowiska aż jedna trzecia ludności świata żyje na obszarach dotkniętych umiarkowanym lub ostrym niedoborem wody. A zapotrzebowanie na nią wzrastało w tempie ponad dwukrotnie przewyższającym współczynnik przyrostu naturalnego. Z drugiej strony zasoby wodne są w zasadzie stałe. Głębsze studnie i nowe zbiorniki mogą chwilowo pomóc, jednak ilość opadów atmosferycznych i wód podziemnych w istotny sposób się nie zmienia. Dlatego, jak oceniają meteorolodzy, w ciągu 25 lat ilość wody przypadająca na osobę może zmniejszyć się o połowę. . Wpływ na zdrowie Jak niedobór wody odbija się na ludziach? Po pierwsze, szkodzi zdrowiu. Nie chodzi o to, że umrą oni z pragnienia, lecz o to, że niska jakość wody używanej do gotowania i picia jest przyczyną chorób. Około 80 % chorób i przeszło jedna trzecia zgonów w krajach rozwijających się to skutki korzystania ze skażonej wody. W półpustynnych krajach Trzeciego Świata zbiorniki wodne są często zanieczyszczone ludzkimi bądź zwierzęcymi odchodami, pestycydami, nawozami lub chemikaliami przemysłowymi. Uboga rodzina może nie mieć innego wyjścia, jak tylko wykorzystywać taką zanieczyszczoną wodę.

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

Autorzy Hubert Rudzki Patryk Kuras Sławek Gryciuk Sebastian Bikuń Oliwia Krzyżaniak Marta Bukowska Sara Oleksiak Emila Wicińska Agata Marcinkowska Agata Walczuk

ŹRODŁA http://www.superfizyka.za.pl/ http://pl.wikipedia.org/ http://www.woda.ovh.org/ http://www.superfizyka.za.pl/ http://pl.wikipedia.org/ http://fizyka.org