1. 你对水有什么认识
水的性质
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸气。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢气和水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
物理性质:
摩尔质量:18.0153g/mol
密度:水0.998g/cm3(20度) 冰0.92g/cm3
熔点:0度273.15k
沸点:100度373.15k(1标准大气压下)
比热:4.184J/(g.K)
水循环
生物圈可以分为水圈,大气圈,岩石圈。水在以上几个区域作如下循环:
1.从海洋或其他水体中也可以从动植物体内蒸发进入空气;
2.从天空中下沉进入海洋,从陆地径流进入海洋;
3.大多数水蒸气从海洋蒸发又返回海洋,但是风将水蒸气刮走穿过陆地从陆地径流流回海洋,大约每年36Tt。水从陆地上蒸发每年71Tt。每年有107Tt的降水,有如下几种形式:最普通的是降雨,冰雹,雾和露水。浓缩的水可以反射阳光形成彩虹。
汉字中的水shuǐ
(象形。甲骨文字形。中间像水脉,两旁似流水。“水”是汉字的一个部首。从水的字,或表示江河或水利名称,或表示水的流动,或水的性质状态。本义:以雨的形式从云端降下的液体,无色无味且透明,形成河流、湖泊和海洋,分子式为 H2O,是一切生物体的主要成分)
1.同本义 [water]
水,准也。――《说文》
水,准也。准,平也。天下莫平于水。――《释名》
积阴之寒气为水。――《淮南子·天文》
五行一曰水。――《书·洪范》
凡平原出水为大水。――《左传·桓公元年》
水曰清涤。――《礼记·曲礼》
冰,水为之,而寒于水。――《荀子·劝学》
刘豫州王室之胄,英才盖世,众士慕仰,若水之归海。――宋·司马光《资治通鉴》
又如:水铫(烧水用的小型器具);水头儿(风波);水湿(水气;潮气);水蛊病(水臌病);水中丞(砚台旁边用来贮水磨墨的小水盂);水落归槽(比喻心里踏实安定);水喷桃花(比喻脸色好看);水镜先生(指三国时的司马徽,清明如水和镜);水陆杂陈(水陆毕陈。山珍海味一齐陈列出来);水廓(傍水之城廓);水涡(水中漩涡);水馆(临水的馆舍或驿站)
2.特指河流 [river]
在水之湄。――《诗·秦风·蒹葭》
去来江口守空船,绕船月明江水寒。――唐·白居易《琵琶行(并序)》
又如:水口(渡口);水汊(河的支流);水志(记载河道水系的书籍);水牒(指记述河道水系的文献);水谷(山间河沟);水尾(江河的末端);水老鼠(专在船上偷窃的贼);水事(关于江河水利的事宜);水禁(有关河川方面的禁令);水会(河流汇合处)
3.泛指一切水域 [waters]
水府幽深,寡人暗昧,夫子不远千里,将有为乎?――唐·李朝威《柳毅传》
刘备、周瑜水陆并进。――宋·司马光《资治通鉴》
又如:水陆(佛教中的水陆道场);水泊(湖泽);水居(居住于水乡);水隍(水沟);水王(海的别称);水伯(传说中的水神;大河流);水宿(水上宿夜;水中住宿);水脉(水路,地下的伏流);水潦(因雨水过多而积在田地里的水或流于地面的水)
4.汁、液的通称 [liquid]。
如:水礼(果饵等礼物);水果糖(掺用果汁制成的糖果);墨水;口水;泪水;药水;汽水
5.大水;水灾 [flood]
故尧 禹有九年之水,汤有七年之旱。――汉·晁错《论贵粟疏》
曰:天地有法乎?曰:水旱疾疫,即天地调剂之法也。――清·洪亮吉《治平篇》
又如:水备(防止水患的设施);水墉(防洪墙)
5.星名 [morning star]。
如:水宿(星座名。古代天文学家对北方列星七宿的总称)
6.官名 [official's name]。
如:水虞(古代官名。掌管川泽的政令);水官(掌管治水、征收鱼税的官)
7.货币中银的含量。银子的成色,转为货币兑换贴补金及汇费之称 [silver content in coins]。
如:贴水;扣水;汇水;水丝(成色低劣的银子)
8.五行之一 [water, one of the five elements]
五行:一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。――《书·洪范》
9.水生动植物 [water animal or plant]。
如:无力买田聊种水,近来湖面亦收租
10.旧指尼姑和娼妓的痛苦生活境遇 [deep distress]。
如:水局(旧指妓院娼家);水客(跑码头的商人,也指人贩子)
11.额外收入或附加费用。
又“发水”就是“发财” [extra income]
12.指水军 [troops fight on the waters]
诸人徒见操书言水步八十万而各恐慑。――宋·司马光《资治通鉴》
13.水族 [Shui nationality]。中国少数民族之一,居住在贵州省
14.姓
15.五笔拆成II
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
此外,水还包括汗水、盐水、尿水、蒸馏水等。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
北京水现状
北京也是水资源严重短缺的城市。计算表明,北京水资源储量为 18.27亿立方米,外地入境水资源19.15亿立方米,合计北京水资源总量为年37.42亿立方米,人均拥有366.8立方米/年,仅占全国平均值的13.8%,在世界120个国家的首都中居百位之后。由于北京地下近似闭合流域,其地下出入境水量为零。北京地表水出境水量经多年观测约占年降水总量的14.28%,即为14.38亿立方,各种损耗为3.32亿立方米,因此北京水资源为实际可用水量仅为19.72亿立方米。
为缓解北京水资源短缺的矛盾,1990年在北京的部分气象专家参加了由北京市科协和北京气象学会主持召开的会议,讨论如何缓解水资源不足的问题。与会专家达成共识,认为探索利用空中云水资源进行人工增雨,不失为一种投资少、见效快的新途径。因为从美国1946年第一次成功地进行飞机人工降水实验后,有近100个国家或地区开展了人工影响天气的试验。以色列在西部沿海地区进行人工降水,经严格的物理统计检验,增加降水15%。我国人工降水自1958年首先在 吉林省进行,30年来,吉林、内蒙等省区都取得明显的效果。福建古田水库库区 坚持人工增雨试验12年,平均增雨23%;新疆克拉玛依的白杨河水库上游山区连 续进行了4年冬季、3个夏季的工人增雨、雪,使白杨河水库的水库量年均增长22 .6%。
经专家向市政府倡议,市委市政府给予了高度重视,决定成立北京市人工影响天气领导小组,下设办公机构人工影响天气办公室,负责全市人工增雨、人工防雹的规划、管理、业务指导、作业实施和科学研究工作,同时确定要将人工增雨作为长期战略任务,持久地开展下去。
人工增雨是利用有降水天气的条件,也就是说有能下雨的云(低于0℃的云),通过人工干预,使云里面的水滴经催化剂(液氮)催化后,促使液态水滴出现 冰晶,使低于0℃的云的局部迅速降温,引起象态变化。在水滴和冰晶共存的情况下,冰面的水汽压力要比液态水滴的水汽压力小,这样液态水滴表面的水汽分子向冰面运动,附着在冰粒上,使冰粒不断长大,然后变成小雪花存在焉,在沉降过程中越落温度越高,逐渐化成小水滴。在自然状态下,液态水滴很难变成冰晶 ,通过人工干预使它事成冰晶,在自然降水的情况下增加降水。
北京地处华北平原,东临渤海,西有太行山余脉,北有军都山脉,南与河北平原接壤,属暖温带半湿润半干旱气候。多年平均降水量为400-600毫米。全年80%的降水量集中在6-9月,尤以7-8月为甚,因此选择在这个时机作业,增加地表径流,起到为官厅、密云两大水库增水的作用。
水的利用和水资源现状
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。 水也是万物赖以生存的基本要素。但随着社会经济的发展,人类对水资源的需求量不断增大。本世纪以来全世界淡水用量增长了8倍,其中农业用水增长了7倍,城市用水增长了12倍,工业用水增长了20倍,而且世界淡水用量以每年 5%的速度递增。目前世界上大约有90个国家,40%的人口出现缺水危机,30亿人缺乏用水卫生设施,每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。到2025年,水危机将蔓延到48个国家,35亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏,也将严重威胁人类生存。过去50年中,由水引发的冲突共507起,其中37起有暴力性质,21起演变为军事冲突。专家警告:随着水资源日益紧缺,水的争夺战将愈演愈烈。水资源的危机已成为全世界关注的问题。世界气象组织1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年, 世界2/3以上的人口将生活在城市,而全球有46%的城市人口缺水,必须平衡社会经济发展和城市淡水供应管理二者之间的关系,进行水资源的储存 、输送和管理的大规模工程建设。英国《独立报》称,世界上的大河正以令人担忧的速度枯竭断流,给人类、动物及地球的未来造成毁灭性的后果。雪上加霜的是,全世界最长的20条河流均遭到大坝拦截。1/5的淡水鱼群已经或濒临绝迹。 2006年3月16日,第四届世界水资源论坛在墨西哥开幕。联合国在向大会提交的《世界水资源发展报告》中说,我们已严重改变了全球河流的自然规律。 而同样出自联合国的一项名为“综合评估世界淡水资源”的研究报告说:如果人们继续像现在这样不加节制的话,30年后贫水人口数将可能达到2/3。据媒体报道,一些第三世界国家城市中有60%的饮用水管道蚀损严重,流失了许多水量。联合国一项调查称,菲律宾首都马尼拉市供水管网的漏耗水量已接近其总供水量的58%;在管理措施较好的新加坡,也存在着8%的管网漏耗率;美、英两国管网漏耗率均为12%;中国这一数字是20%。毫无疑问,淡水本应当是一种稀缺资源,然而,在相当数量的国家和人群里,这个观念尚未真正形成。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
据英国《卫报》在2月15日报道,虽然地球70%的表面积是水,然而只有3%是淡水资源。其中,仅有1%的淡水是人类可以利用的,其余的大部分要么冰冻在地球的极地地区,要么深藏在地下,难以开采。从20世纪40年代以来,人类对水的需求翻了两番,并且还在无休止地增加。
据统计,全世界人口的五分之一,即11亿人目前得不到安全的饮用水,另有24亿人缺乏良好的卫生设施。每年有500万人因此丧生,其中每15秒钟就有1名儿童死亡。
在20世纪,世界上一半的湿地永远消失,而地下水资源因受到污染或者被过度开采而枯竭殆尽。水资源危机正威胁着世界上的每一个国家和地区。比如,英国已经成为欧洲水资源危机最严重的国家。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
世界国家水资源指标排序
1 .水资源量前10名
巴西、俄罗斯、美国、印尼、加拿大、中国、孟加拉国、印度、委内瑞拉、哥伦比亚
2 .人均水资源量后10名
科威特、利比亚、新加坡、沙特阿拉伯、约旦、也门共和国、以色列、突尼斯、阿尔及利亚、布隆迪、
3 .用水量前10名
中国、美国、印度、巴基斯坦、俄罗斯、日本、乌兹别克斯坦、墨西哥、埃及
4 .人均用水量前10名
土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯坦、塔吉克斯坦、阿塞拜疆、巴基斯坦、美国、阿富汗
5 .人均年用水量后10名
所罗门群岛、海地、刚果共和国、赤道几内亚、几内亚比绍、刚果、布隆迪、乌干达、中非共和国、贝宁
据统计,我国水资源总量为2.8万亿立方米,居世界第六位。人均占有量2340立方米,仅为世界人均占有量的1/4,排在世界第109位,被列为世界13个贫水国家之一。我国640多个城市中,缺水城市300多个,严重缺水城市108个。
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水用于灌溉。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及人发明了从河中提水的方法。他们采用一种叫桔槔的工具,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
古代东方的亚述的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹泰克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底挖出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。使以色列成为水利用率很高的国家。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后以沉淀滤除矾花;
3. 第二次过滤:当水流过沙或沙砾时,滤除了海藻、细菌和一些化学成分(相当于现在家用过滤饮水机);
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出氯,减少水的气味和味道,保证饮用安全;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,使大型固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
水对人体的作用
水是生命的源泉。人对水的需要仅次于氧气。人如果不摄入某一种维生素或矿物质,也许还能继绩活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。由此可见,水对人的生存是多么重要。
人体细胞的重要成分是水,水占成人体重的60~70%。那么人体要这么多水份有什么作用呢?
1.人的各种生理活动都需要水,如水可溶解各种营养物质,脂肪和蛋白质等要成为悬浮于水中的胶体状态才能被吸收;水在血管、细胞之间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,再把代谢废物排出体外,总之人的各种代谢和生理活动都离不开水。
2.水在体温调节上有一定的作用。当人呼吸和出汗时都会排出一些水分。比如炎热季节,环境温度往往高于体温,人就靠出汗,使水分蒸发带走一部分热量,来降低体温,使人免于中暑。而在天冷时,由于水贮备热量的潜力很大,人体不致因外界温度低而使体温发生明显的波动。
3.水还是体内的润滑剂。它能滋润皮肤。皮肤缺水,就会变得干燥失去弹性,显得面容苍老。体内一些关节囊液、浆膜液可使器官之间免于摩擦受损,且能转动灵活。眼泪、唾液也都是相应器官的润滑剂。
4.水是世界上最廉价最有治疗力量的奇药。矿泉水和电解质水的保健和防病作用是众所周知的。主要是因为水中含有对人体有益的成分。当感冒、发热时,多喝开水能帮助发汗、退热、冲淡血液里细菌所产生的毒素;同时,小便增多,有利于加速毒素的排出。
5.大面积烧伤以及发生剧烈呕吐和腹泻等症状,体内大量流失水分时,都需要及时补充液体,以防止严重脱水,加重病情。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
水崇拜
在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。
中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。
还有口语化
形容人没有出息,或者是做事不够好。
例如:你杂这么水的那。(你杂这么差劲那。)
高山流水
古代琴曲。战国时已有关于高山流水的琴曲故事流传,故亦传《高山流水》系伯牙所作。乐谱最早见于明代《神奇秘谱(朱权成书于1425年)》,此谱之《高山》、《流水》解题有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者乐山之意。后志在乎流水,言智者乐水之意。至唐分为两曲,不分段数。至来分高山为四段,流水为八段。”两千多年来,《高山》、《流水》这两首著名的古琴曲与伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中间广泛流传。
《高山流水》取材于“伯牙鼓琴遇知音”,有多种谱本。有琴曲和筝曲两种,两者同名异曲,风格完全不同。
随着明清以来琴的演奏艺术的发展,《高山》、《流水》有了很大变化。《传奇秘谱》本不分段,而后世琴谱多分段。明清以来多种琴谱中以清代唐彝铭所编《天闻阁琴谱》(1876年)中所收川派琴家张孔山改编的《流水》尤有特色,增加了以“滚、拂、绰、注”手法作流水声的第六段,又称“七十二滚拂流水”,以其形象鲜明,情景交融而广为流传。据琴家考证,在《天闻阁琴谱》问世以前,所有琴谱中的《流水》都没有张孔山演奏的第六段,全曲只八段,与《神奇秘谱》解题所说相符,但张孔山的传?滓言鑫
2. 有关水的问题
水
水
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢和氧水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
水的利用
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水,灌到里面。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及的农夫发明了从尼罗河提水的方法。他们采用的工具被叫做桔槔,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
亚述是古代东方的一个国家。它的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹特克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后水流经沉淀盆,滤除矾花;
3. 第二次过滤:水慢慢流过沙或沙砾,滤除了海藻、细菌和一些化学成分;
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出由氯产生的气体,减少令人不适的气味和味道;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,大的一些固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,在那里,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
水崇拜
在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。
中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。
还有口语化
形容人没有出息,或者是做事不够好。
例如:你杂这么水的那。(你杂这么差劲那。)
高山流水
古代琴曲。战国时已有关于高山流水的琴曲故事流传,故亦传《高山流水》系伯牙所作。乐谱最早见于明代《神奇秘谱(朱权成书于1425年)》,此谱之《高山》、《流水》解题有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者乐山之意。后志在乎流水,言智者乐水之意。至唐分为两曲,不分段数。至来分高山为四段,流水为八段。”两千多年来,《高山》、《流水》这两首著名的古琴曲与伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中间广泛流传。
《高山流水》取材于“伯牙鼓琴遇知音”,有多种谱本。有琴曲和筝曲两种,两者同名异曲,风格完全不同。
随着明清以来琴的演奏艺术的发展,《高山》、《流水》有了很大变化。《传奇秘谱》本不分段,而后世琴谱多分段。明清以来多种琴谱中以清代唐彝铭所编《天闻阁琴谱》(1876年)中所收川派琴家张孔山改编的《流水》尤有特色,增加了以“滚、拂、绰、注”手法作流水声的第六段,又称“七十二滚拂流水”,以其形象鲜明,情景交融而广为流传。据琴家考证,在《天闻阁琴谱》问世以前,所有琴谱中的《流水》都没有张孔山演奏的第六段,全曲只八段,与《神奇秘谱》解题所说相符,但张孔山的传?滓言鑫
3. 水重要吗
看完下面的文字你就知道它多么重要~~~
水
水的性质
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸气。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢气和水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
物理性质:
摩尔质量:18.0153g/mol
密度:水0.998g/cm3(20度) 冰0.92g/cm3
熔点:0度273.15k
沸点:100度373.15k(1标准大气压下)
比热:4.184J/(g.K)
水循环
生物圈可以分为水圈,大气圈,岩石圈。水在以上几个区域作如下循环:
1.从海洋或其他水体中也可以从动植物体内蒸发进入空气;
2.从天空中下沉进入海洋,从陆地径流进入海洋;
3.大多数水蒸气从海洋蒸发又返回海洋,但是风将水蒸气刮走穿过陆地从陆地径流流回海洋,大约每年36Tt。水从陆地上蒸发每年71Tt。每年有107Tt的降水,有如下几种形式:最普通的是降雨,冰雹,雾和露水。浓缩的水可以反射阳光形成彩虹。
汉字中的水shuǐ
(象形。甲骨文字形。中间像水脉,两旁似流水。“水”是汉字的一个部首。从水的字,或表示江河或水利名称,或表示水的流动,或水的性质状态。本义:以雨的形式从云端降下的液体,无色无味且透明,形成河流、湖泊和海洋,分子式为 H2O,是一切生物体的主要成分)
1.同本义 [water]
水,准也。――《说文》
水,准也。准,平也。天下莫平于水。――《释名》
积阴之寒气为水。――《淮南子·天文》
五行一曰水。――《书·洪范》
凡平原出水为大水。――《左传·桓公元年》
水曰清涤。――《礼记·曲礼》
冰,水为之,而寒于水。――《荀子·劝学》
刘豫州王室之胄,英才盖世,众士慕仰,若水之归海。――宋·司马光《资治通鉴》
又如:水铫(烧水用的小型器具);水头儿(风波);水湿(水气;潮气);水蛊病(水臌病);水中丞(砚台旁边用来贮水磨墨的小水盂);水落归槽(比喻心里踏实安定);水喷桃花(比喻脸色好看);水镜先生(指三国时的司马徽,清明如水和镜);水陆杂陈(水陆毕陈。山珍海味一齐陈列出来);水廓(傍水之城廓);水涡(水中漩涡);水馆(临水的馆舍或驿站)
2.特指河流 [river]
在水之湄。――《诗·秦风·蒹葭》
去来江口守空船,绕船月明江水寒。――唐·白居易《琵琶行(并序)》
又如:水口(渡口);水汊(河的支流);水志(记载河道水系的书籍);水牒(指记述河道水系的文献);水谷(山间河沟);水尾(江河的末端);水老鼠(专在船上偷窃的贼);水事(关于江河水利的事宜);水禁(有关河川方面的禁令);水会(河流汇合处)
3.泛指一切水域 [waters]
水府幽深,寡人暗昧,夫子不远千里,将有为乎?――唐·李朝威《柳毅传》
刘备、周瑜水陆并进。――宋·司马光《资治通鉴》
又如:水陆(佛教中的水陆道场);水泊(湖泽);水居(居住于水乡);水隍(水沟);水王(海的别称);水伯(传说中的水神;大河流);水宿(水上宿夜;水中住宿);水脉(水路,地下的伏流);水潦(因雨水过多而积在田地里的水或流于地面的水)
4.汁、液的通称 [liquid]。
如:水礼(果饵等礼物);水果糖(掺用果汁制成的糖果);墨水;口水;泪水;药水;汽水
5.大水;水灾 [flood]
故尧 禹有九年之水,汤有七年之旱。――汉·晁错《论贵粟疏》
曰:天地有法乎?曰:水旱疾疫,即天地调剂之法也。――清·洪亮吉《治平篇》
又如:水备(防止水患的设施);水墉(防洪墙)
5.星名 [morning star]。
如:水宿(星座名。古代天文学家对北方列星七宿的总称)
6.官名 [official's name]。
如:水虞(古代官名。掌管川泽的政令);水官(掌管治水、征收鱼税的官)
7.货币中银的含量。银子的成色,转为货币兑换贴补金及汇费之称 [silver content in coins]。
如:贴水;扣水;汇水;水丝(成色低劣的银子)
8.五行之一 [water, one of the five elements]
五行:一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。――《书·洪范》
9.水生动植物 [water animal or plant]。
如:无力买田聊种水,近来湖面亦收租
10.旧指尼姑和娼妓的痛苦生活境遇 [deep distress]。
如:水局(旧指妓院娼家);水客(跑码头的商人,也指人贩子)
11.额外收入或附加费用。
又“发水”就是“发财” [extra income]
12.指水军 [troops fight on the waters]
诸人徒见操书言水步八十万而各恐慑。――宋·司马光《资治通鉴》
13.水族 [Shui nationality]。中国少数民族之一,居住在贵州省
14.姓
15.五笔拆成II
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
北京水现状
北京也是水资源严重短缺的城市。计算表明,北京水资源储量为 18.27亿立方米,外地入境水资源19.15亿立方米,合计北京水资源总量为年37.42亿立方米,人均拥有366.8立方米/年,仅占全国平均值的13.8%,在世界120个国家的首都中居百位之后。由于北京地下近似闭合流域,其地下出入境水量为零。北京地表水出境水量经多年观测约占年降水总量的14.28%,即为14.38亿立方,各种损耗为3.32亿立方米,因此北京水资源为实际可用水量仅为19.72亿立方米。
为缓解北京水资源短缺的矛盾,1990年在北京的部分气象专家参加了由北京市科协和北京气象学会主持召开的会议,讨论如何缓解水资源不足的问题。与会专家达成共识,认为探索利用空中云水资源进行人工增雨,不失为一种投资少、见效快的新途径。因为从美国1946年第一次成功地进行飞机人工降水实验后,有近100个国家或地区开展了人工影响天气的试验。以色列在西部沿海地区进行人工降水,经严格的物理统计检验,增加降水15%。我国人工降水自1958年首先在 吉林省进行,30年来,吉林、内蒙等省区都取得明显的效果。福建古田水库库区 坚持人工增雨试验12年,平均增雨23%;新疆克拉玛依的白杨河水库上游山区连 续进行了4年冬季、3个夏季的工人增雨、雪,使白杨河水库的水库量年均增长22 .6%。
经专家向市政府倡议,市委市政府给予了高度重视,决定成立北京市人工影响天气领导小组,下设办公机构人工影响天气办公室,负责全市人工增雨、人工防雹的规划、管理、业务指导、作业实施和科学研究工作,同时确定要将人工增雨作为长期战略任务,持久地开展下去。
人工增雨是利用有降水天气的条件,也就是说有能下雨的云(低于0℃的云),通过人工干预,使云里面的水滴经催化剂(液氮)催化后,促使液态水滴出现 冰晶,使低于0℃的云的局部迅速降温,引起象态变化。在水滴和冰晶共存的情况下,冰面的水汽压力要比液态水滴的水汽压力小,这样液态水滴表面的水汽分子向冰面运动,附着在冰粒上,使冰粒不断长大,然后变成小雪花存在焉,在沉降过程中越落温度越高,逐渐化成小水滴。在自然状态下,液态水滴很难变成冰晶 ,通过人工干预使它事成冰晶,在自然降水的情况下增加降水。
北京地处华北平原,东临渤海,西有太行山余脉,北有军都山脉,南与河北平原接壤,属暖温带半湿润半干旱气候。多年平均降水量为400-600毫米。全年80%的降水量集中在6-9月,尤以7-8月为甚,因此选择在这个时机作业,增加地表径流,起到为官厅、密云两大水库增水的作用。
水的利用和水资源现状
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。 水也是万物赖以生存的基本要素。但随着社会经济的发展,人类对水资源的需求量不断增大。本世纪以来全世界淡水用量增长了8倍,其中农业用水增长了7倍,城市用水增长了12倍,工业用水增长了20倍,而且世界淡水用量以每年 5%的速度递增。目前世界上大约有90个国家,40%的人口出现缺水危机,30亿人缺乏用水卫生设施,每年有300万到400万人死于和水有关的疾病。到2025年,水危机将蔓延到48个国家,35亿人为水所困。水资源危机带来的生态系统恶化和生物多样性破坏,也将严重威胁人类生存。过去50年中,由水引发的冲突共507起,其中37起有暴力性质,21起演变为军事冲突。专家警告:随着水资源日益紧缺,水的争夺战将愈演愈烈。水资源的危机已成为全世界关注的问题。世界气象组织1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年, 世界2/3以上的人口将生活在城市,而全球有46%的城市人口缺水,必须平衡社会经济发展和城市淡水供应管理二者之间的关系,进行水资源的储存 、输送和管理的大规模工程建设。英国《独立报》称,世界上的大河正以令人担忧的速度枯竭断流,给人类、动物及地球的未来造成毁灭性的后果。雪上加霜的是,全世界最长的20条河流均遭到大坝拦截。1/5的淡水鱼群已经或濒临绝迹。 2006年3月16日,第四届世界水资源论坛在墨西哥开幕。联合国在向大会提交的《世界水资源发展报告》中说,我们已严重改变了全球河流的自然规律。 而同样出自联合国的一项名为“综合评估世界淡水资源”的研究报告说:如果人们继续像现在这样不加节制的话,30年后贫水人口数将可能达到2/3。据媒体报道,一些第三世界国家城市中有60%的饮用水管道蚀损严重,流失了许多水量。联合国一项调查称,菲律宾首都马尼拉市供水管网的漏耗水量已接近其总供水量的58%;在管理措施较好的新加坡,也存在着8%的管网漏耗率;美、英两国管网漏耗率均为12%;中国这一数字是20%。毫无疑问,淡水本应当是一种稀缺资源,然而,在相当数量的国家和人群里,这个观念尚未真正形成。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
据英国《卫报》在2月15日报道,虽然地球70%的表面积是水,然而只有3%是淡水资源。其中,仅有1%的淡水是人类可以利用的,其余的大部分要么冰冻在地球的极地地区,要么深藏在地下,难以开采。从20世纪40年代以来,人类对水的需求翻了两番,并且还在无休止地增加。
据统计,全世界人口的五分之一,即11亿人目前得不到安全的饮用水,另有24亿人缺乏良好的卫生设施。每年有500万人因此丧生,其中每15秒钟就有1名儿童死亡。
在20世纪,世界上一半的湿地永远消失,而地下水资源因受到污染或者被过度开采而枯竭殆尽。水资源危机正威胁着世界上的每一个国家和地区。比如,英国已经成为欧洲水资源危机最严重的国家。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
世界国家水资源指标排序
1 .水资源量前10名
巴西、俄罗斯、美国、印尼、加拿大、中国、孟加拉国、印度、委内瑞拉、哥伦比亚
2 .人均水资源量后10名
科威特、利比亚、新加坡、沙特阿拉伯、约旦、也门共和国、以色列、突尼斯、阿尔及利亚、布隆迪、
3 .用水量前10名
中国、美国、印度、巴基斯坦、俄罗斯、日本、乌兹别克斯坦、墨西哥、埃及
4 .人均用水量前10名
土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯坦、塔吉克斯坦、阿塞拜疆、巴基斯坦、美国、阿富汗
5 .人均年用水量后10名
所罗门群岛、海地、刚果共和国、赤道几内亚、几内亚比绍、刚果、布隆迪、乌干达、中非共和国、贝宁
据统计,我国水资源总量为2.8万亿立方米,居世界第六位。人均占有量2340立方米,仅为世界人均占有量的1/4,排在世界第109位,被列为世界13个贫水国家之一。我国640多个城市中,缺水城市300多个,严重缺水城市108个。
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水用于灌溉。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及人发明了从河中提水的方法。他们采用一种叫桔槔的工具,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
古代东方的亚述的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹泰克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底挖出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。使以色列成为水利用率很高的国家。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后以沉淀滤除矾花;
3. 第二次过滤:当水流过沙或沙砾时,滤除了海藻、细菌和一些化学成分(相当于现在家用过滤饮水机);
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出氯,减少水的气味和味道,保证饮用安全;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,使大型固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
水对人体的作用
水是生命的源泉。人对水的需要仅次于氧气。人如果不摄入某一种维生素或矿物质,也许还能继绩活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。由此可见,水对人的生存是多么重要。
人体细胞的重要成分是水,水占成人体重的60~70%。那么人体要这么多水份有什么作用呢?
1.人的各种生理活动都需要水,如水可溶解各种营养物质,脂肪和蛋白质等要成为悬浮于水中的胶体状态才能被吸收;水在血管、细胞之间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,再把代谢废物排出体外,总之人的各种代谢和生理活动都离不开水。
2.水在体温调节上有一定的作用。当人呼吸和出汗时都会排出一些水分。比如炎热季节,环境温度往往高于体温,人就靠出汗,使水分蒸发带走一部分热量,来降低体温,使人免于中暑。而在天冷时,由于水贮备热量的潜力很大,人体不致因外界温度低而使体温发生明显的波动。
3.水还是体内的润滑剂。它能滋润皮肤。皮肤缺水,就会变得干燥失去弹性,显得面容苍老。体内一些关节囊液、浆膜液可使器官之间免于摩擦受损,且能转动灵活。眼泪、唾液也都是相应器官的润滑剂。
4.水是世界上最廉价最有治疗力量的奇药。矿泉水和电解质水的保健和防病作用是众所周知的。主要是因为水中含有对人体有益的成分。当感冒、发热时,多喝开水能帮助发汗、退热、冲淡血液里细菌所产生的毒素;同时,小便增多,有利于加速毒素的排出。
5.大面积烧伤以及发生剧烈呕吐和腹泻等症状,体内大量流失水分时,都需要及时补充液体,以防止严重脱水,加重病情。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
水崇拜
在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。
中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。
还有口语化
形容人没有出息,或者是做事不够好。
例如:你杂这么水的那。(你杂这么差劲那。)
高山流水
古代琴曲。战国时已有关于高山流水的琴曲故事流传,故亦传《高山流水》系伯牙所作。乐谱最早见于明代《神奇秘谱(朱权成书于1425年)》,此谱之《高山》、《流水》解题有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者乐山之意。后志在乎流水,言智者乐水之意。至唐分为两曲,不分段数。至来分高山为四段,流水为八段。”两千多年来,《高山》、《流水》这两首著名的古琴曲与伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中间广泛流传。
《高山流水》取材于“伯牙鼓琴遇知音”,有多种谱本。有琴曲和筝曲两种,两者同名异曲,风格完全不同。
随着明清以来琴的演奏艺术的发展,《高山》、《流水》有了很大变化。《传奇秘谱》本不分段,而后世琴谱多分段。明清以来多种琴谱中以清代唐彝铭所编《天闻阁琴谱》(1876年)中所收川派琴家张孔山改编的《流水》尤有特色,增加了以“滚、拂、绰、注”手法作流水声的第六段,又称“七十二滚拂流水”,以其形象鲜明,情景交融而广为流传。据琴家考证,在《天闻阁琴谱》问世以前,所有琴谱中的《流水》都没有张孔山演奏的第六段,全曲只八段,与《神奇秘谱》解题所说相符,但张孔山的传?滓言鑫
4. 水的资料!
水的形成
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关于水的起源的认识仍存在很大的分歧,目前在约有32种关于水的形成的学说。这里简述几种主要学说。一种学说认为在地球形成之前的初始物质中存在一种H2O分子的原始星云,类似于现在平均含水0.5%的陨石,地球形成后降到地球上,从而使地球上有了水。
另一种学说认为在地球形成后才有形成水的原始元素(氢和氧)。氢与氧在适宜的条件下化合。生成羟基(OH)。羟基再经过复杂的变化,形成水(H2O)。
荷兰的天文学家奥特认为,地球上的主要来源是我们这颗行星的内部的岩石圈的上地幔。岩石圈的物质一半是由硅组成,其中硅酸盐和水分。这些岩石在一定的温度和适宜的条件下(如火山爆发)脱水,从而形成了地球的水。美国学者肯尼迪等认为岩石在熔化中完全混合时,含有硅酸盐75%,含水25%。在地球形成初期,火山爆发频繁,从而加快了地球水的形成。由于地球内部的高温,地球的水还在增加。在研究中,有资料表明,大洋面近1000年内上升了1.3m。不过近几十年海洋水面快速升高可能主要由于全球气候变暖造成。
水的性质
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水同其它物质一样,受热时体积增大,密度减小。纯水在摄氏零度时密度为999.87千克/立方米,在沸点时水的密度为958.38千克/立方米,密度减小4%。
在正常大气压下,水结冰时,体积突然增大11%左右。冰融化时体积又突然减小。据科学家观测,在封闭空间中,水在冻结时,变水为冰,体积增加所产生的压力可达2500个大气压力。这一特性对自然界和工业有重要意义。岩石裂隙在反复融冻时裂隙逐渐增大就是这个道理。地埋输水塑料管为防冻坏,一般要求一定的埋深(大于冻土层深度)。
水的冻结温度随压力的增大而降低。大约每升高130个大气压,水的冻结温度降低1摄氏度。水的这种特性使大洋深的水不会冻结。
水的沸点与压力成直线变化关系。沸点随压力的增加而升高。
水的热容量除了比氢和铝的热容量小之外,比其它物质的热容量都高。水的传热性则比其它液体小。由于这一特性,天然水体封冻时冰体会级慢地增厚,即使在水面长其封冻时,河流深处可能仍然中液体,水的这种特性对水下生命有重要意义。水的这一特性对指导灌溉也有意义,如进行冬灌能提高地温,防止越冬作物受低温冻害。
参考网站http://www.shuiwang.com/waterresourse.htm
5. 关于水的文章
水
水
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢和氧水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
水的利用
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水,灌到里面。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及的农夫发明了从尼罗河提水的方法。他们采用的工具被叫做桔槔,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
亚述是古代东方的一个国家。它的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹特克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后水流经沉淀盆,滤除矾花;
3. 第二次过滤:水慢慢流过沙或沙砾,滤除了海藻、细菌和一些化学成分;
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出由氯产生的气体,减少令人不适的气味和味道;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,大的一些固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,在那里,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
水崇拜
在人类的童年时期,对于水兼有养育与毁灭能力、不可捉摸的性情,产生了又爱又怕的感情,产生了水崇拜。通过赋予水以神的灵性,祈祷水给人类带来安宁、丰收和幸福。
中国传统上的龙王就是对水的神格化。凡有水域水源处皆有龙王,龙王庙、堂遍及全国各地。祭龙王祈雨是中国传统的信仰习俗。
还有口语化
形容人没有出息,或者是做事不够好。
例如:你杂这么水的那。(你杂这么差劲那。)
高山流水
古代琴曲。战国时已有关于高山流水的琴曲故事流传,故亦传《高山流水》系伯牙所作。乐谱最早见于明代《神奇秘谱(朱权成书于1425年)》,此谱之《高山》、《流水》解题有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者乐山之意。后志在乎流水,言智者乐水之意。至唐分为两曲,不分段数。至来分高山为四段,流水为八段。”两千多年来,《高山》、《流水》这两首著名的古琴曲与伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中间广泛流传。
《高山流水》取材于“伯牙鼓琴遇知音”,有多种谱本。有琴曲和筝曲两种,两者同名异曲,风格完全不同。
随着明清以来琴的演奏艺术的发展,《高山》、《流水》有了很大变化。《传奇秘谱》本不分段,而后世琴谱多分段。明清以来多种琴谱中以清代唐彝铭所编《天闻阁琴谱》(1876年)中所收川派琴家张孔山改编的《流水》尤有特色,增加了以“滚、拂、绰、注”手法作流水声的第六段,又称“七十二滚拂流水”,以其形象鲜明,情景交融而广为流传。据琴家考证,在《天闻阁琴谱》问世以前,所有琴谱中的《流水》都没有张孔山演奏的第六段,全曲只八段,与《神奇秘谱》解题所说相符,但张孔山的传?滓言鑫
6. 液态水是怎样产生的
常用水就是液态水
水(H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
水的性质
水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是非常罕见的,水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。纯水可以用铂或石英器皿经过几次蒸馏取得,当然,这也是相对意义上纯水,不可能绝对没有杂质。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸气。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。
在20℃时,水的热导率为0.006 J/s•cm•K,冰的热导率为0.023 J/s•cm•K,在雪的密度为0.1×103 kg/m3时,雪的热导率为0.00029 J/s•cm•K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小 ,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。水在0℃时,密度为0.99987×103 kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的热稳定性很强,水蒸气加热到2000K以上,也只有极少量离解为氢和氧,但水在通电的条件下会离解为氢气和水。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水含有少量电解质而有导电能力。
水本身也是良好的溶剂,大部分无机化合物可溶于水。
在-213.16℃,水分子会表现出现厌水性。
水的来源
地球是太阳系八大行星之中唯一被液态水所覆盖的星球。地球上水的起源在学术上存在很大的分歧,目前有几十种不同的水形成学说。有观点认为在地球形成初期,原始大气中的氢、氧化合成水,水蒸气逐步凝结下来并形成海洋;也有观点认为,形成地球的星云物质中原先就存在水的成分。另外的观点认为,原始地壳中硅酸盐等物质受火山影响而发生反应、析出水分。也有观点认为,被地球吸引的彗星和陨石是地球上水的主要来源,甚至现在地球上的水还在不停增加。
对气候的影响
水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。形成一个水循环。
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。在温带季风性气候中,季风带来了丰富的水气,形成明显的干湿两季。
此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
地球上水的体积大约有 1 360 000 000 立方公里. 当中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰盖占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,内陆海,和河里的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
对生命的影响
地球上的生命最初是在水中出现的。水是所有生物体的重要组成部分。人体中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活着大量的水生植被等水生生物。
水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。 水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
水的种类
不同的学科对水有着一些不同的称呼:
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。
硬水:硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果,硬水加热会有较多的水垢。
饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水。
咸水
此外还有:生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
土壤水:贮存于土壤内的水
地下水:贮存于地下的水
超纯水:纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:又称水合水。在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为D2O,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
超重水的化学分子式为T2O,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。用途不大。
与水相关的化学反应
水的电离与溶液pH值
水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+简写为H+
水的离子积 Kw=[H+][OH-]
25度时,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液为酸性,pH=7,溶液为中性,pH>7,溶液为碱性。
能溶于水的酸性氧化物或碱性氧化物都能与水反应,生成相应的含氧酸或碱。酸和碱发生中和反应生成盐和水。水在电流的作用下能够分解成氢气和氧气。碱金属和水接触会发生燃烧。
在催化剂的作用下,无机物和有机物能够与水进行水解反应:
有机物的水解:有机物分子中的某种原子或原子团被水分子的氢原子或羟基(-OH)代换,例如乙酸甲酯的水解:
无机物的水解:通常是盐的水解,例如弱酸盐乙酸钠与水中的H+结合成弱酸,使溶液呈碱性:
此外,水本身也可以作为催化剂。
淡水短缺问题与对策
地球上水总储量约为1.36x1018m3,但除去海洋等咸水资源外,只有2.5%为淡水。淡水又主要以冰川和深层地下水的形势存在,河流和湖泊中的淡水仅占世界总淡水的0.3%。
世界气象组织于1996年初指出:缺水是全世界城市面临的首要问题,估计到2050年,全球有46%的城市人口缺水。对于水资源稀少的地区来说,水已经超出生活资源的范围,而成为战略资源,由于水资源的稀有性,水战争爆发的可能性越来越高。
为让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会确定每年3月22日为世界水日。
水的利用
水是人类生活的重要资源,特别是农业需要大量水进行灌溉,人类文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水边建立,以解决灌溉、饮用和排污问题。在人类日常生活中,水在饮用、清洁、洗涤等方面的作用不可或缺。
随着科学技术的发展,人们兴修水利,与水涝害和洪水等自然灾害作斗争。因此形成了一些专门与水有关的研究领域,如水力学,水文科学,水处理等,甚而产生了以水为生的产业水产业。
工业生产和化工生产大量使用这种廉价的原料。但未经处理的废水的任意排放就会造成水污染。为了解决这一问题,污水的处理就变得十分必要。 (见水污染和污水处理。)
水和农业的发展
公元前3000年,中国
已知的最古老的灌溉技术是用于水稻种植。农夫构筑起四边有着堤埂、类似于浅浅的池塘的水田,然后从附近的小溪引来水,灌到里面。这一古老的技术直到现在还在东南亚、东亚和南亚被广泛采用。
公元前2000年,埃及
埃及的农夫发明了从尼罗河提水的方法。他们采用的工具被叫做桔槔,即利用一根横杆来方便地从河里提升水桶。从河里提上来的水通过水渠灌溉农田。这种桔槔目前依然在埃及、印度和其他一些国家使用。
公元前700年,亚述
亚述是古代东方的一个国家。它的国王塞纳雪利伯在首都尼尼微城四周种满了果树、棉花和其他珍稀植物。为了灌溉这些植物,他修建了一条10千米长的运河和一个石制的水槽,用来从附近的山里引水。
公元500年,墨西哥
在墨西哥前首都特诺奇幕特兰城的周围有许多沼泽湖,阿兹特克人在沼泽湖里建造台田。他们将湖底出来的沃土铺在台田上,再种上玉米。台田周围网状的沟渠确保了农作物的用水,农夫也可以驾着小船在台田间穿行。
公元1870年,美国
美国中部干涸的大平原的农业用水只能依靠地下水。当分得政府公有地的定居移民来到那里时,他们利用风车的动力抽取地下水,再挖掘沟渠,将抽取的地下水引入农田进行灌溉。
公元1990年,以色列
水是沙漠地区的生存之本。滴灌是一种在输水管上打小孔,让水直接滴注到每株植物根旁土壤的灌溉方法。这种方法能使灌溉用水的损耗量降到最小。
饮用水的处理
1. 第一次过滤:从河流等引入的水流经过滤网滤去鱼、树叶和垃圾等;
2. 吸附:在第一次过滤的水中加入明矾以形成黏性絮状物,泥土、细菌和其他微粒都黏附到矾花上,然后水流经沉淀盆,滤除矾花;
3. 第二次过滤:水慢慢流过沙或沙砾,滤除了海藻、细菌和一些化学成分;
4. 氯化:在水中加入氯来杀死剩下的有机生物;
5. 通风:迫使空气进入处理水,赶出由氯产生的气体,减少令人不适的气味和味道;
6. 追加处理:可以加入钠或石灰来软化硬水。有些社区加入氟化物来防止氯对牙齿产生腐蚀。
(家庭)废水处理
1. 初步处理:废水流经处理设备,流速放慢,大的一些固状物沉淀下来。水经过沉淀槽时,小一些的微粒沉入底部,形成矿泥;
2. 再处理:在滴流过滤系统中,废水通过沙砾得以过滤,沙砾表面也可铺一层细菌群落,以分解污水中的废物;
3. 追加处理:水被排入露天池塘,在那里,阳光、空气使它天然净化。进入大气后形成纯净水蒸气。氯一般在处理水的再次排放前加入。
古代世界观中的水
在文明的早期,人们开始探讨世界各种事物的组成或者分类,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素说中就有水;佛教中的四大也有水;中国古代的五行学说中水代表了所有的液体,以及具有流动、润湿、阴柔性质的事物。
7. 水都是含有什么成分
水的分布与特性 地球表面约3/4的地方被水覆盖着,其中97.2%的水在海洋里,2.24%的水在冰川和两极的冰冠中。此外,在地层里还有地下水,在空气中还有水蒸气。地球上的水资源极为丰富,它的分布情况见表4-1。地球上可以直接供人类生活、生产用的淡水,仅占总水量的千分之一左右。从这个意义上说,地球上的水又是极为有限的。
水有许多奇妙的性质,这些性质对人类的生存环境有着重要的意义。一般说,物质在固态时的密度比它在液态时的密度大。但是,水具有反常膨胀的性质,在4℃时,水的密度最大。这样冬天江河的水结冰时,冰总浮在水面上,冰下有一定深度的水却始终能保持在0℃到4℃之间,使水中的生物能安全地生存,见图4-2。
水的比热容很大,自然界中的水在白昼时能吸收贮存太阳能,在晚间又把这些能量慢慢地释放出来,使地球昼夜的温差不会过分悬殊,从而使地球上的生命能在适宜的环境中生存。
水的组成 长期以来,人们一直认为水是一种单质,因为用一般的加热方法很难把它分解。直到18世纪末,才由科学家用实验证明了水是一种化合物。
水是由什么元素组成的化合物呢?我们可以通过下面两种不同的方法进行研究。
【实验4-1】 在图4-3水电解器的玻璃管里装满水,通直流电,观察电极上和玻璃管内生成的气体和它的体积。过一会儿用点燃的木条分别检验两根玻璃管内的气体。
实验表明,当接通直流电后,电极上就有气泡产生,两根玻璃管中汇集了无色的气体。其中连接正极一端产生的气体比连接负极一端产生的气体少,它们的体积比大约是1∶2。
体积小的气体,能使燃着的木条燃烧得更旺,证明它是氧气。
体积大的气体,能够燃烧,这是氢气。
水电解生成了氢气和氧气(图4-4),说明水是由氢、氧两种元素组成的化合物。这个反应可以表示如下:
【实验4-2】点燃从氢气发生装置中产生的纯净氢气。将点燃氢气的尖嘴导管伸入充满氧气的干燥集气瓶里(图4-5)。仔细看一看集气瓶的内壁有什么现象。
干燥的集气瓶内壁蒙上了一层水汽,说明氢气跟氧气反应生成了水(图4-6)。这个反应表示如下:
无论是水的电解,还是氢气在氧气中燃烧,两个实验都证明了水确实是由氢元素和氧元素组成的化合物。人们经过大量的实验测定和科学分析,证实了1个水分子是由两个氢原子和1个氧原子构成的。水的分子式是H2O。
化合反应和分解反应 仔细分析上述两个实验所发生的反应,我们发现这两个反应的形式不一样。电解水所发生的反应是由水一种物质反应生成了氢气和氧气两种物质。
化学上把由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。高锰酸钾受热后生成氧气、锰酸钾和二氧化锰,这也是分解反应。
氢气在氧气中燃烧生成水的实验是由氢气和氧气两种物质反应生成了水一种物质。
化学上把由两种或两种以上物质反应生成一种其他物质的反应叫做化合反应。镁在空气中燃烧生成氧化镁,也是化合反应。
分解反应和化合反应是化学反应中两种最基本的反应类型。