水(H2O)是由氫和氧組成的無機物,常溫常壓下是無色無味的透明液體。水是最常見的物質之壹,是包括人類在內的所有生命的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命的進化中扮演了重要的角色。人類對水產的認識由來已久,在東西方古代樸素的物質觀中,水被視為基本元素和五行之壹。古代西方國家的四元素理論中也有水。
水的性質
水在常溫常壓下是無色無味的透明液體。在自然界中,純凈水是非常罕見的。水通常是酸、堿、鹽和其他物質的溶液,習慣上仍稱為水。用鉑或應時器皿經過幾次蒸餾可以得到純水。當然,這是相對意義上的純凈水,不可能絕對沒有雜質。水是壹種可以在液態、氣態和固態之間轉換的物質。固態的水叫做冰;氣體狀態叫做水蒸氣。當水蒸氣的溫度高於374.2℃時,氣態水無法通過加壓轉化為液態水。
20℃時,水的導熱系數為0.006 J/s?cm?k,冰的導熱系數是0.023 J/s?cm?k,當雪的密度為0.1×103 kg/m3時,雪的導熱系數為0.00029 J/s?cm?k .在3.98℃時,水的最大密度為1×103kg/m3。當溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度的升高而降低。在0 ~ 3.98℃時,水不服從熱脹冷縮規律,但密度隨溫度升高而增大。0℃時,水的密度為0.99987×103 kg/m3,冰的密度為0.9167×103 kg/m3。所以冰可以浮在水面上。
水的熱穩定性很強。水蒸氣加熱到2000K以上,只有少量的水會解離成氫和氧,但水通電後會解離成氫和水。具有很大的內聚力和表面張力,除水銀外,水的表面張力最大,能產生明顯的毛細現象和吸附現象。純水的導電性很弱,但普通水含有少量電解質,具有導電性。
水本身也是壹種很好的溶劑,大多數無機化合物都溶於水。
在-213.16℃時,水分子會表現出疏水性。
水的來源
地球是太陽系八大行星中唯壹被液態水覆蓋的行星。關於地球上水的起源,學術界分歧很大,目前有幾十種不同的成水學說。有人認為,在地球形成初期,原始大氣中的氫被氧化成水,水蒸氣逐漸凝結形成海洋;還有壹種觀點認為,水最初存在於形成地球的星雲物質中。另壹種觀點認為,原地殼中的矽酸鹽等物質受火山影響發生反應,沈澱出水。還有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上水還在增加。
對氣候的影響
水可以調節氣候。大氣中的水蒸氣可以阻擋地球60%的輻射,保護地球不被冷卻。海洋和陸地水體在夏季可以吸收和積累熱量,這樣溫度就不會太高;冬天可以慢慢放熱,這樣溫度不會太低。
海洋和地球表面的水蒸發到天空中形成雲。雲中的水通過降水落到雨裏,冬天變成雪。落到地表的水滲入地下形成地下水;地下水又從地層中湧出,形成泉水,通過小溪和河流流入大海。形成水循環。
雨雪等降水活動對氣候形成有重要影響。在溫帶季風氣候中,季風帶來豐富的水分,形成明顯的幹濕季節。
此外,在自然界中,由於氣候條件不同,水會以雹、霧、露、霜的形式出現,影響氣候和人類活動。
對地理的影響
地球表面的0%被水覆蓋著。從空中看,地球是壹個藍色的星球。水侵蝕巖石土壤,沖刷和淤積河流,輸送沈積物,建造平原,改變地表形態。
地球的地表水構成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、雪、地下水和大氣中的水。因為註入海洋的水含有壹定量的鹽,而且常年積累蒸發,所以海和海洋的水是鹹的,不能直接飲用。壹些湖裏的水也是鹹的。世界上最大的水體是太平洋。北美五大湖是最大的淡水系統。歐亞大陸上的裏海是最大的鹹水湖。
地球上水的體積約為1.36億立方千米,其中
海洋占1 320 000 00立方千米(或97.2%)。
冰川和冰蓋占2500萬立方千米(或1.8%)。
地下水占13 00萬立方千米(或0.9%)。
湖泊、內海和河流中的淡水占25萬立方千米(或0.02%)。
大氣中的水蒸氣在任何給定的時間都占13 000立方千米(或0.05438+0%)。
對生活的影響
地球上的生命最早出現在水中。水是所有生物的重要組成部分。人體內的水占70%;水母98%是水。水中生活著大量的水生植物和其他水生生物。
水有利於體內的化學反應,也起著在生命體中運輸物質的作用。水對維持生物體溫的穩定起著重要的作用。
水的種類
不同的學科對水有不同的稱呼:
根據水質的不同,可分為:
軟水:硬度低於8度的水是軟水。
硬水:硬度高於8度的水是硬水。硬水會影響洗滌劑的效果,用硬水加熱會有更多水垢。
根據氯化鈉的含量,飲用水可分為:
淡水。
鹹水
此外還有:生物水:存在於各種生命系統中的不同狀態的水。
天然水:
土壤水:儲存在土壤中的水。
地下水:儲存在地下的水。
超純水:純度很高的水,多用於集成電路行業。
結晶水:又稱水合水。在晶體物質中,壹定數量的水分子通過化學鍵與離子或分子結合。
重水的化學式是D2O,每個重水分子由兩個氘原子和壹個氧原子組成。重水占天然水不到萬分之二,電解得到的重水比黃金還貴。重水可以用作原子反應堆的慢化劑和熱載體。
超重水的化學分子式是T2O,每個重水分子由兩個氚原子和壹個氧原子組成。超重水在天然水中極為罕見,其比例不到十億分之壹。超重水的生產成本比比水高幾萬倍。
氘化水的化學式是HDO,每個分子包含壹個氫原子、壹個氘原子和壹個氧原子。不是很有用。
與水相關的化學反應
水的電離和溶液的pH值
水是很弱的電解質,可以弱電離:H2O+H2O?H3O++OH- H3O+通常縮寫為H+
水的離子積kw =[h+][oh-]
25度時,Kw=1×10-14。
pH=-log10([H+])
pH & lt7、溶液呈酸性,pH=7,溶液呈中性,pH >;7.溶液是堿性的。
水溶性酸性氧化物或堿性氧化物可與水反應生成相應的含氧酸或堿。酸和堿之間的中和反應產生鹽和水。在電流的作用下,水可以分解成氫氣和氧氣。堿金屬遇水會燃燒。
在催化劑的作用下,無機物和有機物可以用水水解;
有機物水解:有機物分子中的某些原子或基團被氫原子或水分子的羥基(-OH)取代,如醋酸甲酯水解;
無機物的水解:通常是鹽的水解,例如醋酸鈉,壹種弱酸鹽,與水中的H+結合形成弱酸,使溶液呈堿性;
此外,水本身也可以用作催化劑。
淡水資源短缺的問題及對策
地球上總的水儲量約為1.36x1018m3,但除海洋等鹹水資源外,淡水僅占2.5%。淡水主要以冰川和深層地下水的形式存在,江河湖泊的淡水僅占世界淡水總量的0.3%。
世界氣象組織在1996開頭就指出,缺水是全世界城市面臨的首要問題。據估計,到2050年,世界上將有46%的城市人口缺水。對於水資源匱乏的地區來說,水已經超越了生物資源的範疇,成為壹種戰略資源。因為水資源的稀缺,水戰的可能性越來越高。
為了讓全世界都關心淡水資源的短缺,第47屆聯合國大會將每年的3月22日定為世界水日。
水的利用
水是人類生活的重要資源,特別是農業灌溉需要大量的水,人類文明的起源大多在大河流域。早期的城市壹般都建在水邊,以解決灌溉、飲水和汙水問題。在人類的日常生活中,水在飲用、清潔和洗滌中起著不可或缺的作用。
隨著科學技術的發展,人們修建水利工程來對抗洪水和內澇等自然災害。因此,形成了壹些與水有關的專門研究領域,如水力學、水文科學、水處理等。,甚至已經產生了基於水的工廠化水產養殖。
這種廉價的原料廣泛應用於工業生產和化學生產。然而,未經處理的廢水的任意排放會造成水汙染。為了解決這個問題,汙水處理變得非常必要。(見水汙染和汙水處理。)
水和農業的發展
公元前3000年,中國
已知最古老的灌溉技術用於水稻種植。農夫建了壹個稻田,周圍有堤壩,類似於壹個淺池塘,然後從附近的小溪裏汲水倒進裏面。這種古老的技術至今仍在東南亞、東亞和南亞廣泛使用。
公元前2000年,埃及
埃及的農民發明了從尼羅河取水的方法。他們用的工具叫橙汁,就是用壹根單杠,方便地把水桶從河裏提起來。從河裏提上來的水通過運河灌溉農田。這種橙子仍然在埃及、印度和其他壹些國家使用。
公元前700年,亞述
亞述是古代東方的壹個國家。它的國王塞納·雪莉在首都尼尼微周圍種植了果樹、棉花和其他稀有植物。為了灌溉這些植物,他修建了壹條10公裏長的運河和壹個石槽,從附近的山上取水。
公元500年,墨西哥
墨西哥前首都特諾奇周圍有許多沼澤湖泊,阿茲特克人在沼澤湖泊中修建了梯田。他們把湖底的沃土鋪在梯田上,種上玉米。太田周圍的網狀溝渠確保了農作物的用水,農民也可以駕船穿過太田。
美國西元1870
美國中部幹旱的大平原農業用水只能依靠地下水。當分配了政府所有土地的定居者來到那裏時,他們利用風車的力量抽取地下水,然後挖掘溝渠,將抽取的地下水引入農田進行灌溉。
以色列,公元1990
水是沙漠地區生存的基礎。滴灌是在水管上打壹個小洞,讓水直接滴入每株植物根部旁邊的土壤中的灌溉方法。這種方法可以最大限度地減少灌溉水的流失。
飲用水的處理
1.第壹次過濾:從河流等引入的水流經過過濾網過濾,去除魚、樹葉、垃圾;
2.吸附:在第壹次過濾的水中加入明礬,形成粘稠的絮狀物,土壤、細菌等顆粒附著在明礬花上,然後水流過沈澱池,過濾出明礬花;
3.第二次過濾:水慢慢流過沙子或沙礫,過濾掉藻類、細菌和壹些化學成分;
4.氯化:向水中加入氯,殺死殘留的有機生物;
5.通風:強迫空氣進入處理過的水中,驅除氯氣產生的氣體,減少不愉快的氣味和味道;
6.附加處理:可以加入鈉或石灰來軟化硬水。壹些社區添加氟化物來防止氯腐蝕牙齒。
(家庭)廢水處理
1.壹級處理:廢水流過處理設備,流速變慢,壹些大的固體沈澱下來。當水通過沈澱池時,較小的顆粒沈入底部形成泥狀物;
2.再處理:在滴濾系統中,廢水通過礫石過濾,礫石表面還可以覆蓋壹層細菌群落,分解汙水中的廢物;
3.附加處理:水被排放到露天池塘,在那裏它被陽光和空氣自然凈化。進入大氣層後,形成純凈的水蒸氣。氯通常在處理過的水再次排放之前加入。
古代世界觀中的水
在文明早期,人們就開始探索世界上各種事物的構成或分類,水在其中發揮了重要作用。古代西方提出的四元素說有水;四大佛門也有水;在中國古代五行學說中,水代表壹切具有流動、濕潤、陰柔屬性的液體和事物。
水崇拜
在人類童年時期,水具有養育和毀滅的能力,其變幻莫測的性情產生了愛和恐懼的感情,從而產生了水崇拜。通過賦予水以上帝的精神,我們祈禱水能給人類帶來和平、豐收和幸福。
中國傳統的龍王是對水的神化。有水源的地方就有龍王,王龍的寺廟和教堂遍布全國。祭祀龍王、祈雨是中國的傳統信仰和習俗。
和口語化
形容人沒有野心,或者做事不夠好。
比如妳就是這麽混水的。妳太不擅長了。)
高山流水
古琴音樂。戰國時期,有壹個關於高山流水的秦樂故事,所以也說“高山流水”是博雅寫的。樂譜最早見於明代的《魔秘譜》(朱權寫於1425)。這個譜子的高山流水的解法是:“高山流水是兩首歌,但只有壹首。第壹誌向是關心山川,說仁者樂山。未來的誌向是關心流水,意思是智者樂水。唐朝分兩首,不分小節。最高山分四段,流水八段。”兩千多年來,《山》和《流水》這兩首著名的古琴歌曲,連同博雅古琴遇知音的故事,在民間廣為流傳。
《山流水》以“博雅古琴遇知音”為主線,樂書種類繁多。琴樂和箏樂有兩種,兩者名稱相同,風格不同。
隨著明清以來琴的表演藝術的發展,“山”與“水”發生了很大的變化。傳說中的秘譜是不分段的,但是後來的琴譜是分段的。在明清以來的眾多曲譜中,由四川學派鋼琴家張空山改編的《流水》收錄於清代唐編著的《天問歌譜》(1876)中。增加了“滾、刷、撥、註”技法的第六段,又稱“七十二滾、刷流水”,因其形象生動、情景交融而被廣泛使用。據秦家考證,天問閣琴譜出版前,所有譜中沒有張空山演奏的第六段,全曲只有八段,與神奇秘譜的解相吻合,但張空山傳?我是嚴新?哦,危險,妳像壹粒種子嗎?
還有壹首古箏曲《山澗流水》,音樂與鋼琴曲大相徑庭,也是以《博雅古琴遇知音》為藍本。音樂書有很多流派。流傳最廣、影響最大的是《浙江武林派傳》,旋律優雅,韻味雋永,有“山雄偉,水流動”之貌。
魯派的《山流水》是秦雲、風搖竹、夜鳴鐘、書韻四首小曲的合奏,也稱四段、四段錦。
河南派的《山流水》取材於民歌《老劉攽》,節奏清新明快。民間藝人第壹次見面時經常演奏這首曲子,以示尊敬和交朋友。三者和古琴曲《山流水》沒有* *的共同點,都是同名異曲。
普通法規
傳說先秦時期的鋼琴家博雅曾在壹片貧瘠的土地上彈琴,但樵夫鐘子期卻能理解,這是壹種“山中有誌氣”“流水有誌氣”的描寫。博雅大吃壹驚,說:“好,我兒子的心和我在壹起。”河馬小廚師死後,博雅失去了知音,琴斷弦斷,終身不運動,於是有了高山流水之歌。
春秋時期,有壹個名叫俞伯牙的人,精通音律,琴藝高超。那時他是壹位著名的鋼琴家。當俞伯牙年輕的時候,他很聰明並且渴望學習。他曾經跟別人學過,鋼琴技術也達到了水平。但他總覺得自己無法用高超的方式表達對各種事物的感受。博雅的老師知道他的想法後,帶他乘船去了東海的蓬萊島,這樣他就可以欣賞自然風光,聽大海的波濤聲。博雅擡頭看見海浪洶湧,浪花飛濺;海鳥在咆哮,在歌唱;林間樹木蔥郁,猶如進入仙境。壹種奇妙的感覺油然而生,仿佛大自然和諧優美的音樂在我耳邊升起。他情不自禁地彈琴,聲音隨意轉動,將自然之美融於琴聲之中,博雅體驗到了壹種前所未有的境界。老師告訴他:“妳學會了。”
壹天晚上在博雅劃船。迎著清風明月,他思緒萬千,於是又彈了壹遍琴,琴聲悠揚,漸入佳境。突然我聽到有人在岸上尖叫。當博雅聽到聲音,他從船上出來,看到壹個樵夫站在岸邊。得知此人是知音,立即邀請樵夫上船,興致勃勃地為他演奏。博雅奏了壹支贊美群山的曲子,樵夫說:“多好啊!雄偉莊嚴,如泰山高聳入雲!”當他彈奏澎湃的海浪時,樵夫說:“多好啊!廣闊無垠,仿佛看到滾滾流水,無邊大海!”博雅興奮不已,激動地說:“知音!”妳真是我的知己。“這個樵夫就是鐘子期。從那以後,兩人成了非常要好的朋友。
五行之壹。腎在五行中屬於水,所以常被稱為腎水。此外,它也用來指疾病的名稱或水腫疾病的病理機制。
氫氧化合物。化學分子式是H2O。在自然界中,純水很少,水通常是多元酸、堿、鹽等物質的溶液。純水是用鉑或應時器皿多次蒸餾得到的。水是壹種可以在液態、氣態和固態之間轉換的物質。轉換條件是溫度和壓力。在標準大氣壓下,水的冰點是0℃,沸點是100℃。當水蒸氣的溫度高於374.2℃時,氣態水不能轉化為液態水。液態水的比熱容為4.18焦耳/(克-攝氏度),冰的比熱容約為2.09焦耳/(克-攝氏度)。在1標準大氣壓和100℃下,水的汽化熱為2253.02焦耳/克,在常溫常壓下為2441.12焦耳/克,水蒸氣凝結成液態水時放出同樣的熱量。在0℃和1標準大氣壓下,冰的熔化熱為333.146焦耳/克,水凝結成冰時放出同樣的熱量。水直接從固體變成氣體時吸收的熱量稱為升華熱,等於汽化熱與熔化熱之和。20℃時,水的導熱系數為0.006焦耳/(秒。厘米。攝氏度),冰的溫度是0.023焦耳/(秒。厘米。攝氏度),而雪的導熱系數是0.00029焦耳/(秒。厘米。當雪的密度為0.1千克/升時..在3.98℃時,水的最大密度為65438±0千克/升。當溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度的升高而降低。當溫度為0 ~ 3.98℃時,水的密度隨溫度的升高而增大。在0℃時,水的密度為0.99987千克/升,冰的密度為0.9167千克/升..水的熱穩定性很強。水蒸氣加熱到2000K以上,只有壹小部分離解成氫氣和氧氣。任何能溶於水的酸性氧化物或堿性氧化物都能與水反應生成相應的含氧酸或堿。純水的導電性極弱。水的酸堿性用pH值來表示,天然水的pH值為6.8 ~ 8.5。水有很大的內聚力和表面張力,除了水銀,水的表面張力最大,可以產生毛細現象和吸附現象。
水可以調節氣候。大氣中的水蒸氣可以阻擋地球60%的輻射,保護地球不被冷卻。海洋和陸地水體在夏季可以吸收和積累熱量,使溫度不會太高,在冬季可以緩慢釋放熱量,使溫度不會太低。水侵蝕巖石土壤,沖刷和淤積河流,輸送沈積物,建造平原,改變地表形態。水給地球帶來了生命,它是所有生物的主要成分。全球動植物和40億人口中約有654.38+065.438+020億噸水。人類社會依賴水生存和發展。在古代,人類利用水來避免傷害,適應水來生存;近代,人類興水,興修工程,發展水利,治理水患;近代以來,隨著社會和生產的發展,地球上可利用的水資源日益短缺,水體受到汙染,嚴重影響了人類的生存環境。人類逐漸認識到水是壹種重要的資源和環境因素,從而開始新的活動,在更高的水平上促進水和避免傷害。
1996年初,世界氣象組織指出,缺水是全世界城市面臨的首要問題。據估計,到2050年,超過三分之二的世界人口將居住在城市,而46%的世界城市人口將缺水。要平衡社會經濟發展與城市淡水供應管理的關系,進行水資源儲存、運輸和管理的大規模工程建設。
水
①病名,即水腫。水腫主要表現為水液代謝紊亂,故名。《蘇文平任氣象論》:“頸搏動,喘息咳嗽,謂之水。眼睛微腫如臥蠶,水壹樣。”又曰:“足脛腫水。”
②指水腫疾病的病理機制。《蘇文陰陽別論》:“三陰結謂之水。”王冰註:“三陰結,謂脾、肺之脈皆寒結,脾、肺為寒結,則氣化為水。”
③五行之壹。《蘇文·臟氣法》:“五行是金木的火、水、土。”腎在五行中屬於水,所以常被稱為腎水。
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水是論壇上價值不大的帖子的總稱。每壹個這樣的崗位都叫“水崗”,張貼水崗的行為叫“灌水”,有些崗位多、全是水崗的崗位叫“水樓”,往往占據壹個位置,叫“潛水”。有些論壇喜歡多發帖,鼓勵灌水,但學術論壇壹般禁止灌水。
水汙染有兩種:壹種是自然汙染;另壹個是人為汙染。目前,人為汙染對水體的危害最大。水汙染可以分為三類:化學汙染、物理汙染和生物汙染。
化學汙染
化學雜質造成的水汙染。根據具體的汙染雜質,化學汙染可分為六類:
(1)無機汙染物:汙染水體的無機汙染物包括酸、堿和壹些無機鹽。酸堿汙染改變水體pH值,阻礙水體自凈,腐蝕船舶和水下建築物,影響漁業。
(2)無機有毒物質:汙染水體的無機有毒物質主要是重金屬等具有潛在長期效應的物質,主要是汞、鎘、鉛、砷等元素。
(3)有機有毒物質:汙染水體的有機有毒物質主要是各種有機農藥、多環芳烴和芳香烴。大部分是化學性質穩定的合成物質,難以被生物分解。
(4)好氧汙染物:生活汙水和部分工業廢水中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪、酚類、醇類等有機物質可被微生物分解。在分解過程中,需要大量的氧氣,所以稱為好氧汙染物。
(5)植物養分:主要是生活和工業汙水中的氮、磷等植物養分,以及農田排水中殘留的氮、磷。
(6)油類汙染物:主要指油類對水體的汙染,特別是海上采油和油輪事故造成的汙染。
物理汙染
物理汙染包括:
(1)懸浮物汙染:懸浮物是指水中含有的不溶物,包括固體物質和泡沫塑料。它們是由來自采礦、采石、建築、食品加工和造紙的生活汙水、垃圾和廢物滲漏到水或農田土壤侵蝕中造成的。懸浮物影響水的外觀,阻礙水中植物的光合作用,減少氧氣的溶解,對水生生物不利。
(2)熱汙染:各種工業過程產生的冷卻水如果不采取措施直接排入水體,可能導致水溫升高,溶解氧含量降低,水中某些有毒物質的毒性增加,從而危及魚類和水生生物的生長。
(3)放射性汙染:由於原子能工業的發展,放射性礦藏的開采,核試驗和核電站的建立,以及同位素在醫學、工業、科研等領域的應用,放射性廢水和廢物大量增加,造成壹定的放射性汙染。
生物汙染
生活汙水,尤其是醫院汙水和壹些工業廢水,在汙染水體後,往往會帶入壹些病原微生物。比如,壹些原本存在於人和動物腸道內的致病菌,如傷寒、副傷寒、霍亂菌等,可以通過人和動物糞便的汙染進入水體,隨水流傳播。壹些病毒,如肝炎病毒和腺病毒,經常在受汙染的水中發現。壹些寄生蟲病,如阿米巴痢疾、血吸蟲病和鉤端螺旋體病,也可以通過水傳播。防止病原微生物對水的汙染也是保護環境和保護人類健康的壹個重大問題。