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,水是中国古代五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
提问 编辑摘要水在常温常压下为无色无味的透明液体。在自然界,纯水是罕见的,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。[1]
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
比热:4.184J/(g.K)
地球是太阳系九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映、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。[1]
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%)。 [1]
生物圈可以分为大气圈的底部,水圈的大部,岩石圈的表面。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。
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。海洋占了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。水是所有生命体的重要组成部分。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。[1]
根据水质的不同,可以分为:
软水:硬度低于8度的水为软水。(不含或较少含有钙镁化合物)
硬水:硬度高于8度的水为硬水。(含较多的钙镁化合物).硬水会影响洗涤剂的效果;锅炉用水硬度高了十分危险,不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形或损坏;人长期引用危害健康.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
其他
生物水:在各种生命体系中存在的不同状态的水。
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。
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。
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式存在,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。
为了让全世界都关心淡水资源短缺的问题,第47届联合国大会决定将每年3月22日定为世界水日。
早期人们会抽取使用地下水,然而使用地下水会造成地层下陷并破坏地底结构,造成无法回复的永久性破获,亦有可能阻断地下水,在许多地方人们禁止使用地下水,以避免各种永久性的损害。海水淡化是其一种对策,但由于耗用能量过高及成本过高,多数海水淡化厂在建成后不久就因资金不足被迫关闭。在迪拜这个干旱但富裕地方,则利用这个方法取得淡水。
淡水水资源重要性
水是地球上的任何生物、生命体的必需物质,缺水的土壤便无法孕育生物,淡水更是灌溉与孕育陆地生物的必要元素,淡水的来源、节约、储存、利用是全球的重要议题。
淡水水资源的主要来源
雨水、雪水、河水、海水淡化。
水资源节约
生物的生活与水资源息息相关,然而在水资源的节约上,有很多的议题,例如废水的回收再使用、都市污水处理系统、雨水收集使用、各式省水器具(省水马桶……等)。
水资源对于生物如此重要,水资源的节约不浪费是全球相当重要性的议题。
水资源储存
河流与湖泊的水库储存。
污水回收净化后储存。
雨水的收集储存。
海水淡化后储存。
水资源的储水、供水、分配和调节亦是全球的重要议题。
水资源利用
水资源利用可用在各种地方事物上。
农业用水,各种灌溉用水,动、植物用水。
工业用水,轻工业、重工业、机械工业、高科技产业、能源产业皆须使用水资源。
都市用水、村落用水,生物都需要水分,人类的生活亦须使用水。
观光用水,美丽的风景和观光区,皆需要使用水分。
沙漠灌溉用水,沙漠化是全球重要且困难的议题,沙漠化的原因在于水分的流失或缺少,因此要解决沙漠化问题,必须要有相当充足的水分灌溉并维持住水分。
造水
人类尝试着根据水的基本特性以物理、科学、化学、能量……等各种方式来造水以增加水资源。
据报道,太阳能模拟自然造水机已经问世。
水滴扬起水在科学、哲学、宗教、文学、美术、体育、神话等中都有所体现。
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。)
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。[1]
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
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,也许还能继续活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。人体细胞的重要成分是水,水占成人体重的60~70%。
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。
6、睡前一杯水有助于美容.上床之前,你无论如何都要喝一杯水,这杯水的美容功效非常大。当你睡着后,那杯水就能渗透到每个细胞里。细胞吸收水分后,皮肤就更娇柔细嫩。
7、入浴前喝一杯水常葆肌肤青春活力.沐浴前一定要先喝一杯水。沐浴时的汗量为平常的两倍,体内的新陈代谢加速,喝了水,可使全身每一个细胞都能吸收到水分,创造出光润细柔的肌肤。
开水
煮沸后能杀菌灭毒,但存在严重的弊端。一是水中的氧气大大减少了,喝无氧的水对人体本身就是一种损失。另外水中本来含有的对人体有益的矿物质及其他微量元素,由于高温沉积形成水垢。实际人体在饮水时,从水中得到对人体有益的矿物质和微量元素是最捷径的方法。对人体更为有害、更为严重、影响较大的是,随着温度升高,氯气在水中生成了数倍的三氯甲烷。长期饮用沸水对身体不利(有毒素累计)。
矿泉水
由于采水地点与产品化过程会出现优劣差距,加之地下水污染,矿泉水的质量受到限制。又知矿泉水目前国际上尚无统一规定,每种都有不同的保健效果,不可随意使用。假矿泉水识别困难。
过滤水
也称净水,采用活性碳、载银活性碳将自来水过滤吸附和灭菌,去掉部分污物,但对三氯甲烷等有机化合毒物无效。有的净水器采用中空钎维与活性碳结合将自来水过滤吸附和灭菌,对三氯甲烷等有机化合毒物也可除掉大部分。
太空水
也称太空纯水。采用反渗透法制成,成本较高,除去杂质病菌外,也将对人体有益的矿物质和其他营养成分去掉。只是一种纯水而已。只在特殊场合使用,人经常使用纯水并无好处。
象形文。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]
汉字——水
部首:水,部外笔画:0,总笔画:4
拼音:shuǐ
五笔86&98:IIII 仓颉:E
笔顺编号:2534 四角号码:12900 UniCode:CJK 统一汉字 U 6C34
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)
6、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)水星(太阳系的一颗行星)
7、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)
8、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)
9、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》
10、水生动植物 [water animal or plant]。
如:无力买田聊种水,近来湖面亦收租
11、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)
12、额外收入或附加费用。
又“发水”就是“发财” [extra income]
13、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》
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