Теплоемкость воды.

Удельная теплоемкость воды выше, чем у всех твердых и жидких веществ, за исключением жидкого аммиака и водорода, При 273 К она равна 75,3 Дж/(моль-К). Благодаря огромной теплоемкости воды океаны сглаживают колебания температуры, и перепад температур от экватора до полюса в Мировом океане составляет всего 30 К.

Удельная энтальпия плавления. Значение удельной энтальпии плавления воды, равное 6,012 кДж/моль при 273 К, является наиболее высоким среди твердых и жидких тел, за исключением аммиака и водорода. Благодаря высокой теплоте плавления на Земле сглаживаются сезонные переходы; весну и осень в средних и высоких широтах можно рассматривать как сезон фазовых переходов воды. Сравнительно легко нагреваясь или охлаждаясь до 0^ºС, вода, снег и лед для перехода в другое агрегатное состояние требуют значительных расходов энергии, поэтому эти переходы обычно растягиваются во времени. Следует отметить, например, что при замерзании 1 м³ воды выделяется столько же тепла, сколько при сжигании примерно 10 кг угля.

Удельная энтальпия испарения.

Высокое значение удельной энтальпии испарения, равное 40,683 кДж/моль при 373 К, приводит к тому, что большая часть солнечной энергии, достигающей Земли, расходуется на испарение воды, препятствуя перегреву ее поверхности. При конденсации паров воды в атмосфере происходит выделение этой энергии, которая может переходить в кинетическую энергию компонентов атмосферы, вызывая ураганные ветры.

Поверхностное натяжение и вязкость.

Аномально высокое поверхностное натяжение воды, равное 71,9·1 0^-3 Дж/м² при 298 К, приводит к появлению ряби и волн на водной поверхности уже при слабом ветре. В результате этого резко возрастает площадь водной поверхности и интенсифицируются процессы теплообмена между атмосферой и гидросферой и газообмена.

С высоким поверхностным натяжением воды связаны и капиллярные силы, благодаря действию которых вода способна подниматься на высоту до 10... 12 м от уровня грунтовых вод. Вязкость воды понижается с увеличением температуры

Диэлектрическая проницаемость.

Диэлектрическая проницаемость воды имеет аномально высокое значение, равное 78,3 при 298 К. Это определяет самую большую растворяющую способность воды по отношению к веществам с полярной и ионной структурой. Поэтому в природе нет химически чистой воды, человек всегда имеет дело с растворами. Даже самые чистые атмосферные осадки над Антарктидой содержат до 5 мг/л растворенных солей. А содержание солей в дождевой воде в районах с интенсивной вулканической деятельностью достигает 1000 мг/л.

Состав природных вод

Природные воды представляют собой дисперсные системы, в которых дисперсионная среда - вода, а дисперсная фаза может быть представленная примесями в различных состояниях. Вещества дисперсной фазы можно классифицировать следующим образом.

1. Вещества, образующие при растворении в воде истинные растворы и диссоциированные в воде на ионы. Такие растворы образуют различные соли. В составе всех природных вод более 90% растворенных солей представлено одними и теми же анионами и катионами. Поэтому катионы Na⁺, Са²⁺, Мg²⁺ и К⁺ называют главными катионами, а анионы НСО₃^- , SО₄^2- и С1^— главными анионами природных вод.

2. Вещества, образующие в воде молекулярные растворы. Эти вещества представлены растворенными в воде газами. В природной воде растворены углекислый газ (СО₂), кислород (О₂), сероводород (Н₂S).

3. Вещества, являющиеся коллоидными примесями. Сюда относят бактерии, вирусы, алюмосиликаты, кремниевая кислота, гидроксиды металлов. Перечисленные химические вещества образуют мицеллярные растворы (соединения кремния, железа).

4. Вещества, нерастворимые в воде, образуют группу дисперсных примесей. К ним относятся трудно растворимые органические и неорганические вещества, а также зоо- и фитопланктон.