1. Физические свойства воды и диаграмма её агрегатных состояний.

Плотностьодн среды определяется массой вещества среды в единице объёма (p=m/V).p=f(t,S(солёность),P(давл)) (опр.экспериментально).pизменяется с измtнезначительно, поэтому в практич расчётах принимается 1000 кг/м3.(наибpприt=4C).ρсолёной воды (зав отS) >ρдистиллированной. Пресная вода –S<0.5‰.S<24,7 – солоноватая, 24,7-40 – солёная,S>40 – сильно солёная вода.Сжимаемость хар-ся коэфф сжимаемости бета В=относительное изменение объёма/изменение давления. В= -dV/V*1/dP.B= - дельтаV/V*1/дельтаP. Минус показывает, что увеличениюPсоотв-ет уменьшениеV. Модуль объёмной упругости (объёмного сжатия)k=1/B. Если произвести расчёты, то вода очень мало сжимаема. (дельтаV=5*10^-3 м3).Bуменьшается при повышt,S,P. Вода расшир при повtи сжим при пониж-и. Коэф объёмного расширения = относительное изменение объёма жидкости/ изменениеt.Bt=dV/V*1/dt.Bt= дельтаV/V*1/дельтаt. Коэфф отрицательный приt=0-4, положит приt>4 и дальше увелич, из-за плотностной аномалии воды.Температура наибольшей плотностипри нормP=1,01*10^5 равна 3.98C(4). Темп кристаллизации дистил воды при н.а.д. принимается равной 0С. При замерзании воды д.б. переохлаждённой (порядка -1С), тк при 0С равновесие фаз.Теплофизические хар-ки воды. Теплоёмкость– кол-во теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1С.C=Q/дt. Характеристика теплоёмкости вещ-ваудельная теплоёмкость- колв-о теплоты, необходимое для нагревания 1 кг дист воды на 1С. Она слабо зависит отtи в практич расчётах равна с=4,2 кДж/(кг*град).c=Q/(mдt). Удельная теплота кристаллизацииLкр – количество теплоты, которое выделяется при кристаллизации 1 кг воды при постt.Lкр=Qкр/m,Lпл=Qпл/m=33,5*10^4 Дж/кг(для дист). Удельная теплота испарения (обратное – конденсации)Lи – кол-во теплоты, необходимое, чтобы перевести 1 кг воды в парообразное состояние при пост температуре.Lи=Qи/m=25*10^5 Дж/кг (при 0С) ,Lк=Qк/m.Температуропроводность– физ параметр вещества, характеризующий скорость выравнивания температуры в различных точках тела. Коэфф темппроводн альфа=λ/(cp). λ-коэф теплопроводности.ВязкостьОбъёмная – способность жидкости воспринимать растягивающие усилия (при распространении звуковых и ультразвуковых волн). Тангенциальная вязкость – способность жидкости оказывать сопротивление сдвигающим усилиям. Силы внутреннего трения пропорциональны градиенту скорости по нормали и площади, на которую они действуют. Относя силу внутр трения к площади (=1), получаем касательное напряжение в жидкости τ=μ *ɗv/ɗn, μ-динамич коэф вязкости (опр силу трения на единицу поверхности при град=1). Зависит отt.Поверхностное натяжение.Возникает на поверхности соприкасания воды с воздухом, тв телом или др жидкостью. Обусловлено силами притяжения между молекулами в этих телах. ПН стремится уменьшить поверхность жидкости доmin. Поэтому капли имеют сферич форму. Сила ПН действует на свободной пов-ти капли. Направлена по касательное к пов-ти и нормально к границе свободн пов-ти.F=σl,l-длина контура пов-ти жидкости,σ-коэфф ПН (Н/м).Смачивание.При соприкосновении тв тела с водой смачивание наблюдается тогда, когда взаимодействие между их молекулами сильнее взаимодействия между молекулами самой воды. Вода будет стремится ув пов-ть соприкосновения и растечётся по тв телу. И наоборот. Поверхность смачивающей жидкости в узких капиллярах принимает вогнутую форму. При вогнутом мениске давление воды под ним меньше атмосферного на уровне горизонта подземных водPа на величину дР=2σ/r,r-радиус кривизны мениска. дР=ρgh,h-высота уровня воды в капилляре.Электрические свойства водыУдельное эл сопротивление ρэ зависит отt. Диэлектрическая проницаемость ε показывает, во сколько раз напряжённость поля с данным веществом ниже, чем в вакууме. При 20С, ε=81. Тяжёлая вода. В природных водах суши есть в оч слабых концентрациях 1:7000. В состав входит тяжёлый изотоп водорода 2Н (2 сверху), кот наз-ся дейтерий. Формула тяж воды-D20.tкр=3,82С,tкип=11,6С. Плотность при 20С=1105,6.

Переход из одной фазы в другую обусловлен изменением t,P.I– тв,II- ж,III–пар. Вдоль линии АС вода нах-ся в состоянии равновесия между тв и ж фазами. Вдоль АВ – между ж и газ, вдоль АD– тв и газ. Равновесие фаз вдоль АВ, АС, АD, надо понимать как динамическое равновесие, те вдоль этих кривых число вновь образующихся молекул 1 фазы равно числу в.о.м. др фазы. АС – кривая зав-тиtплавления от Р, АВ-tкип от Р, АD– Р пара тв фазы отt. Точка А – тройная точка (Р=610,6 Па,t=0.01C). Переход из тв в газ – возгонка, из газ в тв- сублимация. Кривые описываются уравнением Клапейрона-КлаузиусаdP/dT=L/T(V₂-V₁).