Wpływ właściwości termodynamicznych wody na organizmy żywe

Wpływ własności termodynamicznych wody na organizmy żywe

1.Termodynamika to dział fizyki badający zjawiska związane z ciepłem, jego przemianami oraz sposobami przenoszenia.
2. Woda –symbol chemiczny - H²O
Woda jest dipolem (czyli posiada ładunek dodatni i ujemny)
Właściwości fizyczne wody
● ciecz
● bezbarwna
● bezwonna
● bezsmakowa
● gęstość równa 1g/cm³
● topi się w temp. OºC
● wrze w temp. 100ºC
● bardzo dobry rozpuszczalnik
● dobry przewodnik cieplny i zły elektryczny (chodzi tu o czystą wodę)

● Woda jest niezbędna do życia wszystkich organizmów, ponieważ:
stanowi uniwersalny rozpuszczalnik
● jest nośnikiem i transportem wielu substancji
● jest substratem lub produktem wszystkich reakcji chemicznych
● jest dobrym nośnikiem ciepła
● umożliwia zachodzenie wielu procesów biologicznych np. zapłodnienia

Woda w temperaturze 0C ma taką samą gęstość, jak w temperaturze około +9C. Przy zmianie temperatur w tym przedziale, czy to będzie ogrzewanie, czy chłodzenie, gęstość wody najpierw maleje, a potem rośnie od tego krytycznego punktu +4C.

Żeby zrozumieć ważność tego faktu, należy zastanowić się, jak rozkładają się temperatury wody w zamarzniętym stawie. Na dnie jest woda najgęstsza, a więc i najcieplejsza. Gdyby część wody była zupełnie ciepła, powyżej +9C, wypłynęłaby na wierzch i ochłodziła się od lodu. Te części cieczy, które miałyby temperaturę pomiędzy +4C i +9C mają gęstość taką, jak i te o temperaturze od 0 do +4C, mieszałyby się więc i odchodziły do tego dolnego przedziału temperatur. Tuż pod lodem panuje temperatura 0C. W miarę zagłębiania się wzrasta do +4C.

Wynikiem takiego rozkładu temperatur w stawie jest brak prądów konwekcyjnych, a więc całkowity bezruch. A że woda jest złym przewodnikiem ciepła, a warstwa lodu- tylko cztery razy lepszym, w rezultacie nawet silny i długotrwały mróz powoduje tylko powolne pogrubianie się powłoki lodowej, a więc dalsze powiększanie izolacji pomiędzy mroźnym powietrzem a (względnie) ciepłą wodą. Dzięki temu właśnie stawy i jeziora, rzeki i morza nie zamarzają do dna w zimie i flora oraz fauna wodna, a przede wszystkim ryby, mogą zimować nie obawiając się zamarznięcia.

A więc ta właściwość sprawia, że woda w rzece jest żywicielem człowieka, niezależnie od roli, jaką spełnia w funkcjonowaniu organizmu ludzkiego, w higienie, w ogrodzie, w polu, w organizacji życia domowego, w przemyśle, w transporcie, energetyce itd.

Również stosunkowo wysoka wartość ciepła parowania wody sprawia, że proces parowania odbywa się powoli, a co za tym idzie, jest mała częstotliwość opadów atmosferycznych.

Ponieważ woda nagrzewa się nierównomiernie, jej gęstość w poszczególnych warstwach wodnych będzie różna. Jest to przyczyną powstawania jednego z rodzajów prądów morskich- – tzw. gęstościowych. Prądy morskie wpływają w dużej mierze na klimat zwłaszcza w szerokościach umiarkowanych. Prądami, ciepłymi bądź zimnymi, uwarunkowana jest ilość opadów w terenach położonych stosunkowo blisko morza. Dodatkowo wpływa na występowanie wodnych organizmów żywych, ponieważ różne organizmy żyją w różnych warunkach i różnej temperaturze wody.

Właściwości termodynamiczne wody wpływają także korzystnie na rolnictwo. Woda, która znajduje się w ziemi, w okresie zimowym zamarza, rozsadzając częstokroć ziemię. Ułatwia to później rolnikom zaoranie gleby wykorzystywanej do upraw.