2Фізичні властивості природних вод.

В природі вода перебуває у трьох агрегатних станах – газоподібному (пара), рідкому та твердому (лід та сніг).

Тверда фаза –лід.

Лід - це загальна назва твердої фази води. За місцем походження розрізняють: лід атмосферний (сніг, іній, град); лід водний, що утворюється на поверхні води (сало, льодовий покрив) і в масі води на різній глибині (внутрішньоводний лід); ґрунтовий лід, що утворюється в промерзлих вологих ґрунтах; льодовиковий (глетчерний) лід, що утворюється в районах залягання льодовиків з мас дуже ущільненого й перекристалізованого снігу.

Лід характеризується наступними показниками:

• пластичність, котра зростає з підвищенням температури;

• текучість, яку набуває при тривалому навантаженні і під дією власної ваги (наприклад, текучість льодовиків);

• пружність при миттєвих навантаженнях;

• твердість, що дуже підвищується з пониженням температури.

• При зниженні температури об'єм льоду зменшується, а густина його зростає.

• Теплоємність льоду 0,50 кал/(г * град).

• Коефіцієнт теплопровідності льоду 0,00540 кал/(см ? с ? град).

• Коефіцієнт об'ємного розширення льоду при коливаннях температури від 0 до -200 С складає 0,000165.

• Розширення об'єму води при замерзанні складає близько 9% об'єму її в рідкому стані при 0⁰ С.

• При збільшенні тиску точка замерзання води (і відповідно танення льоду) знижується.

• Прихована теплота плавлення льоду дорівнює 80 кал/г.

• Теплота випаровування льоду залежить від температури і виражається формулою

l = 687 - 0,708 t (кал/г).

Рідка фаза - вода.

Вода - це хімічна сполука кисню з воднем; окис водню. Вода - безбарвна рідина, в товстому шарі - блакитнувата. При атмосферному тиску 760 мм рт. ст. вода переходить в тверду фазу (лід) при температурі 0⁰ С. Вода кипить при температурі 100⁰ С. При зменшенні тиску точка кипіння знижується: до 80⁰ с при 335 мм рт. ст. і до 40⁰ С при 55 мм рт. ст. Найбільшу густина вода має при температурі 4⁰ С. Показник заломлення води складає 1,334; швидкість звуку - 1437 м/с.

Газоподібна фаза - водяна пара.

Водяна пара постійно знаходиться в атмосферному повітрі. Водяна пара поступає в атмосферу шляхом випаровування з поверхні води і вологого ґрунту, а також шляхом транспірації рослинами. Водяна пара знаходиться в атмосфері при температурі, яка завжди значно нижче критичної (374,2), а часто й нижче температури плавлення води (0⁰). При таких значеннях температури величина парціального тиску водяної пари, що необхідний для її конденсації та сублімації (декілька мілібарів), часто має місце в атмосфері. При відповідних умовах водяна пара сконденсується й утворюються хмари, тумани, наземні гідрометеори. Тому вміст її в повітрі перемінний. Біля поверхні землі вміст водяної пари в повітрі в середньому від 0,2% по об'єму в полярних широтах до 2,6% у екватора. З висотою він швидко падає, на висоті близько 1,5-2 км зменшується в два рази.

Тиск водяної пари в стані насиченості залежить від температури.

Питома теплоємкість водяної пари при 100⁰ С і 760 мм рт. ст. - 0,487 кал/г * град.

Водяна пара інтенсивно поглинає сонячну радіацію в червоній та інфрачервоній частинах спектру, а також і довгохвильове випромінювання.

Густина води і її зв'язок з температурою і солоністю, теплові властивості води, в'язкість, поверхневий натяг, акустичні властивості

Густина - це відношення маси речовини до її об'єму.

Густина прісної води при 4⁰С і нормальному атмосферному тиску дорівнює 1 г/см³.

Густина снігу коливається в широких межах (0,1 - 0,5 г/см³)

Густина льоду складає близько 0,92 г/см³.

Густина морської води змінюється в межах від майже 1 для опрісненої води на поверхні і приблизно до 1, 076 г/см³ для води на великій глибині. Густина морської води залежить від трьох параметрів: температури, солоності і тиску.

Лекція №4

Тема: Поняття річки та її характеристики. Річкова система.

Мета:

1. навчальна: сформування у студентів уявлення про річки, їх складові та класифікацію та річкові системи.