Навигация

Свойства воды. Вода как среда обитания

Главная
Об авторе
     Урочное:
Биология + компьютер:
         полные уроки по типам
Компьютерные программы
         на уроках
 Биософт                 Планшет
 Учебные рисунки и
           карикатуры
 Фотографии           Проекты
 Художественная
         литература на уроке
 Наглядные пособия
 Олимпиадное
 Книги и статьи
 ''Биология-10'':
         попытка учебника
 ''Игра и биология''
 ''Информационная
       культура и/или компьютер
       на уроках биологии''
 ИУМК ''Экология.          Конструирование
         биосферы''
 Проектно-ролевая игра
         ''Генная инженерия''
 ''Библейская генетика''
 Рабочие тетради
         по общей биологии
 Педагогическое

Свойства воды Вода как растворитель Вода, лед, жизнь

1. Высокая удельная теплоемкость.
Вода имеет высокую теплоемкость (в 10 раз большую, чем железо, и в 3300 раз большую, чем воздух). В сочетании с высокой теплопроводностью это делает водную среду достаточно комфортной для обитания живых организмов. 
(
Вспомните из курса физики, что такое удельная теплоемкость. Среди физических характеристик среды, важных для существования в ней живых организмов, существенную роль играют также выталкивающая сила и вязкость, но их роль мы пока не рассматриваем.
Благодаря высокой теплоемкости и теплопроводности водная среда, в отличие от воздушной, менее подвержена перепадам температур (как суточным, так и сезонным), что облегчает адаптацию животных и растений к
этому абиотическому фактору.

  Вопрос 1. Каково значение этой физической характеристики для внутриклеточных процессов? (Для ответа на вопрос вспомните из курса химии понятия экзотермических и эндотермических реакций).

2. Несжимаемость.
Вода практически несжимаема. Это позволяет многим беспозвоночным животным использовать заполненные водой полости тела в качестве внутренней опоры организма при передвижении (т.н.
гидростатический скелет).
  Вопрос
2. Представители каких типов животных имеют гидростатический скелет?

3. Высокая температура кипения.
Близкие по молекулярной массе вещества - метан и аммиак - при н.у. являются газами. Вода же - жидкость и остается ею при нагревании до 100оС. Аномально высокая температура кипения  - результат того, что молекулы воды связаны между собою
водородными связями. (Вспомните?) Именно на разрыв этих связей и тратится большое количество энергии.
Для обитателей водной среды это также важно. Диапазон температур на планете (средняя + 7оС) практически не достигает верхней границы, точки кипения воды.

4. Высокая удельная теплота парообразования.
Эта характеристика, также как и высокая температура кипения, обусловлена наличием
водородных связей между молекулами воды. 
 
(Вспомните из курса физики, что такое удельная теплота парообразования. Кстати, чтобы выпарить, к примеру, воду из чайника, тепла потребуется в 5,5 раза больше, чем для того, чтобы вскипятить его).
Благодаря высокой теплоте парообразования живые организмы (не только животные, но и растения) получили возможность избавляться от избытков тепла в организме, испаряя воду с поверхности тела или его участков. В отличие от других способов теплообмена живых организмов с окружающей средой (излучения, конвекции, теплопередачи) испарение позволяет охлаждать тело даже в том случае, когда температура окружающей среды выше, чем температура тела.
 
Вопрос
3. Какие жидкости испаряются с поверхности тела разных животных? Как называется процесс испарения воды с поверхности листьев растений и какую роль в жизни растений (кроме охлаждения поверхности листа) он играет?

5. Высокая сила поверхностного натяжения.
Это свойство воды (по которому она уступает лишь ртути - см. таблицу) не только обуславливает способность воды подниматься по тонким капиллярам (что очень важно и для водного баланса почвы, и для транспорта по сосудам растений), но и возможность использования поверхностной пленки воды для передвижения. Такие животные образуют экологическую группу
нейстон, которая делится на эпинейстон (те, кто передвигаются по поверхности пленки, как изображенная на фотографии водомерка), и гипонейстон - животных, прикрепляющихся к поверхностной пленке в воде (личинки некоторых мух и комаров).
Статья Джирла Уолкера "Наблюдения за жизнью водомерок — насекомых, которые ходят (и даже бегают) по воде" ("В мире науки", рубрика "Наука вокруг нас", 1984, № 1, с. 92).


Рисунок - гиперссылка на видеофрагмент vodomer.avi (314 кб)

Интересный факт. Нормальная моча имеет поверхностное натяжение около 66*10−3 Н/м, но если в моче присутствует желчь (тест на желтуху), оно падает до 55. В тесте на желтуху (Hay's test) молотую серу насыпают на поверхность мочи. Она будет плавать на нормальной моче, но будет тонуть, если поверхностное натяжение снижено из-за желчи (солей желчных кислот). (отсюда)