H2 O

水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,在常溫常壓下為無色無味的透明液體。

H2O

簡介


英文:1.water
2.body of water
3.liquid; fluid
水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,在常溫常壓下為無色無味的透明液體。水是最常見的物質之一,是包括人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人類很早就開始對水產生了認識,東西方古代樸素的物質觀中都把水視為一種基本的組成元素,五行之一;西方古代的四元素說中也有水。

水的性質

水在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界,純水是非常罕見的,水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液,習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以用鉑或石英器皿經過幾次蒸餾取得,當然,這也是相對意義上純水,不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰;氣態叫水蒸汽。水汽溫度高於374.2℃時,氣態水便不能通過加壓轉化為液態水。
在20℃時,水的熱導率為0.006 J/s·cm·K,凍的熱導率為0.023 J/s·cm·K,在雪的密度為0.1×103 kg/m3時,雪的熱導率為0.00029 J/s·cm·K。水的密度在3.98℃時最大,為1×103kg/m3,溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度升高而減小 ,在0~3.98℃時,水不服從熱脹冷縮的規律,密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時,密度為0.99987×103 kg/m3,冰在0℃時,密度為0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的熱穩定性很強,水蒸氣加熱到2000K以上,也只有極少量離解為氫和氧,但水在通電的條件下會離解為氫和氧水。具有很大的內聚力和表面張力,除汞以外,水的表面張力最大,並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。純水有極微弱的導電能力,但普通的水含有少量電解質而有導電能力。
水本身也是良好的溶劑,大部分無機化合物可溶於水。
在-213.16℃,水分子會表現出現厭水性。
水的來源
地球是太陽系九大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反映、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上的水還在不停增加。
水和水體的作用
對氣候的影響
水對氣候具有調節作用。大氣中的水汽能阻擋地球輻射量的60%,保護地球不致冷卻。海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。
海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲,雲中的水通過降水落下來變成雨,冬天則變成雪。落於地表上的水滲入地下形成地下水;地下水又從地層里冒出來,形成泉水,經過小溪、江河匯入大海。形成一個水循環。
雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。在溫帶季風性氣候中,季風帶來了豐富的水氣,形成明顯的乾濕兩季。
此外,在自然界中,由於不同的氣候條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。
對地理的影響
地球表面有71%被水覆蓋,從空中來看,地球是個藍色的星球。水侵蝕岩石土壤,沖淤河道,搬運泥沙,營造平原,改變地表形態。
地球表層水體構成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由於注入海洋的水帶有一定的鹽分,加上常年的積累和蒸發作用,海和大洋里的水都是鹹水,不能被直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的裏海是最大的鹹水湖。
地球上水的體積大約有 1 360 000 000 立方公里. 當中
海洋占了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰蓋占了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水占了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,內陸海,和河裡的淡水占了250 000 立方公里(或0.02%)。
大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都占了13 000立方公里(或0.001%)。
對生命的影響
地球上的生命最初是在水中出現的。水是所有生物體的重要組成部分。人體中水占70%;而水母中98%都是水。水中生活著大量的水生植被等水生生物。
水有利於體內化學反應的進行,在生物體內還起到運輸物質的作用。 水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用。
水的種類
不同的學科對水有著一些不同的稱呼:
根據水質的不同,可以分為:
軟水:硬度低於8度的水為軟水。
硬水:硬度高於8度的水為硬水。硬水會影響洗滌劑的效果,硬水加熱會有較多的水垢。
飲用水根據氯化鈉的含量,可以分為:
淡水。
鹹水
此外還有:
生物水:在各種生命體系中存在的不同狀態的水。
天然水:
土壤水:貯存於土壤內的水
地下水:貯存於地下的水
超純水:純度極高的水,多用於積體電路工業
結晶水:又稱水合水。在結晶物質中,以化學鍵力與離子或分子相結合的、數量一定的水分子。
重水的化學分子式為D2O,每個重水分子由兩個氘原子和一個氧原子構成。重水在天然水中占不到萬分之二,通過電解水得到的重水比黃金還昂貴。重水可以用來做原子反應堆的減速劑和載熱劑
超重水的化學分子式為T2O,每個重水分子由兩個氚原子和一個氧原子構成。超重水在天然水中極其稀少,其比例不到十億分之一。超重水的製取成本比重水還要高上萬倍。
氘化水的化學分子式為HDO,每個分子中含一個氫原子、一個氘原子和一個氧原子。用途不大。
與水相關的化學反應
水的電離與溶液pH值
水是一種極弱的電解質,它能微弱地電離: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+簡寫為H+
水的離子積 Kw=【H+】【OH-】
25度時,Kw=1×10-14
pH=-log10(【H+】)
pH<7,溶液為酸性,pH=7,溶液為中性,pH>7,溶液為鹼性。
能溶於水的酸性氧化物或鹼性氧化物都能與水反應,生成相應的含氧酸或鹼。酸和鹼發生中和反應生成鹽和水。水在電流的作用下能夠分解成氫氣和氧氣。鹼金屬和水接觸會發生燃燒。
在催化劑的作用下,無機物和有機物能夠與水進行水解反應:
有機物的水解:有機物分子中的某種原子或原子團被水分子的氫原子或羥基(-OH)代換,例如乙酸甲酯的水解:
無機物的水解:通常是鹽的水解,例如弱酸鹽乙酸鈉與水中的H+結合成弱酸,使溶液呈鹼性:
此外,水本身也可以作為催化劑。
淡水短缺問題與對策
地球上水總儲量約為1.36x1018m3,但除去海洋等鹹水資源外,只有2.5%為淡水。淡水又主要以冰川和深層地下水的形勢存在,河流和湖泊中的淡水僅占世界總淡水的0.3%。
世界氣象組織於1996年初指出:缺水是全世界城市面臨的首要問題,估計到2050年,全球有46%的城市人口缺水。對於水資源稀少的地區來說,水已經超出生活資源的範圍,而成為戰略資源,由於水資源的稀有性,水戰爭爆發的可能性越來越高。
為讓全世界都關心淡水資源短缺的問題,第47屆聯合國大會確定每年3月22日為世界水日。
水文化
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水滴揚起水在科學、哲學、宗教、文學、美術、體育、神話等中都有所體現。
水的利用
水是人類生活的重要資源,特別是農業需要大量水進行灌溉,人類文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水邊建立,以解決灌溉、飲用和排污問題。在人類日常生活中,水在飲用、清潔、洗滌等方面的作用不可或缺。
隨著科學技術的發展,人們興修水利,與水澇害和洪水等自然災害作鬥爭。因此形成了一些專門與水有關的研究領域,如水力學,水文科學,水處理等,甚而產生了以水為生的產業水產業。
工業生產和化工生產大量使用這種廉價的原料。但未經處理的廢水的任意排放就會造成水污染。為了解決這一問題,污水的處理就變得十分必要。 (見水污染和污水處理。)
古代世界觀中的水
在文明的早期,人們開始探討世界各種事物的組成或者分類,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素說中就有水;佛教中的四大也有水;中國古代的五行學說中水代表了所有的液體,以及具有流動、潤濕、陰柔性質的事物。
水崇拜
在人類的童年時期,對於水兼有養育與毀滅能力、不可捉摸的性情,產生了又愛又怕的感情,產生了水崇拜。通過賦予水以神的靈性,祈禱水給人類帶來安寧、豐收和幸福。
中國傳統上的龍王就是對水的神格化。凡有水域水源處皆有龍王,龍王廟、堂遍及全國各地。祭龍王祈雨是中國傳統的信仰習俗。
還有口語化
形容人沒有出息,或者是做事不夠好。
例如:你雜這么水的那。(你雜這么差勁那。)
高山流水
古代琴曲。戰國時已有關於高山流水的琴曲故事流傳,故亦傳《高山流水》系伯牙所作。樂譜最早見於明代《神奇秘譜(朱權成書於1425年)》,此譜之《高山》、《流水》解題有:“《高山》、《流水》二曲,本只一曲。初志在乎高山,言仁者樂山之意。後志在乎流水,言智者樂水之意。至唐分為兩曲,不分段數。至來分高山為四段,流水為八段。”兩千多年來,《高山》、《流水》這兩首著名的古琴曲與伯牙鼓琴遇知音的故事一起,在人民中間廣泛流傳。
《高山流水》取材於“伯牙鼓琴遇知音”,有多種譜本。有琴曲和箏曲兩種,兩者同名異曲,風格完全不同。
隨著明清以來琴的演奏藝術的發展,《高山》、《流水》有了很大變化。《傳奇秘譜》本不分段,而後世琴譜多分段。明清以來多種琴譜中以清代唐彝銘所編《天聞閣琴譜》(1876年)中所收川派琴家張孔山改編的《流水》尤有特色,增加了以“滾、拂、綽、注”手法作流水聲的第六段,又稱“七十二滾拂流水”,以其形象鮮明,情景交融而廣為流傳。據琴家考證,在《天聞閣琴譜》問世以前,所有琴譜中的《流水》都沒有張孔山演奏的第六段,全曲只八段,與《神奇秘譜》解題所說相符,但張孔山的傳?滓言鑫喔危笄偌葉嗑荽似籽葑唷?
另有箏曲《高山流水》,音樂與琴曲迥異,同樣取材於“伯牙鼓琴遇知音”。現有多種流派譜本。而流傳最廣,影響最大的則是浙江武林派的傳譜,旋律典雅,韻味雋永,頗具“高山之巍巍,流水之洋洋”貌。
山東派的《高山流水》是《琴韻》、《風擺翠竹》、《夜靜鑾鈴》、《書韻》四個小曲的聯奏,也稱《四段曲》、《四段錦》。
河南派的《高山流水》則是取自於民間《老六板》板頭曲,節奏清新明快,民間藝人常在初次見面時演奏,以示尊敬結交之意。這三者及古琴曲《高山流水》之間毫無共同之處,都是同名異曲。
高山流水 ( gāo shān liú shuǐ )
解 釋 比喻知己相賞或知音難遇。也比喻樂曲高妙。
出 處 戰國·鄭·列禦寇《列子·湯問》:“伯牙鼓琴,志在高山,鍾子期曰:'善哉,峨峨兮若泰山!'志在流水,鍾子期曰:'善哉,洋洋兮若江河。'”
用 法 聯合式;作賓語;比喻樂曲高妙
示 例 清·袁於令《西樓記·病晤》:“清商繞畫梁,一聲一字,萬種悠揚,~相傾賞。”
近義詞 知音難覓
典 故
傳說先秦的琴師伯牙一次在荒山野地彈琴,樵夫鍾子期竟能領會這是描繪“巍巍乎志在高山”和“洋洋乎志在流水”。伯牙驚曰:“善哉,子之心與吾同。”子期死後,伯牙痛失知音,摔琴斷弦,終身不操,故有高山流水之曲。
春秋時代,有個叫俞伯牙的人,精通音律,琴藝高超,是當時著名的琴師。俞伯牙年輕的時候聰穎好學,曾拜高人為師,琴技達到水平,但他總覺得自己還不能出神入化地表現對各種事物的感受。伯牙的老師知道他的想法後,就帶他乘船到東海的蓬萊島上,讓他欣賞大自然的景色,傾聽大海的波濤聲。伯牙舉目眺望,只見波浪洶湧,浪花激濺;海鳥翻飛,鳴聲入耳;山林樹木,鬱鬱蔥蔥,如入仙境一般。一種奇妙的感覺油然而生,耳邊仿佛咯起了大自然那和諧動聽的音樂。他情不自禁地取琴彈奏,音隨意轉,把大自然的美妙融進了琴聲,伯牙體驗到一種前所未有的境界。老師告訴他:“你已經學了。”
一夜伯牙乘船遊覽。面對清風明月,他思緒萬千,於是又彈起琴來,琴聲悠揚,漸入佳境。忽聽岸上有人叫絕。伯牙聞聲走出船來,只見一個樵夫站在岸邊,他知道此人是知音當即請樵夫上船,興致勃勃地為他演奏。伯牙彈起讚美高山的曲調,樵夫說道:“真好!雄偉而莊重,好像高聳入雲的泰山一樣!”當他彈奏表現奔騰澎湃的波濤時,樵夫又說:“真好!寬廣浩蕩,好像看見滾滾的流水,無邊的大海一般!”伯牙興奮色了,激動地說:“知音!你真是我的知音。”這個樵夫就是鍾子期。從此二人成了非常要好的朋友。

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