水的化学式是H2O。水是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。自然界中水的水有三种状态,分别为:固态、液态、气态。但是水却不止仅有三态,还包括:超临界流体、超固体、超流体、费米子凝聚态、等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态等等。
纯水导电性十分微弱,属于极弱的电解质。但日常生活中的水通常有较为明显的导电性是因为其中溶解了其它电解质而产生的电离作用。
1.维持身体水分平衡:水分是维持身体生命活动的基础,喝适量的水可以帮助身体维持水分平衡,保持正常的生理功能。
2.促进新陈代谢:水是身体代谢过程中必不可少的物质,它能够促进新陈代谢,加速身体内营养物质的吸收和废物的排出。
3.润滑关节:水在关节腔中形成润滑液,减少了骨头之间的摩擦,使得关节能够更加灵活顺畅地运动。
4.帮助消化:适量的水可以促进胃肠道的蠕动,帮助食物消化,预防便秘等问题。
5.调节体温:水对体温调节起着重要的作用,如果外界温度较高,会通过体内水分蒸发来散热,降低温度。
6.滋润皮肤:当人体体内缺乏水分时,会表现为皮肤干燥、粗糙、皲裂、蜕皮、面色苍老等症状,因此,水还有滋润皮肤的作用。
水在常温常压下为无色无味的透明液体。水的三相点是273.16K(611.73Pa下),临界点是647K(22.064MPa下)。在临界点之上水无法存在液相及固相,而在临界点之下水蒸汽容易结成液相。水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。在20℃时,水的热导率为0.006J/s⸱cm⸱K,冰的热导率为0.023J/s⸱cm⸱K。水的密度在3.98℃时最大,为1×103kg/m3,温度高于3.98℃时,水的密度随温度升高而减小,在0~3.98℃时,水不服从热胀冷缩的规律,密度随温度的升高而增加。
水在0℃时,密度为0.99987×103kg/m3,冰在0℃时,密度为0.9167×103kg/m3。因此冰可以浮在水面上。水的定压摩尔热容会随温度变化,在0℃时,水的定压摩尔热容为75.817J/mol/K,在20℃时,水的定压摩尔热容为75.165J/mol/K,在100℃时,水的定压摩尔热容为75.541J/mol/K。具有很大的内聚力和表面张力,除汞以外,水的表面张力最大,并能产生较明显的毛细现象和吸附现象。纯水有极微弱的导电能力,但普通的水因含有少量电解质(如矿物质、溶解大气中二氧化碳形成的碳酸)而有较强的导电能力。
日常生活中的水可分为软水和硬水,溶有较多可溶性钙、镁和铁盐的水叫做硬水。水中含有的Ca2+,Mg2+等离子的总浓度称为硬度。GPG为水硬度单位,1GPG表示1加仑水中硬度离子(钙镁离子)含量为1格令。按美国WQA(水质量协会)标准,水的硬度分为6级:0~0.5GPG为软水,0.5~3.5GPG为微硬,3.5~7.0GPG为中硬,7~10.5GPG为硬水,10.5~14.0GPG为很硬,14.0GPG以上为极硬。含有HCO3‒的水称为暂时硬水,加热时碳酸氢根离子分解使得钙镁离子沉淀而软化。含有Cl‒,SO42‒的水不能通过加热软化,称为永久硬水。可以用肥皂水来区分软硬度,通过煮沸的方式可以使硬水变软。
水分子不是完美的球形,其分子模型如图所示,从其旋转中心测定得到的直径为0.312nm,平均范德华直径约为0.28nm。
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