第一章地球上水的性质ppt课件.ppt

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1、第一章地球上水的性质第一节地球上水的物理性质第二节地球上水的化学性质第一节地球上水的物理性质一、水的形态及其转化（一）水分子的结构1.水的三态与水温随着水温的变化，三态水分子的聚合体也在不断的变化。从表1－1可见：表1－1不同水温水分子聚合体的分布（％）分子式冰水0℃0℃4℃38℃98℃H2O019202936(H2O)24158595051(H2O)35923212113（二）水的三态及其转化固态液态气态1）随着水温的升高，水分子聚合体不断地减少，而单水分子不断地增多。当温度高于100℃呈气态时，水主要由单水分子

2、组成。2）随着温度的降低，水分子聚合体不断增多，单水分子不断减少。水温达到0℃结冰时，单水分子为零，而强力缔合结构的三水分子增多，因三水分子结构特性，使液态水变成固态冰时，体积膨胀10％，若冰变成液态水时，体积减小10％。3）水温在3.98℃时，结合紧密的二水分子最多，所以此时水的密度最大，比重为1。2.固态水（冰）的结构气体水分子能凝聚成液态水和固态水（冰），主要是氢键起着强烈的缔合作用。二、水的热学性质水变成水汽或冰融成水都要吸收热量。相反，水汽凝结和水结成冰都要放出热量，而且吸收或放出的热量是相等的。这种吸收

3、或放出的热量称为水的潜热。水在0℃直接蒸发，其蒸发潜热为2500J/g；在100℃时，汽化潜热为2257J/g；冰在0℃时，融解潜热为1401J/g；冰直接升华潜热为1401+2500=3901J/g。水的热容量（或比热）、融解热和蒸发热都比其他物质大。其原因是水分子的异常结构。水分子结构的突出特点是具有极性和生成氢键的能力，使水分子相互间的作用力即内聚力大增强。水在温度变化和三态转化过程中，不仅要克服分子间的范德华作用力，而且还要克服氢键的束缚，分解双水分子和三水分子聚合体，因此需要较多的热量。水的热容量与潜热特

4、性，对整个地球上的热量变化具有重要的调节作用，使冬季不致过冷，夏季不致过热。结论：水是所有固体和液体中热容量最大的物质之一，能吸收相当多的热量而不损害其稳定性。也就是说，把水加热到某一温度，要比重量相同的其它物质加热到同一温度，需要更多的热量。三、水温温度是表示物体冷热程度的物理量，其单位为℃或℉。水温是各个水体的重要物理性质之一，水体的温度取决于各个水体的热量收支状况，其中太阳辐射是地球上各种水体的主要热源之一。（一）海水的温度海水的温度是表示海水冷热程度的物理量，是海水重要而又基本的物理性质之一。1、影响海水温

5、度的因素海水的温度取决于海水的热量收支状况（如表1-2）。当收入热量大于支出热量时，海水热量有盈余，内能增加，水温升高；反之，收入热量少于支出热量时，热量亏损，内能减少，水温下降。海水的热量收支收入支出1.来自太阳和天空的短波辐射2.来自大气的长波辐射3.地壳内热通过海底传给海水的热量4.海面水汽凝结时放出的热量5.洋流带来的热量6.海水垂直交换所得的热量7.化学的、生物的放射性物质放出的热量8.海水运动产生的热量1.海面辐射放出的热量2.海水蒸发时所消耗的热量3.洋流带走的热量4.海水垂直交换中耗掉的热量（1）海

6、水热量的收入有太阳辐射、大气对海面的长波辐射（大气逆辐射）、海面水汽凝结释放的热量、暖于海水的降水和大陆径流带入的热量，地球内部通过海底传导给海水的热量、海洋中物理、化学、生物的反应产生的热量以及海水的对流、平流和混合运动所得的热量等，其中太阳短波辐射和大气长波辐射最为重要，太阳辐射是海水热量最主要的来源。洋流带来的热量只对局部海区有较大影响，其它方式所提供热量较少。（2）海水的热量支出有海面蒸发、海面长波辐射、海洋传给大气的乱流热，海洋内部的对流、平流和混合所失去的热量等。热量的支出以海面辐射和蒸发更为重要，在局

7、部海区由洋流带走的热量对水温变化也有较大影响。对高纬海区，结冰和融冰对水温也有一定影响。2、世界大洋表层水温水平分布特点世界大洋表层水温年平均变化于－1.7℃－30℃之间。其分布特点：（1）世界大洋表层水温最高值出现在热赤道，由热赤道向两极递减。热赤道位处赤道以北，大致处在5°N－7°N，水温最高。海洋表层水温的这一分布特点，主要受太阳辐射控制。低纬海区，全年正午太阳高度角（太阳入射角）大，太阳辐射强，则水温高。由低纬向高纬，太阳高度角（入射角）降低，太阳总辐射减少，则水温下降。（2）大洋东西两侧水温明显不同中低纬

8、海区西侧水温高于东侧，中高纬海区则相反。这主要是洋流对局部海区水温影响的结果。中低纬海区，大洋西侧为暖流，东侧为寒流，所以西侧水温高于东侧；中高纬海区则相反，大洋西侧为寒流，东侧为暖流，则水温西侧低于东侧。在寒暖流交汇处，等温线特别密集，水温的水平梯度大。（3）南北半球水温有较大差异①南半球等温线比较规则，尤其高纬度海区几乎与纬线平行。原因是陆地集中于北半球