Гидрофизика ва сув мувозанати тадқиқотлари фани геофизиканинг бир қисми ҳисобланади

1.2. СУВНИНГ МОЛЕКЎЛЯР ФИЗИКАСИ
Ер шарида 16 млрд км сув мавжуд, бу рақам сайёрамиз массасининг 0,25 фойизини ташқил этади.
Бу миқдордан 1.386 млрд км³ Ер гидросферасига-океанлар, денгизлар, кўллар, дарёлар, музликлар ва ер ости сувларига тўғри келади.
Чучук ер усти сувлари (кўллар ва дарёлар) атиги 0,2 млн.км³ ни ташқил этади:
Атмосферанинг сув буғлари эса 13 минг км³ га тенг. Сув табиий шароитда уч ҳолатда учрайди:

1. 
   Қаттиқ (қор ёки муз куринишида);
   
2. 
   Суюк (сув);
   
3. 
   Газсимон ҳолат (сув буғи кўринишида).
   

Сувнинг мава шу кўринишлари унинг агрегат ҳолатлари деб аталади.
Сувнииг бир фазадан бошқа фазага ўтишига сабаб унинг температураси ва босимининг ўзгаришидир.
Сувнинг агрегат ҳолатларини мос равишда қуйидаги уч областга ажратиш мумкин:
I - областда сув каттиқ ҳолатда бўлади;
II - областда суюқ ҳолатда ;
III - областда сув буғ куринишида бўлади.
Уларни учта чизиқ чегаралаб туради:
1 - чизиқ бўйича қаттиқ ва суюк фазалар мувозанатда бўлади (музнинг эриши ёки сувнинг кристаллга айланиши);
2 - чизиқ бўйича суюқ ва газсимон фазалар мувозанатда бўлади (сувнинг буғланиши ёки буғнинг конденсацияси);
3 - чизиқ чегарасида қаттиқ ва газсимон фазалар мувозанатда бўлади. Бунда сув буғининг сублимацияси ва музнинг возгонкаси (буғланиши) кузатилади.
Сублимация деб сув буғининг газсимон шаклдан қаттиқ шаклга ўтишига айтилади.
Возгонка деб қаттиқ ҳолатдан (муздан) суюк ҳолатга утмасдан тукри газсимон ҳолатга (буғга) айланишига айтилади.
Қорнинг сублимация ва возгонкалари табиатда катта аҳамиятга эга бўлади. 1, 2 ва 3-чизиқлар атрофидаги фазалар мувозанатини динамик мувозанат деб тушунса бўлади, яъни чизиқлар орасида бир фаза молекўлаларининг пайдо бўлиши бошқа фаза молекўлаларининг пайдо бўлишига қатъий боғлиқ бўлади.
Мана шу учта эгри чизиқларнинг кесилиши Гиббс фазаларининг қоидасидан келиб чиқади:
F = m - n +2
Бу ерда /-бўш даражалар сони ёки бир-бирига боғлиқ бўлмаган параметрлар (шу системанинг мувозанатини ифодалайди); m-компонентлар сони; n-фазалар сони. Сув системаси 1 та компонентдан иборат бўлганлиги учун (m=1) ва бир фазада (n=1) бўлиб, F=2 га тенг бўлади. Бундам шу нарса келиб чиқадики, бир фаза учун 2 параметрни хохлаганча алмаштирса бўлади (температура ва босимни), бунда бир фазалик система ўз мувозанатини сақлаб қолади.
2 та фазада (n=2) /қ 1га тенг бўлади, яъни /= 1-2 + 2=1 бўлади; 1, 2, 3-эгри чизиқдарни ифодадовчи Клайперон-Клауиус тенгламаси мавжуд:
,
бу ерда: Т-абсолют температура, ҳар бир эфи чизиқлар учун алоҳида берилади; L-нисбий иссиқлик (буғланиш, эриш ёки сублимация); - -ҳажмлар фарқи (сувдан музга ўтганда ёки сув буғининг сувга айланганида ёки сув буғидан муз ҳолатига ўтганда).
Сув мураккаб табиий модда. Унинг асосий структура бирлиги дир. Сув молекўласи ўз навбатида 2 та водород атомидан ва 1та кислород атомидан ташқил топган. Водород ва кислород молекўлаларининг жойлашиш схемаси ҳар хил муаллифлар томонидан турлича таклиф этилган.
Сув молекўласининг тўзилиши 3 атомли бўлганлиги учун унинг тўлиқ кинетик энергияси қуйидагача ифодаланади:

бу ерда ҳ у, z ва w_x , w_y , w_z лар молеқулай и ҳаракатга келтирувчи ва айланма ҳаракат тезликлари; J_x, J_v, J, - молеқулай инг инерция моментлари (айланма уқига нисбатан); m-молекўла массаси.
Юқоридаги тенгламадан қуйидаги Хўлосалар келиб чиқади; типдаги молеқулай инг тўлиқ кинетик энергияси 6 қисмдан иборат бўлади (Зта ҳаракатга келтирувчи, 3 та айланма).
Физика курсидан маълумки, ҳар бир эркин даражага унга тенг микдордаги энергия тўғри келади:
Бу ҳолда молеқулай инг тўлиқ кинетик энергияси қуйидаги тенглама бил аи ифодаланади:
Е_к = 6/2 • R Т = 3RT
Ҳар қандай газ грамм молекўласининг тўлиқ кинетик энергияси W = N_A -E_k = 3 N_A -RT = 3R_mT
ифода билан аниқданади.
Агарда модданинг ҳажми доимий бўлса, бу ҳолда тўлиқ кинетик энергия билан нисбий иссиқлик сиғимининг боғланиши қуйидагича ифодаланади:

Нисбий иссиқлик сиғими сув буғи учун юқоридаги ифода бўйича ҳисобланади ва 25 ж/моль. га тенг бўлади, лаборатория шароитида ўтказилган тажрибалар натижалари бўйича эса 27,8 ж/моль га тенг. Демак Н₂О юқоридаги схема бўйича тузилган, деб айтса бўлади. Сув молекўл асин инг тўзилишини спектрографик усуллар ёрдамида урганил ганда унинг учбурчак шаклидалига аниқланди ва учбурчакнинг ҳамма томонлари тенг, бурчакларнинг қиймати 104°27', томонларининг Ўзунлиги 0.096 нмга тенглиги аниқланди.
Кислород 6 та изотопга эга, булар: ¹⁴О, ¹⁵О,....¹⁹0.
Водород 3 та изотопга эга, булар: I_Н (протий), ²Н (дейтерий), З_н (тритий). Изотопларнинг баъзи бирлари радиоактив бўлиб, тез тарқалади ва табиий сувларда кам учрайди. 'Н₂, ¹⁶0 (m.of к18 -оддий сув), ²Н₂ ^l60 (м.о/ = 20-бу дейтерий).