Вода: електрическа проводимост и топлопроводимост. Единици за измерване на електрическата проводимост на водата

Кой знае формулата на водата от училищните дни? Разбира се, това е всичко. Вероятно е, че от целия курс по химия, много хора, които не го следват по специализиран начин, и само познаването на това, което Н₂

Водата като вещество

Водната молекула, както е известно, се състои от един кислороден атом и два водородни атома. Формулата му е написана като: H₂О. Това вещество може да има три състояния: твърдо - под формата на лед, газообразно - под формата на пари и течност - като вещество без цвят, вкус и мирис. Между другото, това е единственото вещество на планетата, което може да съществува във всичките три състояния едновременно в природни условия. Например: на полюсите на Земята - лед, в океаните - вода и изпарение под лъчите на слънцето - това е пара. В този смисъл водата е аномална.

Повече вода е най-разпространеното вещество на нашата планета. Тя покрива повърхността на планетата Земя почти седемдесет процента - това са океаните и множество реки с езера и ледници. Повечето от водата на планетата са солени. Не е подходящ за пиене и за отглеждане. Прясна вода е само два и половина процента от общото количество вода на планетата.

Водата е много силен и висококачествен разтворител. Поради това химическите реакции във водата преминават с огромна скорост. Същото свойство влияе върху метаболизма в човешкото тяло. Добре известно е, че тялото на възрастен човек е със седемдесет процента вода. Този процент е дори по-висок за едно дете. Към старостта тази цифра пада от седемдесет до шестдесет процента. Между другото, тази характеристика на водата показва, че основата на живота на човека е точно това. Колкото повече вода в тялото повече - толкова по-здрави, активни и по-млади. Тъй като учените и лекарите от всички страни неуморно повтарят, че е необходимо да пием много. Това е вода в чиста форма, а не заместители под формата на чай, кафе или други напитки.

Водата образува климата на планетата и това не е преувеличение. Топлите токове в океана затоплят целият континент. Това се дължи на факта, че водата абсорбира много слънчева топлина и след това я отвежда, когато започне да се охлажда. Така регулира температурата на планетата. Много учени казват, че Земята ще се охлади от дълго време и ще стане камък, ако не и за наличието на такова количество вода на зелена планета.

Свойства на водата

Водата има много много интересни свойства.

Например водата е най-мобилното вещество след въздуха. От училищния курс, много, със сигурност, помнете такова нещо като водния цикъл в природата. Например: стрък се изпарява под въздействието на пряка слънчева светлина, превръща се във водна пара. Освен това тази пара чрез вятъра се пренася някъде, събира се в облаците и дори в нея гръмотевични и пада в планините под формата на сняг, градушка или дъжд. Освен това от планините на потока отново изтича, частично се изпарява. И така - в кръг - цикълът се повтаря милиони пъти.

Също така водата има много висока топлинна мощност. Именно поради това водните тела, особено океаните, се охлаждат много бавно по време на прехода от топъл сезон или през деня към студен. Обратно, когато температурата на въздуха се покачва, водата се загрява много бавно. Поради това, както бе споменато по-горе, водата стабилизира температурата на въздуха на цялата ни планета.

След живака, водата има най-висока стойност на повърхностното напрежение. Трябва да се отбележи, че случайно разлята на равна повърхност, капката понякога се превръща в впечатляващ петно. Това е вискозитета на водата. Друго свойство се проявява в него, когато температурата се понижи до четири градуса. Веднага след като водата се охлади до този знак, става по-лесно. Поради това ледът винаги плава по повърхността на водата и се втвърдява с кора, покривайки реки и езера. Поради това рибата не замръзва във водни тела, които замръзват през зимата.

Водата като проводник на електричество

Първо си струва да научите какво е електрическата проводимост (включително водата). Електрическата проводимост е способността на дадено вещество да води електрически ток през себе си. Съответно, електрическата проводимост на водата е способността на водата да подава ток. Тази способност директно зависи от количеството соли и други примеси в течността. Например електрическата проводимост на дестилирана вода е почти сведена до минимум поради факта, че такава вода се пречиства от различни добавки, които са толкова необходими за добра електрическа проводимост. Един отличен токов проводник е морска вода, където концентрацията на соли е много висока. Друга електрическа проводимост зависи от температурата на водата. Колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е електрическата проводимост на водата. Този модел се разкрива поради множеството експерименти на физиците.

Измерване на електрическата проводимост на водата

Има такъв термин - кондолометрия. Това е името на един от методите за електрохимичен анализ, базиращ се на електрическата проводимост на разтворите. Приложете този метод, за да определите концентрацията в разтвори на соли или киселини, както и да контролирате състава на някои промишлени решения. Водата има амфотерни свойства. Това означава, че в зависимост от условията тя може да показва киселинни и основни свойства - да действа както като киселина, така и като основа.

Устройството, използвано за този анализ, има много подобно име - измервател на проводимостта. С електромера за проводимост се измерва електропроводимостта на електролитите в разтвора, чийто анализ се извършва. Може би е полезно да се обясни още един термин - електролит. Това вещество, което се разтваря или разтапя, се разлага на йони, в резултат на което се извършва електрически ток. Йонът е електрически заредена частица. Всъщност измервателният конвертор, въз основа на определени единици от електрическата проводимост на водата, определя неговата специфична електрическа проводимост. Това означава, че определя електрическата проводимост на определен обем вода, взета като начална единица.

Дори преди началото на седемдесетте години на миналия век единицата за измерване "mo" е използвана за означаване на проводимостта на електроенергията, тя е получена от друга стойност - Ом, която е основната единица на съпротива. Електрическата проводимост е количество, което е обратно пропорционално на съпротивлението. Сега тя се измерва в Siemens. Получи името си от този мащаб в чест на немския учен-физик - Вернер фон Сименс.

Siemens

Сименс (наричан Cm или S) е реципрочното на Ohm, което е единица за измерване на електрическата проводимост. Една см е равна на електрическа проводимост Всеки проводник, чието съпротивление е 1 ом. Изразено от формулата:

• 1 Sm = 1: Ohm = A: В = кг^минус-1middot-т^минус-2middot-ssup3-А², където
  А - ампер,
  Ин - волта.

Термопроводимост на водата

Сега нека да поговорим, какво е термична проводимост. Топлопроводимостта е способността на веществото да носи топлинна енергия. Същността на феномена се крие във факта, че кинетичната енергия на атомите и молекулите, които определят температурата на дадено тяло или вещество, се прехвърля в друго тяло или вещество в тяхното взаимодействие. С други думи, топлинната проводимост е топлообмен между телата, веществата, както и между тялото и веществото.

Топлопроводимостта в близост до водата също е много висока. Хората използват това свойство на водата ежедневно, без да го забелязват. Например, наливането на студена вода в контейнер и охлаждане на напитки или храна в нея. Студената вода отнема топлината от бутилката, контейнера, в замяна дава студено, е възможно и обратната реакция.

Сега този феномен може лесно да се представи в глобален мащаб. Океанът се нагрява през лятото, а след това - с настъпването на студено време, бавно се охлажда и дава топлината си на въздуха, като по този начин загрява континентите. Охладени през зимата, океаните започват да се затоплят много бавно в сравнение със земята и дават своята прохлада на континентите, изтощени от лятното слънце.

Плътност на водата

Над казаното е, че рибите живеят през зимата в езерото, поради факта, че водата замръзва по цялата им повърхност. Знаем, че в ледената вода започва да се върти при температура от нула градуса. Поради факта, че плътността на водата е по-голяма от плътността лед, лед плава и замръзва на повърхността.

Какви са редукционните свойства на водата

Също така, водата при различни условия може да бъде както окислител, така и редуциращ агент. Тоест, водата, която се отказва от електроните си, се зарежда положително и се окислява. Или получава отрицателно електрони и такси, така че е възстановено. В първия случай водата се окислява и се нарича мъртва. Той има много силни бактерицидни свойства, но не е необходимо да се пие. Във втория случай водата е жива. Укрепва, стимулира тялото да се възстанови, пренася енергия в клетките. Разликата между тези две свойства на водата се изразява в термина "потенциал на окисление-редукция".

С каква вода може да реагира

Водата е в състояние да реагира с почти всички вещества, които съществуват на Земята. Единственото нещо е, че трябва да се осигури подходяща температура и микроклимат за появата на тези реакции.

Например, при стайна температура, водата реагира перфектно с метали като натрий, калий, барий - те се наричат ​​активни. С халогени - това е флуор, хлор. При нагряване водата реагира добре с желязо, магнезий, въглища, метан.

С помощта на различни катализатори, водата реагира с амиди, естери на карбоновата киселина. Катализаторът е вещество, сякаш притиска компонентите към взаимна реакция, ускорявайки ги.

Има ли вода някъде другаде освен Земята?

Досега не е намерена вода на нито една планета на Слънчевата система, освен Земята. Да, предполага се присъствието му на сателити на такива гигантски планети като Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран, но засега няма точни данни от учените. Има още една хипотеза до окончателното доказателство за подземните води на планетата Марс и спътника на Земята - Луната. Що се отнася до Марс като цяло, бяха представени няколко теории, които по някое време на тази планета имаше океан, а неговият възможен модел беше дори проектиран от учените.

Извън слънчевата система има много големи и малки планети, където, според учените, може да има вода. Но няма и най-малката възможност да видим това със сигурност.

Как да използваме топлината и електрическата проводимост на водата за практически цели

С оглед на факта, че водата има висока топлинна мощност, тя се използва в отоплителната мрежа като топлоносител. То осигурява пренос на топлина от производителя към потребителя. Като отличен топлоносител много атомни електроцентрали използват вода.

В медицината се използва лед за охлаждане, а за дезинфекция се използва пара. Също така, ледът се използва в системата за обществено хранене.

В много ядрени реактори водата се използва като забавител за успешно протичане верижна ядрена реакция.

Водата под налягане се използва за разделяне, разчупване и дори за рязане на скали. Това се използва активно при изграждането на тунели, подземни съоръжения, складове, подлези.

заключение

От статията става ясно, че водата в нейните свойства и функции е най-незаменима и поразителна субстанция на Земята. Дали животът на човек или друго живо същество на Земята зависи от водата? Разбира се, да. Дали това вещество допринася за провеждането на научна дейност от човека? Да. Водата има ли електрическа проводимост, топлопроводимост и други полезни свойства? Отговорът е и "да". Друго нещо е, че водата на Земята и още повече, че водата е чиста, става все по-малко. И нашата задача е да запазим и да осигурим (и следователно и всички нас) от изчезване.