Apă: conductivitatea electrică și conductivitatea termică. Unități de măsură a conductivității electrice a apei

Cine cunoaște formula de apă din zilele școlare? Bineînțeles, asta e tot. Este posibil ca din întregul curs de chimie, mulți care nu o studiază apoi într-un mod specializat, și doar cunoașterea a ceea ce H₂

Apa ca substanță

Moleculele de apă, după cum știm, constau într-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Formula lui este scrisă ca: H₂O. Acest material poate avea trei stări: solid - sub formă de gheață, gazos - sub formă de abur și lichid - ca substanță fără culoare, gust și miros. Apropo, aceasta este singura substanță de pe planetă care poate exista în toate cele trei stări simultan în condiții naturale. De exemplu: polii Pământului - gheata in oceane - apa si evaporându sub lumina soarelui - este abur. În acest sens, apa este anormală.

Mai multă apă este cea mai comună substanță de pe planeta noastră. Acoperă suprafața planetei Pământ aproape șaptezeci de procente - sunt oceanele și numeroase râuri cu lacuri și ghețari. Cea mai mare parte a apei de pe planetă este sărată. Este nepotrivit pentru băut și pentru agricultură. Apa dulce este doar două și jumătate la sută din cantitatea totală de apă de pe planetă.

Apa este un solvent foarte puternic și de înaltă calitate. Din acest motiv, reacțiile chimice din apă trec la o viteză extraordinară. Aceeași proprietate afectează metabolismul în corpul uman. Este bine cunoscut faptul că corpul unei persoane adulte este de șaptezeci la sută de apă. Acest procent este chiar mai mare pentru un copil. Pentru bătrânețe, această cifră scade de la șaptezeci la șaizeci la sută. Apropo, această caracteristică a apei demonstrează că baza vieții unei persoane este exact așa. Mai multă apă în organism - mai sănătoasă, mai activă și mai tânără. Deoarece oamenii de știință și medici din toate țările repetă neobosit că este necesar să beți mult. Este apă în forma sa pură și nu înlocuiește sub formă de ceai, cafea sau alte băuturi.

Apa formează clima de pe planetă, iar aceasta nu este o exagerare. Curenții calzi din oceane calmează continente întregi. Acest lucru se datorează faptului că apa absoarbe o mulțime de căldură solară și apoi o dă departe când începe să se răcească. Deci reglează temperatura de pe planetă. Mulți oameni de știință spun că Pământul ar fi răcit mult timp și ar deveni o piatră, dacă nu pentru prezența unei astfel de cantități de apă pe o planetă verde.

Proprietățile apei

Apa are multe proprietăți foarte interesante.

De exemplu, apa este cea mai mobilă substanță după aer. Din cursul școlii, mulți, cu siguranță, amintesc de un astfel de lucru ca ciclul de apă în natură. De exemplu: o scurgere se evaporă sub influența razelor solare directe, se transformă în vapori de apă. În plus, acest abur prin vânt, este transferat undeva, este colectat în nori și chiar în nori de furtună și cade în munți sub formă de zăpadă, grindină sau ploaie. Mai departe, din munții pârâului, din nou, se scurge, parțial se evaporă. Și așa - într-un cerc - ciclul se repetă de milioane de ori.

De asemenea, apa are o capacitate foarte mare de căldură. Din acest motiv, corpurile de apă, în special oceanele, se răcesc foarte încet în timpul tranziției de la un sezon cald sau de la o zi la alta. În schimb, atunci când temperatura aerului crește, apa este încălzită foarte încet. Datorită acestui fapt, așa cum am menționat mai sus, apa stabilizează temperatura aerului pe întreaga noastră planetă.

După mercur, apa are cea mai mare valoare a tensiunii de suprafață. Trebuie remarcat faptul că prin vărsarea accidentală pe o suprafață uniformă, pictura devine uneori o specie impresionantă. Aceasta este visciditatea apei. O altă proprietate se manifestă atunci când temperatura este redusă la patru grade. De îndată ce apa se răcește până la această marcă, devine mai ușoară. Prin urmare, gheața flotă mereu pe suprafața apei și se întărește cu o crustă, acoperind râuri și lacuri. Din acest motiv, peștele nu îngheață în corpurile de apă care îngheață în timpul iernii.

Apa ca un conductor de energie electrică

Mai intai merita sa aflati ce este conductivitatea electrica (inclusiv apa). Conductivitatea electrică este capacitatea unei substanțe de a conduce un curent electric prin ea însăși. În consecință, conductivitatea electrică a apei este capacitatea apei de a conduce un curent. Această capacitate depinde în mod direct de cantitatea de săruri și alte impurități din lichid. De exemplu, conductivitatea electrică a apei distilate este aproape redus la minim, datorită faptului că o astfel de apa este purificată prin diverși aditivi, care sunt atât de necesare pentru o bună conductivitate electrică. Un conductor excelent de curent este apa de mare, unde concentrația de săruri este foarte mare. O altă conductivitate electrică depinde de temperatura apei. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât conductivitatea electrică a apei este mai mare. Acest model este dezvăluit din cauza experimentelor multiple ale fizicienilor.

Măsurarea conductivității electrice a apei

Există un astfel de termen - conductometrie. Acesta este numele uneia dintre metodele de analiză electrochimică bazat pe conductivitatea electrică a soluțiilor. Aplicați această metodă pentru a determina concentrația în soluții de săruri sau acizi, precum și pentru a controla compoziția anumitor soluții industriale. Apa are proprietăți amfoterice. Aceasta este, în funcție de condiții, capabilă să prezinte atât proprietăți acide, cât și cele de bază - să acționeze atât ca acid, cât și ca bază.

Dispozitivul folosit pentru această analiză are un nume foarte asemănător - un contormetru de conductivitate. Cu ajutorul contormetrului, se măsoară electroconductivitatea electroliților în soluție, analiza cărora se efectuează. Poate că merită să explicăm încă un termen - electrolit. Această substanță, care se dizolvă sau se topește, se descompune în ioni, ca rezultat al unui curent electric ulterior. Ionul este o particulă încărcată electric. De fapt, conductometrul, bazându-se pe anumite unități de conductivitate electrică a apei, determină conductivitatea sa electrică specifică. Asta este, determină conductivitatea electrică a unui volum specific de apă luat ca unitate inițială.

Înainte de începutul anilor șaptezeci ai secolului trecut pentru a indica conducția electricității utilizate unitatea „mo“, care a fost derivat din celelalte valori - rezistența la Ohm, care este unitatea principală. Conductivitatea electrică este o cantitate care este invers proporțională cu rezistența. Acum este măsurată în Siemens. A primit numele de această magnitudine în onoarea fizicianului fizician german - Werner von Siemens.

Siemens

Siemens (denumit Cm sau S) este reciprocul lui Ohm, care este o unitate pentru măsurarea conductivității electrice. Un cm este egal cu conductivitatea electrică Orice conductor a cărui rezistență este de 1 ohm. Exprimat de formula:

• 1 Sm = 1: Ohm = A: B = kg^minus-1middot-m^{Minus 2}middot-ssup3-A², unde
  A - ampere,
  In - volți.

Conductibilitatea termică a apei

Acum să vorbim, ceea ce este conductivitatea termică. Conductivitatea termică este capacitatea unei substanțe de a transporta energie termică. Esența fenomenului constă în faptul că energia cinetică a atomilor și moleculelor, care determină temperatura unui corp sau a unei substanțe date, este transferată într-un alt corp sau substanță în interacțiunea lor. Cu alte cuvinte, conducerea căldurii este un schimb de căldură între corpuri, substanțe și, de asemenea, între un corp și o substanță.

Conductivitatea termică în apropierea apei este, de asemenea, foarte ridicată. Oamenii folosesc această proprietate a apei zilnic, fără să o observe. De exemplu, turnați apă rece într-un recipient și răciți băuturi sau alimente în el. Apa rece ia căldură din sticlă, recipientul, în schimb, dând frig, este posibil și reacția inversă.

Acum acest fenomen poate fi ușor imaginat la scară globală. Oceanul se încălzește în timpul verii, iar apoi - odată cu apariția vremii reci, se răcește lent și dă căldura aerului, încălzind astfel continentele. Răcită peste iarnă, oceanul începe să se încălzească foarte lent în comparație cu pământul și îi dă răcoarea pe continente, dispărând de soarele de vară.

Densitatea apei

Mai sus sa spus că peștii trăiesc în iarna în iaz datorită faptului că apa îngheață o crustă pe toată suprafața lor. Știm că în apa de gheață începe să se întoarcă la o temperatură de zero grade. Datorită faptului că densitatea apei este mai mare decât densitatea gheață, gheață plutește și îngheață la suprafață.

Care sunt proprietățile redox ale apei

De asemenea, apa în condiții diferite poate fi atât un oxidant, cât și un agent reducător. Adică, apa, renunțând la electronii ei, este încărcată pozitiv și oxidată. Sau devine electroni și taxe negative, deci este restabilită. În primul caz, apa este oxidată și numită moartă. Are proprietăți bactericide foarte puternice, dar nu este necesar să beți. În al doilea caz, apa este în viață. Îmbunătățește, stimulează organismul să se recupereze, transportă energie către celule. Diferența dintre aceste două proprietăți ale apei este exprimată în termenul "potențial de reducere a oxidării".

Cu ce ​​apă este capabilă să reacționeze

Apa este capabilă să reacționeze cu aproape toate substanțele care există pe Pământ. Singurul lucru este că ar trebui să se asigure o temperatură și un microclimat adecvat pentru apariția acestor reacții.

De exemplu, la temperatura camerei, apa reacționează perfect cu metale precum sodiu, potasiu, bariu - se numesc active. Cu halogeni - este fluor, clor. Când este încălzit, apa reacționează bine cu fier, magneziu, cărbune, metan.

Cu ajutorul catalizatorilor diferiți, apa reacționează cu amide, esteri ai acidului carboxilic. Catalizatorul este o substanță, ca și cum ar împinge componentele într-o reacție reciprocă, accelerând-o.

Există apă în altă parte decât pe Pământ?

Până în prezent, nici o apă nu a fost găsită pe nici o planetă a sistemului solar, cu excepția Pământului. Da, sugerează prezența ei pe sateliții planetelor gigantice, cum ar fi Jupiter, Saturn, Neptun și Uranus, dar nu există nici oameni de știință de date exacte. Există o altă ipoteză, care încă nu a demonstrat în mod concludent a apelor subterane pe Marte și pe satelit Pământ - Luna. În ceea ce privește Marte, în general, a prezentat o serie de teorii care o dată pe această planetă a avut un ocean, și chiar un posibil model a fost proiectat de către oamenii de știință.

În afara sistemului solar, există multe planete mari și mici, unde, potrivit oamenilor de știință, ar putea exista apă. Dar nu există nici cea mai mică oportunitate de a vedea acest lucru sigur.

Cum se utilizează căldura și conductivitatea electrică a apei în scopuri practice

Având în vedere faptul că apa are o capacitate mare de căldură, ea este utilizată în rețeaua de încălzire ca un transportator de căldură. Acesta asigură transferul de căldură de la producător la consumator. Ca un transportator de căldură excelent, multe centrale nucleare utilizează apă.

În medicină, gheața este folosită pentru răcire, iar aburul este utilizat pentru dezinfecție. De asemenea, gheața este utilizată în sistemul de catering public.

În multe reactoare nucleare, apa este folosită ca un retardator pentru a curge cu succes lanț reacție nucleară.

Apa sub presiune este utilizată pentru despicare, rupere și chiar pentru tăierea de pietre. Acest lucru este utilizat în mod activ în construcția de tuneluri, instalații subterane, depozite, metrou.

concluzie

Rezultă din articol că apa în proprietățile și funcțiile sale este cea mai indispensabilă și izbitoare substanță de pe Pământ. Viața unei persoane sau a oricărei alte ființe vii de pe Pământ depinde de apă? Desigur, da. Această substanță contribuie la desfășurarea activității științifice de către om? Da. Are apa conductivitatea electrică, conductivitatea termică și alte proprietăți utile? Răspunsul este, de asemenea, da. Un alt lucru este că apa de pe Pământ, și cu atât mai mult cu cât apa este curată, este mai puțin și mai puțin. Și sarcina noastră este să o păstrăm și să o asigurăm (și prin urmare și pe noi toți) de extincție.