I. szakasz.
VÍZ KUTAK TERVEZÉSE
1. fejezet NÉHÁNY INFORMÁCIÓ A VÍZRŐL

Víz anomáliák

A jég összetételében a trihidrol-molekulák dominálnak, a vízgőz összetételében (100 °C feletti hőmérsékleten) - hidrol-molekulák, cseppfolyós vízben pedig - hidrol, dihidrol és trihidrol keveréke, amelyek aránya hőfok.

A következő anomáliákat a vízszerkezet sajátosságai határozzák meg:

1) a víznek 4 °C-on a legnagyobb a sűrűsége, ha a hőmérséklet 0 °C-ra csökken, vagy ha 100 °C-ra emelkedik, a sűrűsége csökken;

2) a fagyasztás során a víz térfogata körülbelül 10%-kal nő, miközben a szilárd fázis könnyebbé válik, mint a folyadék;

3) a víznek nagy fajlagos hőkapacitása van, amely a hőmérséklet 40 °C-ra emelkedésével csökken, majd ismét nő;

4) a víz fajlagos belső energiája nagyon magas (318,8 J/kg);

5) a víz 0 °C-on megfagy, a nyomás növekedésével a fagyáspont csökken, és 211,5 MPa nyomáson éri el minimális értékét (-22 °C);

6) a víznek van a legnagyobb fajlagos hőmennyisége (2156 J/kg) 100 °C hőmérsékleten;

7) a víz 20 °C-on a legnagyobb dielektromos állandóval rendelkezik;

8) a víznek a legnagyobb felületi feszültsége más folyadékokhoz képest.

Lúgokkal kölcsönhatásba lépve a víz savként, savakkal kölcsönhatásba lépve pedig bázisként viselkedik. Az aktív fémek és a víz reakciója során hidrogén szabadul fel. A víz bizonyos sókkal kölcsönhatásba lépve cserebomlási folyamatot (hidrolízist) idéz elő.

7. Víz anomáliák

A kémiailag tiszta víz számos tulajdonsággal rendelkezik, amelyek élesen megkülönböztetik más természetes testektől és kémiai analógoktól (a Mengyelejev periodikus rendszer 6. csoportjába tartozó elemek hidridjei) és más folyadékoktól. Ezeket a különleges tulajdonságokat víz anomáliáknak nevezzük.

A vizet és különösen annak vizes oldatait tanulmányozva a tudósok újra és újra meggyőződtek arról, hogy a víz abnormális - rendellenes tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek csak benne rejlő, Őfelsége - a víz, amely életet és gondolkodási képességet adott nekünk. Nem is sejtjük, hogy a víz ilyen ismerős és természetes tulajdonságai a természetben, a különféle technológiákban, végül a mindennapi életünkben egyediek és utánozhatatlanok.

Sűrűség

Az egész bioszféra szempontjából a víz rendkívül fontos tulajdonsága, hogy fagyott állapotban mennyiségét inkább növeli, mint csökkenti, azaz. csökkenti a sűrűséget. Valójában, amikor bármely folyadék szilárd halmazállapotúvá alakul, a molekulák közelebb helyezkednek el egymáshoz, és maga az anyag, térfogata csökken, sűrűbbé válik. Igen, a nagymértékben eltérő folyadékok bármelyikéhez, de nem a vízhez. Ez alól a víz kivétel. Hűtéskor a víz kezdetben úgy viselkedik, mint a többi folyadék: fokozatosan sűrűsödik, csökkenti a térfogatát. Ez a jelenség +3,98°C-ig megfigyelhető. Ezután a hőmérséklet további 0 °C-ra csökkenésével az összes víz megfagy és térfogata kitágul. Ennek eredményeként a jég fajsúlya kisebb lesz, mint a vízé, és a jég lebeg. Ha a jég nem úszna, hanem süllyedne, akkor minden víztömeg (folyók, tavak, tengerek) a fenékig fagyna, a párolgás jelentősen csökkenne, és minden édesvízi állat és növény elpusztulna. Az élet a Földön lehetetlenné válna. A víz az egyetlen olyan folyadék a Földön, amelynek jege nem süllyed le, mivel térfogata 1/11-ével nagyobb, mint a víz térfogata.

Felületi feszültség

Mivel a kerek vízgömbök nagyon rugalmasak, esik az eső és harmat hullik. Mi ez a csodálatos erő, amely megőrzi a harmatcseppeket, és rugalmassá és viszonylag tartóssá teszi bármely tócsában a felszíni vízréteget?

Köztudott, hogy ha egy acéltűt óvatosan helyeznek a csészealjba öntött víz felületére, a tű nem süllyed el. De a fém fajsúlya sokkal nagyobb, mint a vízé. A vízmolekulákat megköti a felületi feszültség, ami lehetővé teszi számukra, hogy felemelkedjenek a kapillárisokon, leküzdve a gravitációs erőt. A víz ezen tulajdonsága nélkül az élet a Földön is lehetetlen lenne.

Hőkapacitás

A világon egyetlen anyag sem nyel el vagy bocsát ki annyi hőt a környezetbe, mint a víz. A víz hőkapacitása 10-szer nagyobb, mint az acélé és 30-szor nagyobb, mint a higanyé. A víz megtartja a hőt a Földön.

A tengerek, óceánok és a szárazföld felszínéről évente 520 ezer köbkilométer víz párolog el, amely lecsapódva sok hőt ad le a hideg és a sarki vidéknek.

Az emberi szervezetben a víz 70-90%. a testsúlytól. Ha a víznek nem lenne olyan hőkapacitása, mint most, a meleg- és hidegvérű szervezetekben lehetetlen lenne az anyagcsere.

A víz a legkönnyebben melegszik fel és hűl le leggyorsabban egyfajta „hőmérsékletgödörben”, amely +37°C-nak felel meg, a hőmérséklet emberi test.

A víznek még számos rendellenes tulajdonsága van:

Egyetlen folyadék sem szívja fel olyan mohón a gázokat, mint a víz. De könnyen ki is adja őket. Az eső feloldja a légkör összes mérgező gázát. A víz az erős természetes szűrő, amely megtisztítja a légkört minden káros és mérgező gáztól. A víz egy másik csodálatos tulajdonsága akkor jelenik meg, amikor mágneses térrel érintkezik. A mágneses kezelésnek alávetett víz megváltoztatja a sók oldhatóságát és a kémiai reakciók sebességét.

De a víz legcsodálatosabb tulajdonsága egy szinte univerzális oldószer tulajdonsága. És ha bizonyos anyagok nem oldódnak fel benne, akkor ennek is óriási szerepe volt az életre való evolúcióban: az élet valószínűleg az elsődleges biológiai membránok hidrofób tulajdonságainak köszönheti megjelenését és fejlődését a vízi környezetben.

A víz ismert és ismeretlen. A víz emléke

A brómos víz Br2 telített vizes oldata (3,5 tömeg% Br2). A brómos víz oxidálószer, brómozószer az analitikai kémiában. Ammónia víz képződik, amikor a nyers kokszolókemence gáz vízzel érintkezik...

A víz reagensként és kémiai folyamat közegeként (a víz rendellenes tulajdonságai)

A víz szerepe a modern tudományban és technikában nagyon nagy. Íme néhány olyan terület, ahol víz használható. 1. Mezőgazdaságban növények itatására és állatok etetésére 2. Vegyiparban savak, bázisok, szerves anyagok előállítására. 3...

Életet adó víz

A víz a legfontosabb kémiai vegyület, amely meghatározza az élet lehetőségét a Földön. Egy ember napi ivóvízfogyasztása átlagosan körülbelül 2 liter...

Hidrogén – a jövő üzemanyaga

A következő probléma, ahol a súlytalanság újra felerősödött, az üzemanyagcellában képződött víz elvezetésének problémája volt. Ha nem távolítják el, fóliával borítja az elektródát, és megnehezíti a gáz hozzáférését...

A víz információs-strukturális memóriája

A vízmolekula egy kis dipólus, amelynek pólusai pozitív és negatív töltéseket tartalmaznak. Mivel az oxigén atommag tömege és töltése nagyobb, mint a hidrogénatomé, az elektronfelhő az oxigénmag felé húzódik...

Vízkeménység meghatározása komplexometrikus módszerrel

A kalcium széles körben elterjedt előfordulása miatt sói szinte mindig megtalálhatók a természetes vízben. A természetes kalciumsók közül csak a gipsz oldódik valamelyest vízben, azonban ha a víz szén-dioxidot tartalmaz...

Párologtató berendezés számítása és kiválasztása

Gv-t a kondenzátor hőmérlegéből határozzuk meg: Gv=W3(hbk-svtk)/cv(tk-tn), ahol hbk a gőz entalpiája a légköri kondenzátorban; tн = 200С - kezdeti hőmérséklet hűtővíz; Cv =4...

Kettős hatású elpárologtató berendezés számítása és tervezése

A hűtővíz áramlási sebességét GВ a kondenzátor hőmérlegéből határozzuk meg: , ahol IБК a barometrikus kondenzátorban lévő gőz entalpiája, J? kg; tн - a hűtővíz kezdeti hőmérséklete, 0С...

Szorptív víztisztítás

A gyártás során a technológiai folyamat követelményeitől függően kerül beépítésre. A gyártáshoz használt víz...

Szorptív víztisztítás

A hőcserélőkben, valamint a csővezetékekben a bakteriális biológiai szennyeződés kialakulásának megelőzése érdekében javasolt a víz klórozása rendszeresen, napi 3-4 alkalommal, minden időszak 40-60 percig...

Szorptív víztisztítás

A vízkondicionálás egyik leggyakoribb típusa a lágyítás. Az első ipari módszer a keménységi sók eltávolítására a szóda-mész...

Kalcium-szulfát, kristályhidrát és vízmentes só

Csodálatos anyag - víz

A hidrológia a természetes vizeket, a légkörrel és a litoszférával való kölcsönhatásukat, valamint a bennük előforduló jelenségeket, folyamatokat (párolgás, fagyás stb.) vizsgáló tudomány. A hidrológia tanulmányozásának tárgya az óceánok minden típusú hidroszféra vize...

Víz. A víz rendellenes tulajdonságai és okai

Mivel a víz univerzális oldószer, vegyük figyelembe a víz tulajdonságait. A Földön a leggyakoribb anyag a víz. A földgömb felszínének csaknem 3/4-ét víz borítja. Ez az a közeg, amelyben az élő szervezetekben kémiai folyamatok játszódnak le, és maga is részt vesz a biokémiai folyamatokban.

A víz minden életfolyamat fő katalizátora. Testünk 65-75%-a víz. Napi szükséglet Egy személy vízszintje 2-6 liter, és a függőség attól sokkal erősebb, mint az ételtől. Sok élelmiszer (zöldség, gyümölcs, tej, hús) 95-65%-ban vízből áll. Az emberiség széles körben használja a természetes vizet igényeinek kielégítésére. A víz nagy része a Világóceánból származik. A felhasználható édesvízkészletek a hidroszféra térfogatának 0,15%-át teszik ki.

Fizikai tulajdonságok. Ez egy színtelen és szagtalan folyadék. Tekintsük a fizikai-kémiai tulajdonságok jellemzőit ( anomáliák) víz.

1. A víz oldószerként abnormálisan magas polaritású.

µ = 1,84 × 10 -29 cm (H2S esetén - µ = 0,93 × 10 -29 cm).

2. A víz anomálisan nagy hőkapacitású c = 75,3 J/mol K, az alkoholban 1,5-szer több, ezért éjszaka és a nyárról a télre való átmenet során lassan hűl le, a fordított átmenet során pedig lassan melegszik fel, t .O. szabályozza a földgömb hőmérsékletét. A víz kivételével bármely anyag 0-ról 37 o C-ra melegítésekor a hőkapacitás nő, a vízé pedig csökken, majd nő. 37 o C-on a szervezet kevesebb energiát fordít a testhőmérséklet fenntartására.

3. Rendellenesen magas hőmérséklet Tolvadék = 0 o C és hőmérséklet Tbp = 100 o C az analógokhoz képest.

4. 0 o C-on a víz megfagy. A jég sűrűsége kisebb, mint a vízé. Ugyanakkor a jég térfogata 9%-kal nő, más anyagoknál csökken.

5. A víz sűrűsége a szilárdból a folyékonyba való átmenet során nem csökken, hanem nő. Ha a vizet 0-ról 4 o C-ra melegítjük, a sűrűsége is megnő. A víz sűrűsége 4 o C-on éri el maximális értékét - ρ = 0,998 g/cm 3 .

Az anomáliák a vízmolekula szerkezetével és a köztük lévő hidrogénkötés kialakulásával kapcsolatosak.

A vízmolekula szögletes szerkezetű. A vízmolekulában lévő oxigénatom sp 3 hibridizációs állapotban van. Emiatt a kötési szög közel van a tetraéderhez (109 o 28").

A hidrogénkötés kialakulása molekulák asszociációjához vezet. Minden oxigénatom két hidrogénkötés kialakításában vesz részt. A kristályosodás során a molekulák rétegeket képeznek, amelyek mindegyike három molekulához kapcsolódik ebben a rétegben, és a szomszédos molekulák egyikéhez. Ez üregek kialakulásához vezet.

A jég olvadásakor a hidrogénkötéseknek csak egy része tönkremegy, és a víz térfogata csökken. 0 o C-on a víz a jégszerkezet maradványait tartalmazza. 0-ról 4 o C-ra a jég pusztulása miatt megnő a víz sűrűsége.

A víz nagy hőkapacitása a hidrogénkötések felbomlásához felhasznált hővel magyarázható.

Kémiai tulajdonságok. A H 2 O molekula ellenáll a hőnek. 1000 o C feletti hőmérsékleten hődisszociáción megy keresztül, ᴛ.ᴇ. bomlás

H 2 O ↔ 2 H 2 + O 2

Ez a folyamat a hő elnyelésével megy végbe.

A víz nagyon reaktív anyag. Számos fém és nemfém oxidjai H 2 O-val egyesülve képződnek:

CaO + H 2 O = Ca(OH) 2

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4

Az aktív fémek vízzel reagálva H2 szabadul fel.

A víz kémiailag nem aktív anyagokkal (xenon-hidrát - Xe 6 H 2 O) vegyületeket képez. A Xe kitölti a H 2 O szerkezetében lévő intermolekuláris teret, ún klatrátok .

„A víz az élet” - gyermekkorunk óta ismerjük ezt a mondást, de nem mindig tulajdonítunk jelentőséget annak, ami folyamatosan körülvesz bennünket, ami nélkül nem tudunk meglenni.

Tudod mi az a „VÍZ”?

"Víz, nincs ízed, nincs színed, nincs szagod, nem lehet leírni, élveznek anélkül, hogy tudnák, mi vagy."

Antoine de Saint-Exupery.

Először is hozok néhány példát a történelemből, hogy megértsd, ez a kérdés nem olyan egyszerű!

A krónikák szerint 1472-ben Charles Hastings apátot elfogták, és hamis feljelentés alapján kihallgatták, mert megbetegedett egy bizonyos tisztelt nővel. A bebörtönzött apát minden nap csak egy darab száraz kenyeret és egy merőkanál rothadt, büdös vizet kapott. 40 nap elteltével a börtönőr észrevette, hogy ezalatt az idő alatt Károly szerzetes nemhogy nem veszített, de úgy tűnt, egészségre és erőre is tett szert, ami csak meggyőzte az inkvizítorokat az apát gonosz szellemekkel való kapcsolatáról. Később, súlyos kínzások alatt, Karl Hastings bevallotta, hogy a neki hozott rohadt víz fölött egy imát olvasott fel, megköszönve az Úrnak a neki küldött megpróbáltatásokat. Ezután a víz lágy ízű, friss és tiszta lett.

A történelemben ismertek olyan esetek, amikor a víz szerkezete a gondolkodás hatására megváltozott. Például 1881 telén a Lara hajó Liverpoolból San Franciscoba repült. Az utazás harmadik napján tűz ütött ki a hajón. A hajót elhagyók között volt Neil Carey kapitány is. A bajba jutottak elkezdték átélni a szomjúság érzését, amely minden órával fokozódott. Aztán, amikor egy fájdalmas tengeri vándorlás után épségben kiértek a partra, a kapitány, egy nagyon józan hozzáállású ember a valósághoz, a következő szavakkal írta le, mi mentette meg őket: „Édes vízről álmodtunk. Elkezdtük elképzelni, hogyan változik a víz a csónak körül a kék tengerből zöldes üdevé. Összeszedtem az erőmet és felvettem. Amikor kipróbáltam, unalmas volt."

Röviden a vízről biokémiai szempontból

A víz a legelterjedtebb anyag a Földön. Mennyisége eléri az 1018 tonnát, és a Föld felszínének hozzávetőlegesen négyötödét borítja. A víz a Föld felszínének 70%-át foglalja el. Ugyanennyi (70%) van az emberi szervezetben. Az embrió szinte teljes egészében (95%) vízből áll, míg az újszülött testében ez 75%. Csak idős korban a víz mennyisége az emberi szervezetben 60%, ez az egyetlen kémiai vegyület, amely természetes körülmények között folyékony, szilárd (jég) és gáz (vízgőz) formában létezik. A víz létfontosságú szerepet játszik az iparban és a mindennapi életben; feltétlenül szükséges az élet fenntartásához. A Földön található 1018 tonna víznek mindössze 3%-a édesvíz, ennek 80%-a használhatatlan, mert jég alkotja a sarki sapkákat. Az édesvíz a hidrológiai körforgásban vagy a természetben zajló vízkörforgásban való részvétel eredményeként jut az ember rendelkezésére. Évente körülbelül 500 000 km 3 víz vesz részt a víz körforgásában párolgása és eső vagy hó formájában csapadék formájában. Elméletileg a felhasználható édesvíz maximális mennyisége hozzávetőlegesen 40 000 km 3 évente. Arról a vízről beszélünk, amely a föld felszínéről a tengerekbe és óceánokba áramlik.

A víz tulajdonságai egyedülállóak. Átlátszó folyadék, szagtalan, íztelen és színtelen (molekulatömeg – 18,0160, sűrűség – 1 g/cm3; egyedülálló oldószer, amely szinte minden fémet képes oxidálni és a kemény kőzeteket elpusztítani). Azok a kísérletek, amelyek a vizet asszociált folyadékként képzelték el, sűrű vízmolekulákkal, mint bármely tartály golyója, nem feleltek meg az elemi tényadatoknak. Ebben az esetben a víz fajlagos sűrűsége nem lehet 1 g/cm3, hanem több, mint 1,8 g/cm3.

A gömb alakú vízcseppek a legkisebb (optimális) térfogatfelülettel rendelkeznek. A felületi feszültség 72,75 dyn/cm. A víz fajlagos hőkapacitása nagyobb, mint a legtöbb anyagé. A víz nagy mennyiségű hőt vesz fel, miközben keveset melegszik fel.

A második fontos bizonyíték a vízmolekula sajátos szerkezete mellett az volt, hogy a víznek – más folyadékokkal ellentétben – – ez már ismert volt – erős elektromos nyomatéka van, ez alkotja a dipólus szerkezetét. Ezért lehetetlen volt elképzelni egy vízmolekula nagyon erős elektromos momentumának jelenlétét két hidrogénatomból álló szimmetrikus szerkezetben egy oxigénatomhoz viszonyítva, amely az összes benne lévő atomot egyenes vonalba helyezi, azaz. NEM.

Az élő szervezetben lévő víz szerkezete sok tekintetben hasonló a jég kristályrácsának szerkezetéhez. És most éppen ez magyarázza az olvadékvíz egyedülálló tulajdonságait, amely hosszú ideig megőrzi a jég szerkezetét. Az olvadékvíz sokkal könnyebben reagál a különféle anyagokkal, mint a közönséges víz, és a szervezetnek nem kell további energiát fordítania szerkezetének átalakítására.

Folyékony formában a szomszédos vízmolekulák kötései instabil és múló struktúrákat alkotnak. Fagyott állapotban minden jégmolekula szorosan kötődik négy másikhoz.

A biológiai tudományok doktora, S. V. Zenin stabil, hosszú életű vízhalmazokat fedezett fel. Kiderült, hogy a víz szabályos térfogati struktúrák hierarchiája. 57 molekulából álló kristályszerű képződményeken alapulnak. Ez pedig magasabb rendű struktúrák megjelenéséhez vezet 912 vízmolekulából álló hexaéderek formájában. A klaszterek tulajdonságai a felszínre kiálló oxigén és hidrogén arányától függenek. A konfiguráció minden külső hatásra és szennyeződésre reagál. Coulomb-vonzóerők hatnak a klaszterelemek lapjai között. Ez lehetővé teszi a víz strukturált állapotának egy speciális információs mátrix formájában történő figyelembevételét.

A víz megoldatlan tulajdonságai

A víz mindig is nagy rejtély volt az emberi elme számára. A víz tulajdonságaival és működésével kapcsolatban sok minden továbbra is felfoghatatlan marad számunkra. Egy folyó vagy folyó vízfolyás megfigyelésével az ember enyhítheti ideges és mentális stresszét. Mi okozza ezt? A víz tudomásunk szerint nem tartalmaz olyan anyagot, amely ilyen hatást kiválthatna. A tudósok azt állítják, hogy a víz képes bármilyen információt fogadni és továbbítani, sértetlenül megőrzi azt. A múlt, a jelen és a jövő vízben oldódik. A víz ezen tulajdonságait széles körben alkalmazták és használják a mágiában és a gyógyításban. Még mindig vannak hagyományos gyógyítók és gyógyítók, akik „vízbe suttognak”, és ezáltal betegségeket gyógyítanak. Az áramló víz folyamatosan felveszi a Kozmosz energiáját, és tiszta formájában a környező földközeli térbe juttatja, ahol az áramlás hatókörében található összes élő szervezet elnyeli, mivel az áramló víz által alkotott biomező folyamatosan növekszik. a felszabaduló energia miatt. Minél gyorsabban mozog a vízáramlás, annál erősebb ez a mező. Ennek az erőnek a hatására az élőlények energiahéja kiegyenesedik, a testhéjban (aura) a hétköznapi ember számára láthatatlan „lebomlás” bezárul, és a test meggyógyul.

A víz rendellenes tulajdonságai

A víz első rendellenes tulajdonsága az forrásponti és fagyásponti anomália: Ha a víz - oxigén-hidrid - H2O normál monomolekuláris vegyület lenne, mint például analógjai az elemek periódusos rendszerének hatodik csoportjában D.I. Mengyelejev kén-hidrid H 2 S, szelén-hidrid H 2 Se, tellúr-hidrid H 2 Te, akkor folyékony halmazállapotban a víz mínusz 90 o C és mínusz 70 o C tartományban létezne. A víz ilyen tulajdonságaival élet a Földön nem létezne.

A víz „abnormális” olvadási és forráshőmérséklete messze nem az egyetlen anomália a vízben. Az egész bioszféra számára rendkívül fontos A víz sajátossága, hogy fagyáskor a térfogatát inkább növeli, mint csökkenti, azaz. csökkenti a sűrűséget. Ez a második vízi anomália, amelyet ún sűrűségi anomália. A víznek ezt a különleges tulajdonságát először G. Galileo vette észre. Amikor bármilyen folyadék (a gallium és a bizmut kivételével) szilárd halmazállapotúvá alakul, a molekulák közelebb helyezkednek el egymáshoz, és maga az anyag, térfogata csökken, sűrűbbé válik. Bármilyen folyadék, de nem víz. A víz itt is kivétel. Hűtéskor a víz kezdetben úgy viselkedik, mint a többi folyadék: fokozatosan sűrűsödik, csökkenti a térfogatát. Ez a jelenség +4°C-ig (pontosabban +3,98°C-ig) megfigyelhető. A víz +3,98°C hőmérsékleten a legnagyobb sűrűségű és a legkisebb térfogatú. A víz további hűtése fokozatosan nem a térfogat csökkenéséhez, hanem növekedéséhez vezet. Ennek a folyamatnak a simasága hirtelen megszakad, és 0°C-on a térfogatnövekedés hirtelen, közel 10%-kal megugrik! Ebben a pillanatban a víz jéggé változik. A víz egyedi viselkedése a lehűlés és a jégképződés során rendkívül fontos szerepet játszik a természetben és az életben. A víznek ez a tulajdonsága az, amely megvédi a föld minden víztömegét - folyókat, tavakat, tengereket - a teljes befagyástól télen, és ezáltal életeket ment meg.

Az édesvízzel ellentétben a tengervíz hűtve másképp viselkedik. Nem 0°C-on, hanem mínusz 1,8-2,1°C-on fagy meg - a benne oldott sók koncentrációjától függően. Maximális sűrűsége nem +4°C-on, hanem -3,5°C-on van. Így jéggé alakul anélkül, hogy elérné legnagyobb sűrűségét. Ha az édesvízi testekben a függőleges keveredés leáll, amikor a teljes víztömeg +4°C-ra lehűl, akkor tengervíz függőleges keringés 0°C alatti hőmérsékleten is előfordul. A felső és alsó réteg közötti cserefolyamat folyamatosan megy végbe, kedvező feltételeket teremtve az állati és növényi szervezetek fejlődéséhez.

A víz minden termodinamikai tulajdonsága észrevehetően vagy élesen különbözik más anyagoktól.

A legfontosabb közülük az Fajlagos hő anomália. A víz abnormálisan nagy hőkapacitása bolygónk óriási hőmérséklet-szabályozójává teszi a tengereket és óceánokat, aminek következtében télen és nyáron, éjjel-nappal nincs éles hőmérsékletváltozás. A tengerek és óceánok közelében elhelyezkedő kontinenseken enyhe éghajlat uralkodik, ahol az év különböző időszakaiban a hőmérséklet-változások jelentéktelenek.

Az erős légköri áramlatok, amelyek hatalmas mennyiségű hőt nyelnek el a párolgási folyamat során, az óriási óceáni áramlatok rendkívüli szerepet játszanak bolygónk időjárásának megteremtésében.

A hőkapacitás anomáliája a következő:
Ha bármely anyagot hevítünk, annak hőkapacitása változatlanul növekszik. Igen, bármilyen anyag, de nem víz. Kivételt képez a víz, itt sem hagyja ki a lehetőséget, hogy eredeti legyen: a hőmérséklet emelkedésével a víz hőkapacitásának változása rendellenes; 0-ról 37°C-ra csökken, és csak 37-ről 100°C-ra nő a hőkapacitás folyamatosan. 37°C körüli hőmérsékleten a víz hőkapacitása minimális. Ezek a hőmérsékletek az emberi test hőmérsékleti tartományát jelentik, életünk területét. A víz fizikája a 35-41°C hőmérsékleti tartományban (az emberi szervezetben lehetséges, normálisan lezajló élettani folyamatok határai) a víz egyedi állapotának elérésének valószínűségét adja meg, ha a kristályos és az ömlesztett víz tömege egyenlő. egymáshoz és az egyik struktúra képessége a másikká átalakulni maximális. A víznek ez a figyelemre méltó tulajdonsága meghatározza a reverzibilis és irreverzibilis biokémiai reakciók egyenlő valószínűségét az emberi szervezetben, és ezek „könnyű kontrollálását” biztosítja.

A víz kivételes képessége bármilyen anyag feloldására jól ismert. És itt a víz a folyadéktól szokatlan anomáliákat mutat, és mindenekelőtt a víz dielektromos állandójának anomáliái . Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a dielektromos állandója (vagy dielektromos állandója) nagyon magas, és eléri a 81-et, míg más folyadékok esetében nem haladja meg a 10-et. A Coulomb-törvény szerint a vízben lévő két töltött részecske közötti kölcsönhatás ereje 81-szer kisebb, mint például a levegőben, ahol ez a jellemző egyenlő az egységgel. Ebben az esetben az intramolekuláris kötések erőssége 81-szeresére csökken, és a hőmozgás hatására a molekulák disszociálva ionokat képeznek. Meg kell jegyezni, hogy a víz kivételes más anyagok feloldó képessége miatt soha nem teljesen tiszta.

Még egy csodálatos vízi anomáliát kell megemlíteni - kivételesen nagy felületi feszültség. Az összes ismert folyadék közül csak a higanynak van nagyobb felületi feszültsége. Ez a tulajdonság abban nyilvánul meg, hogy a víz mindig törekszik a felszín csökkentésére. A víz külső (felszíni) rétegének kvantummechanikai okok miatti kiegyenlítetlen intermolekuláris erői külső rugalmas filmréteget hoznak létre. A filmnek köszönhetően sok, a víznél nehezebb tárgy nem merül vízbe. Ha például egy acéltűt óvatosan helyezünk a víz felszínére, a tű nem süllyed el. De az acél fajsúlya majdnem nyolcszor nagyobb, mint a víz fajsúlya. Mindenki ismeri a vízcsepp alakját. A nagy felületi feszültség lehetővé teszi, hogy a víz szabadeséskor gömb alakú legyen.

A felületi feszültség és a nedvesítés az alapja a víz és a vizes oldatok speciális tulajdonságainak, az úgynevezett kapillárisnak. A kapillárisság nagy jelentőséggel bír a növény- és állatvilág életében, a természetes ásványi anyagok szerkezetének kialakításában és a föld termékenységében. Az emberi hajszálnál sokszor keskenyebb csatornákban a víz elképesztő tulajdonságokra tesz szert. Viszkózusabbá válik, másfélszeresére sűrűsödik, mínusz 80-70°C-on megfagy.

A kapillárisvíz szuperanomáliájának oka az intermolekuláris kölcsönhatások, amelyek titkait még messze nem tárták fel.

A tudósok, szakemberek ismerik az ún pórusvíz . Vékony film formájában befedi a földkéreg kőzeteinek és ásványainak pórusainak és mikroüregeinek felületét, valamint az élő és élettelen természet egyéb tárgyait. Más testek felszínéhez intermolekuláris erők kötik össze, ennek a víznek, akárcsak a kapilláris víznek, különleges szerkezete van.

Így a víz rendellenes és sajátos tulajdonságai kulcsszerepet játszanak az élő és élettelen természettel való sokrétű kölcsönhatásában. A víz tulajdonságainak mindezen szokatlan sajátosságai annyira „sikeresek” minden élőlény számára, hogy a vizet a földi élet létének nélkülözhetetlen alapjává teszik.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru//

közzétett http://www.allbest.ru//

Bevezetés

A víz a leggyakoribb és legelterjedtebb anyag az életünkben. Tudományos szempontból azonban ez a legszokatlanabb, legtitokzatosabb folyadék. Talán csak a folyékony hélium versenyezhet vele. De a folyékony hélium szokatlan tulajdonságai (például a szuperfolyékonyság) nagyon alacsony hőmérsékleten (az abszolút nulla közelében) jelentkeznek, és meghatározott kvantumtörvények határozzák meg. Ezért a folyékony hélium egzotikus anyag. A víz az elménkben minden folyadék prototípusa, és még meglepőbb, ha a legszokatlanabbnak nevezzük. De mitől olyan szokatlan a víz? Az tény, hogy nehéz olyan tulajdonságát megnevezni, amely ne lenne rendellenes, azaz viselkedése (a hőmérséklet, nyomás és egyéb tényezők változásától függően) jelentősen eltér a többi folyadék túlnyomó többségétől, ez a viselkedés hasonló, és a legáltalánosabb fizikai elvekkel magyarázható. Ilyen közönséges, normál folyadékok például az olvadt fémek, cseppfolyósított nemesgázok (a hélium kivételével), szerves folyadékok (benzin, amely ezek keveréke, vagy alkoholok) A víz a legtöbb kémiai reakcióban kiemelkedő jelentőségű, különösen a biokémiai. Az alkimisták ősi álláspontja – „a testeknek nincs hatása, amíg fel nem oldódnak” – nagyrészt igaz. Az emberek és az állatok primer („fiatalkori”) vizet szintetizálhatnak a szervezetükben, és az élelmiszerek és maguk a szövetek égése során keletkeznek. Például egy tevében a púpban található zsír oxidáció révén 40 liter vizet képes termelni. A víz és az élet közötti kapcsolat olyan erős, hogy lehetővé tette V. I. Vernadsky számára, hogy „az életet különleges kolloid vízrendszernek tekintse... a természetes vizek különleges birodalmának”. A víz ismerős és szokatlan anyag. A híres szovjet tudós, I. V. Petrjanov akadémikus a vízről szóló népszerű tudományos könyvét „A világ legkülönlegesebb anyagának” nevezte. A biológiai tudományok doktora, B. F. Szergejev pedig „Szórakoztató élettan” című könyvét a vízről szóló fejezettel kezdte: „Az anyag, amely létrehozta bolygónkat”. A tudósoknak igazuk van: nincs a Földön számunkra fontosabb anyag, mint a közönséges víz, ugyanakkor nincs még egy azonos típusú anyag, amelynek tulajdonságaiban annyi ellentmondás és anomália lenne, mint tulajdonságai.

Sűrűségi anomália

A sűrűségi anomáliát, vagyis azt, hogy a jég sűrűsége kisebb, mint a folyékony vízé, a 4 C körüli maximális sűrűséget pedig a víz belső szerkezete magyarázza. Amikor a jég elolvad, rendszeres szerkezete felborul, és a komplexek egy része megsemmisül. A vízben a jég kristályrácsához hasonló szerkezetű területekkel együtt egyes molekulák jelennek meg. A szabályos szerkezet felbomlását sűrűségnövekedés és térfogatcsökkenés kíséri, mivel a jégszerű szerkezetű területeken megmaradt üregeket egyetlen vízmolekulák töltik ki. A hőmérséklet emelkedésével két tényező hatása nyilvánul meg: a hőtágulás és a jég szabályos szerkezetének megzavarása. Az enyhe térfogatnövekedéssel járó hőtágulás a molekulák rendezettségének csökkenésével jár. 4 C-on ez a két tényező abszolút értékben azonos, de hatásiránya ellentétes. A hőmérséklet további emelésével a második tényező hatása csökken, a hőtágulás hatása hangsúlyosabbá válik és a víz sűrűsége csökken.

A vízsűrűség anomáliája van nagy befolyást a bolygó éghajlatáról, valamint az állatok és növények életéről. Amikor a folyók, tavak, tengerek vize 4 fok alá hűl, könnyebbé válik, és nem süllyed le a fenékre, hanem a felszínen marad, ahol megfagy. Ezen a hőmérsékleten az élettartam lehetséges. Ha a jég sűrűsége nagyobb lenne, mint a víz sűrűsége, akkor a jég kialakulásakor a fenékre süllyedne, és az óceánok teljesen befagynának, mivel a meleg időben a Naptól kapott hő nem lenne elegendő a felolvasztáshoz.

A vízsűrűség anomáliája nagy jelentőséggel bír a fagyott víztestekben élő élőlények életében. 4 C alatti hőmérsékleten a felszíni vízrétegek nem süllyednek a fenékre, mivel lehűtve könnyebbek lesznek. Emiatt a felső vízrétegek megkeményedhetnek, míg a tározók mélyén a hőmérséklet 4 °C marad. Ilyen körülmények között az élet megy tovább.

Következésképpen a sűrűségi anomáliát a dihidrolvíz legnagyobb sűrűségével próbálják magyarázni.

Mi magyarázza a vízsűrűség anomáliáját?

A víz sűrűségének anomáliájának egyik magyarázata az, hogy molekuláinak asszociációs hajlamának tulajdonítják, amelyek különböző csoportokat alkotnak [H2O, (H2O) 2, (H2O) 3], amelyek fajlagos térfogata

Különböző hőmérsékleteken eltérő és ezeknek a csoportoknak a koncentrációja is eltérő, ezért a teljes fajlagos térfogatuk is eltérő.

Ezek közül az első azt jelenti, hogy a mozgásból adódó sűrűségi anomáliák nem hoznak létre hőáramlást az alsó ligetben. A felső határon a sűrűséget adjuk meg, a parton pedig (x 0) a vízszintes hőáram normálkomponensét nullának tekintjük. A sebességek és és és a parton el kell tűnniük az áramlásmentesség és a tapadás körülményei miatt. A hidrosztatikus közelítés azonban annyira leegyszerűsíti a dinamikát, hogy a csúszásmentességi feltétel és; nem fejezhető be.

A tercier és szekunder alkoholokat a gőzsűrűség anomáliája jellemzi magas hőmérsékleten (meghatározás a B szerint. A tercier alkoholok (Cj2-ig) a naftalin (218e) forráspontján csak a felét adják a molekulatömegnek, mivel vízzé bomlanak. és alkilének, a szekunder alkoholok (C9-ig) ugyanazt az anomáliát mutatják, de.

A munka pozitív jelét a vízsűrűség anomáliájának kell tulajdonítani.

Ha, ahogy Grebe állítja, Sainte-Clair Deville munkája egyrészt hozzájárult a gőzsűrűségben megfigyelt anomáliák magyarázatához, és ezáltal, bár közvetve, megerősítette Avogadro elméletét, akkor másrészt

Másrészt ezek a munkák ösztönzőleg szolgáltak a kémiai affinitás vizsgálatához, mivel hozzájárultak bizonyos reakciók természetének tisztázásához.

Víz esetében a (64) egyenlet 4-es hőmérsékletig ad helyes eredményeket, mivel ismert, hogy sűrűségi anomáliával rendelkezik. 4-nél a víz sűrűsége a legnagyobb, 4 alatt komplex sűrűségeloszlás figyelhető meg, amelyet ez az egyenlet nem vesz figyelembe.

A (8.3.56) értelmében az X paraméter az (L / LH) 2 arány mértéke, és az egyenlőtlenség (8.3.19 a) egyszerűen azt jelenti, hogy a nyomás által létrehozott sűrűség-anomáliák kis léptékben keverednek, mint a L.

A mögöttes rétegződés jelenlétében a nyíró szélfeszültség pozitív rotorja és a kapcsolódó függőleges mozgás a belső régióban pozitív sűrűségi anomáliát hoz létre az egész régióban, amelyhez hozzáadódik a felületi hőnövekedés miatti sűrűségi anomália.

Ha a poliéderek belsejében a kötések sokkal erősebbek, mint a poliéderek között, akkor csak ez utóbbiak lesznek rendezetlenek az olvadékban, így az olvadékban poliéder formájú egységek lesznek. A folyékony Al-Fe ötvözetek egyes sűrűségi anomáliái alátámasztják ezt a hipotézist.

Az ilyen alapállapot stabilitásának problémáját a légköri zónaáramlás esetére adjuk meg. Az óceán esete a probléma megfogalmazása szempontjából minden tekintetben a légköri probléma speciális esetének tekinthető, és úgy érhető el, hogy a ps (z) szabványos sűrűségprofilt egy állandó sűrűségértékre cseréljük, és a a légköri potenciál hőmérsékletének anomáliája az óceán sűrűségének anomáliájában, mínusz előjellel.

A növekvő nyomás a víz maximális sűrűségét alacsonyabb hőmérséklet felé tolja el. Így 50 atm-nél a maximális sűrűség 0 C körül figyelhető meg. 2000 atm felett a vízsűrűségi anomália megszűnik.

Így széles hőmérsékleti tartományban a hidrogén és az oxigén energetikailag legstabilabb vegyülete a víz. Óceánokat, tengereket, jeget, párát és ködöt képez a Földön Nagy mennyiségű a légkörben található, a kőzetrétegekben a víz kapilláris és kristályos hidrát formában van jelen. Ilyen előfordulás és szokatlan tulajdonságok (a víz és jég sűrűségének anomáliája, a molekulák polaritása, az elektrolitikus disszociációs képesség, hidrátok, oldatok képződése stb.)

a vizet aktív vegyi anyaggá teszik, amellyel kapcsolatban általában számos más vegyület tulajdonságait is figyelembe veszik.

A folyadékok hevítés hatására észrevehetően kitágulnak. Egyes anyagok (például víz) jellemző anomáliával rendelkeznek az izobár tágulási együttható értékében. Magasabb nyomáson a maximális sűrűség (minimális fajlagos térfogat) az alacsonyabb hőmérséklet felé tolódik el, 23 MPa feletti nyomáson pedig megszűnik a sűrűség-anomália a vízben.

Ez a becslés biztató, mert a Ba értéke jó összhangban van a megfigyelt termoklin mélységgel, amely a középső szélességi körök 800 méterétől a trópusi és poláris zónákban 200 méterig változik. Mivel az 50-es mélység lényegesen kisebb, mint az óceán mélysége, ésszerűnek tűnik a termoklint határrétegnek tekinteni; ennek megfelelően az alsó határon a peremfeltétel beállításakor feltételezhetjük, hogy a BO-nál nagyobb mélységekben a hőmérséklet aszimptotikusan valamilyen horizontálisan homogén eloszlásra hajlik. Mivel z skálája már egyenlő D-vel, célszerű az origót a felszínre mozgatni, és z-t az óceán felszínétől mérni. Így a z - - helyen a sűrűség anomáliának csökkennie kell, és egy még ismeretlen aszimptotikus értékre kell irányulnia, ahogyan az Ekman-réteg alsó határán keletkező függőleges sebesség sem határozható meg eleve.

Az állandó UE-t a helyszíni körülmények alapján kell meghatározni. A hidrosztatikus rétegben a függőleges mozgás (La S / E) által létrehozott nagy sűrűséggradiensek miatt y sokkal nagyobb, mint vj nagysága. Ugyanakkor v-nek teljesítenie kell az f x O csúszásmentességi feltételét. Vn egyenlő nullával, tehát önmagával. Ez a nehézség megoldódik, ha emlékezünk arra, hogy a belső régióban a sűrűség vertikális keveredése kiegyenlíti a függőleges mozgás hatását, a hidrosztatikus rétegben pedig a függőleges mozgás okozta sűrűségi anomáliát csak a vízszintes keveredés hatása egyensúlyozza ki. Így a belső régió és a hidrosztatikus réteg között kell lennie egy közbenső tartománynak, amelyben a függőleges és vízszintes diffúzió egyformán fontos. Amint (8.3.20) mutatja, ennek a tartománynak Lff vízszintes skálája van, így ezzel a skálával kiszámított A egyenlő egységgel.

Mint ismeretes, a víz nulla hőmérsékletről melegítve összehúzódik, 4 C-on eléri legkisebb térfogatát és ennek megfelelően legnagyobb sűrűségét. A Texasi Egyetem kutatói olyan magyarázatot javasoltak, amely nem csak a kölcsönhatást veszi figyelembe. közeli vízmolekulák, de távolabbiak is. A jég mind a 10 ismert formájában és a vízben a közeli molekulák kölcsönhatása azonos módon megy végbe. Más a helyzet a távolabbi molekulák kölcsönhatásával. Folyékony fázisban, abban a hőmérséklet-tartományban, ahol a sűrűség anomáliája van, a nagyobb sűrűségű állapot stabilabb. A tudósok által kiszámított sűrűség-hőmérséklet görbe hasonló a víznél megfigyelthez.

A tiszta víz átlátszó és színtelen. Se szaga, se íze nincs. A víz ízét és illatát a benne oldott szennyeződések adják. Számos fizikai tulajdonság és változásuk természete a tiszta vízben rendellenes. Ez e folyamatok olvadás- és forráshőmérsékletére, entalpiájára és entrópiájára vonatkozik. A vízsűrűség változásának hőmérsékleti ingadozása is rendellenes. A víz legnagyobb sűrűsége 4 C. E hőmérséklet felett és alatt a víz sűrűsége csökken. A megszilárdulás során a sűrűség további éles csökkenése következik be, így a jég térfogata 10%-kal nagyobb, mint az azonos hőmérsékletű víz azonos térfogata. Mindezeket az anomáliákat a víz szerkezeti változásai magyarázzák, amelyek az intermolekuláris hidrogénkötések kialakulásához és megsemmisüléséhez kapcsolódnak hőmérséklet-változásokkal és fázisátalakulással. A vízsűrűség anomáliája nagy jelentőséggel bír a fagyott víztestekben élő élőlények életében. 4 C alatti hőmérsékleten a felszíni vízrétegek nem süllyednek a fenékre, mivel lehűtve könnyebbek lesznek. Ezért a víz felső rétegei megkeményedhetnek, míg a tározók mélyén a hőmérséklet 4 C-on marad. Ilyen körülmények között az élet folytatódik.

A folyadékok tulajdonságai. Felületi feszültség

A folyékony halmazállapotú anyag molekulái szinte egymáshoz közel helyezkednek el. Ellentétben a szilárd kristályos testekkel, amelyekben a molekulák rendezett struktúrákat alkotnak a kristály teljes térfogatában, és hőrezgéseket tudnak végrehajtani a rögzített centrumok körül, a folyékony molekulák nagyobb szabadsággal rendelkeznek. A folyadék minden egyes molekuláját, csakúgy, mint a szilárd testet, minden oldalról szomszédos molekulák „beszorítják”, és egy bizonyos egyensúlyi helyzet körül hőrezgéseket szenvednek. Időről időre azonban bármely molekula egy közeli üres helyre költözhet. Az ilyen ugrások a folyadékokban meglehetősen gyakran előfordulnak; ezért a molekulák nincsenek meghatározott központokhoz kötve, mint a kristályoknál, és a folyadék teljes térfogatában mozoghatnak. Ez magyarázza a folyadékok folyékonyságát. A szorosan elhelyezkedő molekulák közötti erős kölcsönhatás miatt több molekulát tartalmazó lokális (instabil) rendezett csoportokat alkothatnak. Ezt a jelenséget rövid távú sorrendnek nevezzük (1. ábra).

A H2O vízmolekula egy oxigénatomból és két hidrogénatomból áll, amelyek 104°-os szöget zárnak be. A gőzmolekulák közötti átlagos távolság több tízszer nagyobb, mint a vízmolekulák közötti átlagos távolság. A molekulák sűrű pakolódása miatt a folyadékok összenyomhatósága, vagyis a nyomásváltozással járó térfogatváltozás nagyon kicsi; tíz- és százezerszer kevesebb, mint a gázokban. Például a víz térfogatának 1% -os megváltoztatásához körülbelül 200-szor kell növelnie a nyomást. Ez a nyomásnövekedés a légköri nyomáshoz képest körülbelül 2 km-es mélységben érhető el.

A folyadékok, akárcsak a szilárd anyagok, a hőmérséklet változásával változtatják térfogatukat. Nem túl nagy hőmérsékleti intervallumok esetén a DV / V0 térfogat relatív változása arányos a DT hőmérséklet változásával:

A b együtthatót a térfogattágulás hőmérsékleti együtthatójának nevezzük. Ez az együttható folyadékoknál több tízszer nagyobb, mint szilárd anyagoknál. Vízben, például 20 ° C hőmérsékleten. 2·10-4 K-1, acélállványnál? 3,6·10-5 K-1, kvarcüveghez vkv? 9·10-6 K-1.

érdekes és fontos anomáliával rendelkezik a földi élet szempontjából. 4 °C alatti hőmérsékleten a víz a hőmérséklet csökkenésével kitágul (kb< 0). Максимум плотности св = 103 кг/м3 вода имеет при температуре 4 °С.

A folyadékok legérdekesebb tulajdonsága a szabad felület jelenléte. A folyadék, ellentétben a gázokkal, nem tölti ki a tartály teljes térfogatát, amelybe öntik. A folyadék és a gáz (vagy gőz) között határfelület jön létre, amely a folyadék többi részéhez képest különleges körülmények között van. A folyadék határrétegében lévő molekulákat, ellentétben a mélységében lévő molekulákkal, nem veszik körül minden oldalról ugyanazon folyadék más molekulái. A folyadék belsejében lévő egyik molekulára ható intermolekuláris kölcsönhatás erői a szomszédos molekuláktól átlagosan kölcsönösen kompenzálódnak. A határrétegben lévő bármely molekulát a folyadék belsejében elhelyezkedő molekulák vonzzák (a gáz (vagy gőz) molekulákból az adott folyadékmolekulára ható erők figyelmen kívül hagyhatók. Ennek eredményeként egy bizonyos eredő erő jelenik meg, amely mélyen a folyadékba irányul. A felületi molekulákat az intermolekuláris vonzás ereje vonja be a folyadékba. De minden molekulának, beleértve a határréteg molekuláit is, egyensúlyi állapotban kell lennie. Ezt az egyensúlyt úgy érjük el, hogy kissé csökkentjük a távolságot a felületi réteg molekulái és a folyadékon belüli legközelebbi szomszédaik között. ábrából látható. 1, ahogy a molekulák közötti távolság csökken, taszító erők lépnek fel. Ha a folyadék belsejében a molekulák közötti átlagos távolság r0, akkor a felületi réteg molekulái valamivel sűrűbben tömködnek, így a belső molekulákhoz képest további potenciális energiatartalékkal rendelkeznek (lásd 2. ábra). Figyelembe kell venni, hogy a rendkívül alacsony összenyomhatóság miatt a sűrűbben tömött felületi réteg jelenléte nem vezet észrevehető változáshoz a folyadék térfogatában. Ha egy molekula a felszínről a folyadékba kerül, az intermolekuláris kölcsönhatás erői pozitív munkát végeznek. Éppen ellenkezőleg, annak érdekében, hogy bizonyos számú molekulát a folyadék mélységéből a felszínre húzzanak (azaz növeljék a folyadék felületét), a külső erőknek pozitív DAex munkát kell végezniük, arányos a DS változással. felülete:

Az y együtthatót felületi feszültségi együtthatónak nevezzük (y > 0). Így a felületi feszültség együtthatója megegyezik azzal a munkával, amely egy állandó hőmérsékletű folyadék felületének egy egységnyi növeléséhez szükséges.

SI-ben a felületi feszültség együtthatóját joule per négyzetméterben (J/m2) vagy newton per méterben (1 N/m = 1 J/m2) mérik.

Következésképpen a folyadék felszíni rétegének molekulái többlet potenciális energiával rendelkeznek a folyadék belsejében lévő molekulákhoz képest. A folyadékfelület Er potenciális energiája arányos a felületével:

víz anomália sűrűség feszültség

A mechanikából ismert, hogy egy rendszer egyensúlyi állapotai megfelelnek potenciális energiájának minimális értékének. Ebből következik, hogy a folyadék szabad felülete hajlamos csökkenteni a területét. Emiatt egy szabad csepp folyadék gömb alakú. A folyadék úgy viselkedik, mintha a felületére érintőlegesen ható erők összehúznák (húznák) ezt a felületet. Ezeket az erőket felületi feszültségnek nevezzük.

A felületi feszültségi erők jelenléte a folyadék felületét rugalmas feszített fóliához hasonlítja, azzal az egyetlen különbséggel, hogy a filmben lévő rugalmas erők a felületétől (azaz attól, hogy a film deformálódik) és a felületi feszültségtől függenek. Az erők nem függenek a folyadékok felületétől.

Egyes folyadékok, például a szappanos víz, képesek vékony filmeket képezni. A jól ismert szappanbuborékok szabályos gömb alakúak - ez is mutatja a felületi feszültségi erők hatását. Ha egy drótvázat, amelynek egyik oldala mozgatható, szappanos oldatba engedjük, akkor az egész keretet folyadékfilm borítja (3. ábra).

A felületi feszültségek csökkentik a film felületét. A keret mozgatható oldalának kiegyensúlyozásához külső erőt kell rá hatni Ha az erő hatására a keresztrúd Dx-be mozdul, akkor a munka elvégzése DAvn = FvnDx = DEp = yDS, ahol DS = 2LDx a szappanfilm mindkét oldalának felületének növekedése. Mivel az és az erők modulusai megegyeznek, a következőket írhatjuk:

Így az y felületi feszültség együttható a felületet határoló vonal egységnyi hosszára ható felületi feszültség modulusaként definiálható.

Következtetés

A víz a leginkább tanulmányozott anyag a Földön. De ez nem így van. A tudósok például nemrégiben felfedezték, hogy a víz olyan információkat hordozhat, amelyek törlődnek, ha a vizet először megfagyják, majd felolvasztják. A tudósok azt sem tudják megmagyarázni, hogy a víz képes érzékelni a zenét. Például Csajkovszkij, Mozart, Bach hallgatásakor és az azt követő fagyasztáskor a megfelelő alakú kristályok keletkeznek, és a kemény rock után valami formátlan. Ugyanez figyelhető meg Teréz anya és Hitler összehasonlításakor; a „szeretet”, „remény” és a „bolond” szavak. Ezenkívül a tudósok összehasonlították a víz energiáját, és kiderült, hogy az afrikai asztalhegyekből származó víz sokkal feltöltöttebb, mint a csapvíz, és a hatalmas palackokban lévő víz, bármilyen tiszta is, halott. Ezenkívül bármilyen paradoxon is, az égés víz nélkül lehetetlen! Végül is mindenhol víz van, és ez sokat mond. Ha az összes vizet eltávolítja a benzinből, az teljesen leáll. És még maga a víz is lángol!!! Az igazság nem olyan heves, de a tény továbbra is tény marad.

Sokan tudják, hogy a víz az olajjal nagyon stabil vegyületet képezhet, ami nem alkalmas feldolgozásra. Az orosz tudósok azonban kitalálták a módját, hogy szétválasztsák őket. Ennek érdekében az olajszubsztrátumot egy hétig elektromágneses tér hatásának tették ki. Lejárata után pedig olajra és vízre oszlott. De a legérdekesebb az, hogy a mező frekvenciája megegyezett a szív bioáramainak frekvenciájával.

A hidroszféra a Föld vízhéja: a bolygó felszínének 3/4-ét víz borítja.A vízkészletek teljes térfogata 1 400 000 000 km3, ebből:

97% - a világóceán sós vize;

2,2% - gleccserek és hegyi és úszó jeget fednek;

A részletes geológiai mérések kimutatták, hogy 80-100 millió év alatt a Föld teljes szárazföldje a vízáramlással a világóceánba kerül. Ennek a folyamatnak a mozgatórugója a víz körforgása a természetben – az egyik fő bolygófolyamat.

Befolyása alatt napenergia A világ óceánjai percenként körülbelül 1 milliárd tonna vizet párologtatnak el. A légkör hideg felső rétegeibe emelkedve a vízgőz mikrocseppekké kondenzálódik, amelyek fokozatosan megnagyobbodnak és felhőket képeznek. Egy felhő átlagos élettartama 8-9 nap. Azért

időben a szél 5-10 ezer km-re is el tudja mozdítani, így a felhők jelentős része a szárazföld felett köt ki.

Közzétéve az Allbest.ru oldalon

Hasonló dokumentumok

A víz fizikai tulajdonságai, forráspontja, jég olvadása. Szórakoztató kísérletek vízzel, oktatási és Érdekes tények. Víz felületi feszültség együtthatójának, jég fajolvadási hőjének, víz hőmérsékletének mérése szennyeződések jelenlétében.

kreatív munka, hozzáadva 2013.11.12


A vízmolekulák szerkezeti felépítése három halmozódási állapotában. A víz fajtái, anomáliái, fázistranszformációk és fázisdiagram. A víz és a jég szerkezetének modelljei, valamint az aggregált jégfajták. A jég és molekuláinak termikus módosulásai.

tanfolyami munka, hozzáadva 2009.12.12


A víz szerkezeti tulajdonságainak vizsgálata gyors túlhűtés mellett. Algoritmusok kidolgozása víz molekuláris dinamikájának modellezésére a modell mW potenciál alapján. A vízcseppek és a vízgőz felületi feszültségének hőmérsékletfüggésének számítása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2013.09.06


A felületi feszültség jelenségének tanulmányozása és meghatározásának módszerei. A felületi feszültségi együttható torziós mérlegek segítségével történő meghatározásának jellemzői. A víz felületi feszültségének együtthatójának kiszámítása és a szennyeződések befolyása a mutatójára.

bemutató, hozzáadva 2016.01.04


Hidrogénkötés vízben. A Földön nincs teljesen tiszta víz, ami következmény és probléma. A víz és a jég sűrűsége. Durva, kolloid, molekuláris, ionos szennyeződések a vízben, ezek veszélyessége, lerakódási következményei. A víz erős poláris oldószer.

előadás, hozzáadva 2013.12.10


A víz jelentősége a természetben és az emberi életben. Molekulaszerkezetének tanulmányozása. A víz, mint egyedülálló energiahordozó felhasználása fűtési rendszerekben, atomerőművek vízreaktoraiban, gőzgépekben, hajózásban és hidrogénenergia nyersanyagaként.

cikk, hozzáadva: 2011.01.04


A víz fizikai és kémiai tulajdonságai. A víz elterjedtsége a Földön. Víz és élő szervezetek. A víz forrási idejének minőségétől való függésének kísérleti vizsgálata. A vízmelegítés legköltséghatékonyabb módjának meghatározása.

tanfolyami munka, hozzáadva 2011.01.18


Történelmi információk a vízről. A víz körforgása a természetben. Az oktatás típusai a különböző változásokból. A víz megújulási sebessége, fajtái és tulajdonságai. A víz dipólus és oldószer is egyben. A víz viszkozitása, hőkapacitása, elektromos vezetőképessége. A zene hatása a vízkristályokra.

absztrakt, hozzáadva: 2014.11.13


A fordulatszámmérős vízmérő működési elve. Kollektív, általános és egyedi mérőműszer. Nedves vízmérők. Hogyan lehet megállítani, visszatekerni és megtéveszteni a vízmérőt. Hideg és meleg víz díjszabása a lakosság számára. Vízfogyasztási előírások.

teszt, hozzáadva 2017.03.17


A víz elterjedtsége, fizikai jellemzői és tulajdonságai, aggregációs állapota, felületi feszültsége. A vízmolekula képződésének sémája. A tározók hőkapacitása és szerepük a természetben. Fényképek fagyott vízről. A benne lévő kép fénytörése.