Voda: elektrická vodivost a tepelná vodivost. Jednotky měření elektrické vodivosti vody

Kdo zná formu vody od školních dnů? Samozřejmě, to je všechno. Je pravděpodobné, že z celého kurzu chemie, mnoho těch, kteří ji potom nekouknou specializovaným způsobem, a pouze znalost toho, co H₂

Voda jako látka

Molekula vody, jak víme, se skládá z jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku. Její vzorec je napsán jako: H₂O. Tato látka může mít tři stavy: tuhé - ve formě ledu, plynné - ve formě páry a kapaliny - jako látka bez barvy, chuti a zápachu. Mimochodem, jedná se o jedinou látku na planetě, která může existovat ve všech třech státech současně v přírodních podmínkách. Například: na pólech Země - led, v oceánech - voda a odpařování pod slunečním paprskem - je to pára. V tomto smyslu je voda neobvyklá.

Více vody je nejvíce obyčejná látka na naší planetě. Pokrývá povrch planety Země téměř sedmdesát procent - to jsou oceány a četné řeky s jezery a ledovce. Většina vody na planetě je slaná. Je nevhodný pro pití a pro chov. Čerstvá voda je pouze dvě a půl procenta z celkového množství vody na planetě.

Voda je velmi silné a vysoce kvalitní rozpouštědlo. Díky tomu chemické reakce ve vodě procházejí obrovskou rychlostí. Stejná vlastnost ovlivňuje metabolismus v lidském těle. Je dobře známo, že tělo dospělé osoby je sedmdesát procent vody. Toto procento je pro dítě ještě vyšší. Ke stáří, toto číslo klesne ze sedmdesátů na šedesát procent. Mimochodem, tato vlastnost vody dokazuje, že základ života člověka je přesně to. Čím více vody v těle - tím zdravější, aktivní a mladší. Protože vědci a lékaři všech zemí neúnavně opakují, že je třeba hodně pít. Je to voda ve své čisté formě, a ne náhražky ve formě čaje, kávy nebo jiných nápojů.

Voda vytváří klima na planetě, a to není přehnané. Teplo proudí v oceánu teplé celé kontinenty. To je způsobeno tím, že voda pohlcuje hodně slunečního tepla a poté jej odvádí, když začne vychladnout. Takže reguluje teplotu na planetě. Mnoho vědců tvrdí, že Země by se dlouhou dobu ochladila a stala se kamenem, ne-li přítomností takového množství vody na zelené planetě.

Vlastnosti vody

Voda má mnoho velmi zajímavých vlastností.

Například voda je nejvíce mobilní látka po vzduchu. Z kurzu školy, mnoho si jistě pamatuje na takovou věc, jako je vodní cyklus v přírodě. Například: prach se odpařuje pod přímým slunečním světlem, mění se na vodní páru. Dále se tato pára pomocí větru přenáší někde, je shromažďována v oblacích a dokonce iv bouřky a spadá do hor v podobě sněhu, krupobití nebo deště. Dále z hory potoka opět dole, částečně odpařuje. A tak - v kruhu - cyklus se opakuje miliony krát.

Také voda má velmi vysokou tepelnou kapacitu. To je proto, že vodní útvary, zejména oceány, chladí velmi pomalu během přechodu z teplé sezóny nebo denní doby do studené. Naopak, když teplota vzduchu stoupá, voda je velmi pomalu vyhřívána. Z tohoto důvodu, jak bylo uvedeno výše, voda stabilizuje teplotu vzduchu na celé naší planetě.

Po ortuti má voda nejvyšší hodnotu povrchového napětí. Je třeba poznamenat, že kvůli náhodnému rozlití na rovnom povrchu se kapka někdy stává impozantním bodcem. To je viskozita vody. Další vlastnost se projevuje, když je teplota snížena na čtyři stupně. Jakmile se voda zchladí na tuto značku, stává se snadnější. Proto se na hladině vody vždy vznáší led a zpevňuje se kůrou, která pokrývá řeky a jezera. Z tohoto důvodu se ryby nemrznou ve vodních útvarech, které v zimě zmrazí.

Voda jako vodič elektřiny

Nejprve stojí za to zjistit, co je elektrická vodivost (včetně vody). Elektrická vodivost je schopnost látky provádět vlastní elektrický proud. Proto je elektrická vodivost vody schopností vody provádět proud. Tato schopnost závisí přímo na množství solí a jiných nečistot v kapalině. Například elektrická vodivost destilované vody je téměř minimalizována vzhledem k tomu, že tato voda je čištěna z různých přísad, které jsou nutné pro dobrou elektrickou vodivost. Vynikající proudový vodič je mořská voda, kde koncentrace solí je velmi vysoká. Další elektrická vodivost závisí na teplotě vody. Čím vyšší je teplota, tím větší je elektrická vodivost vody. Tento vzor je odhalen kvůli několika experimentům fyziků.

Měření elektrické vodivosti vody

Existuje takový termín - konduktometrie. Toto je název jedné z metod elektrochemické analýzy založené na elektrické vodivosti roztoků. Tuto metodu aplikujte pro stanovení koncentrace roztoků solí nebo kyselin, jakož i pro kontrolu složení některých průmyslových řešení. Voda má amfoterní vlastnosti. To znamená, že v závislosti na podmínkách, může být jak kyselé a základní vlastnosti - také působí jako kyselina, a jako báze.

Zařízení použité pro tuto analýzu má velmi podobné jméno - měřič vodivosti. S konduktometr měří vodivost elektrolytů v roztoku, který je analyzován. Možná je užitečné vysvětlit ještě jeden termín - elektrolyt. Je substance, která, pokud je rozpuštěna nebo tavení rozpadá na ionty, přičemž elektrický proud je prováděna následovně. Ion je elektricky nabitá částice. Konduktometr, který na základě určitých jednotek elektrické vodivosti vody určuje svou specifickou elektrickou vodivost. To znamená, že určuje elektrickou vodivost určitého objemu vody odebranou jako počáteční jednotka.

Již před začátkem sedmdesátých let minulého století byla měřicí jednotka "mo" použita k označení vodivosti elektrické energie, byla odvozena z jiné hodnoty - Ohm, což je základní jednotka odporu. Elektrická vodivost je množství, které je nepřímo úměrné odporu. Nyní se měří v Siemens. Tento název získal na počest německého vědce-fyzika - Wernera von Siemensu.

Siemens

Siemens (označovaný jako Cm nebo S) je reciproční Ohm, což je jednotka pro měření elektrické vodivosti. Jeden cm se rovná elektrická vodivost Každý vodič, jehož odpor je 1 ohm. Vyjadřuje vzorec:

• 1 Sm = 1: Ohm = A: B = kg^minus-1middot^minus-2middot-сsup3-А², kde
  A - ampér,
  Involty.

Tepelná vodivost vody

Teď mluvme, co je tepelná vodivost. Tepelná vodivost je schopnost látky přenášet tepelnou energii. Podstata tohoto jevu spočívá ve skutečnosti, že kinetická energie atomů a molekul, které určují teplotu daného těla nebo látky, se přenáší na jiné tělo nebo látku ve své interakci. Jinými slovy, vedení tepla je výměna tepla mezi těly, látkami a také mezi tělem a látkou.

Tepelná vodivost u vody je také velmi vysoká. Lidé denně využívají tuto vlastnost vody, aniž by si toho všimli. Například nalít studenou vodu do kontejneru a chladit nápoje nebo jídlo v ní. Studená voda získává teplo z lahve, kontejneru, v opačném případě je studená, je to možné a zpětná reakce.

Tento fenomén lze nyní snadno představit v celosvětovém měřítku. V létě se ohřívá oceán, a pak - s nástupem chladného počasí pomalu ochlazuje a dává své teplo do vzduchu, čímž ohřívá kontinenty. Zima je ochlazena, oceán se začíná velmi pomalu ohřívat ve srovnání se zemí a dává chlad na kontinenty, chátrá po letním slunci.

Hustota vody

Nahoře bylo řečeno, že ryby žijí v zimě v rybníku kvůli tomu, že voda zamrzá kůru po celém svém povrchu. Víme, že v ledové vodě se začíná otáčet při teplotě 0 stupňů. Vzhledem k tomu, že hustota vody je větší než hustota led, led vznáší a zamrzne na povrchu.

Jaké jsou redoxní vlastnosti vody?

Také voda za různých podmínek může být jak oxidačním činidlem, tak redukčním činidlem. To znamená, že voda, vzdát se elektronů, je nabitá a oxidována. Nebo získává elektrony a poplatky negativně, takže je obnoven. V prvním případě je voda oxidována a nazývána mrtvá. Má velmi silné baktericidní vlastnosti, ale není nutné ho vypít. Ve druhém případě je voda naživu. Zesiluje, stimuluje tělo, aby se zotavilo, přenáší energii do buněk. Rozdíl mezi těmito dvěma vlastnostmi vody je vyjádřen v pojmu "potenciál oxidace a redukce".

S jakou vodou je schopen reagovat

Voda je schopna reagovat s téměř všemi látkami, které na Zemi existují. Jediná věc je, že pro vznik těchto reakcí je třeba zajistit vhodnou teplotu a mikroklima.

Například při pokojové teplotě voda dokonale reaguje s kovy, jako je sodík, draslík, baryum - nazývají se aktivními. S halogeny - to je fluor, chlor. Při zahřátí reaguje voda dobře se železem, hořčíkem, uhlím, metanem.

S pomocí různých katalyzátorů reaguje voda s amidy, estery karboxylových kyselin. Katalyzátor je látka, jako kdyby tlačila součásti do vzájemné reakce a urychlila je.

Existuje voda jinde než na Zemi?

Dosud nebyla nalezena žádná voda na žádné planetě sluneční soustavy, s výjimkou Země. Ano, předpokládá se její přítomnost na takových obřích planetách jako jsou Jupiter, Saturn, Neptun a Uran, ale dosud neexistují přesné údaje od vědců. Existuje ještě jedna hypotéza, dokud se konečně neprokáže, o podzemních vodách na planetě Marsu ao satelitu Země - Měsíci. Pokud jde o Mars obecně, bylo předloženo několik teorií, že na této planetě najednou byl oceán a jeho možný model byl dokonce navržen vědci.

Mimo sluneční soustavu existuje mnoho velkých a malých planet, kde podle vědců může být voda. Ale není tu ani nejmenší příležitost, aby to bylo jisté.

Jak používat teplo a elektrickou vodivost vody pro praktické účely

Vzhledem k tomu, že voda má vysokou tepelnou kapacitu, používá se jako tepelný nosič v topné síti. Zajišťuje přenos tepla od výrobce k spotřebiteli. Jako vynikající tepelný nosič využívá mnoho jaderných elektráren vodu.

V medicíně se led používá k ochlazení a pro dezinfekci se používá pára. V systému veřejného stravování se také používá led.

V mnoha jaderných reaktorech se voda používá jako zpomalovač k úspěšnému toku řetězové jaderné reakce.

Voda pod tlakem se používá k dělení, lámání a dokonce i k řezání hornin. To se aktivně využívá při stavbě tunelů, podzemních objektů, skladů, podchodů.

Závěr

Z článku vyplývá, že voda ve svých vlastnostech a funkcích je nejdůležitější a nejpodstatnější látkou na Zemi. Má život člověka nebo nějaké jiné živé bytosti na Zemi závislé na vodě? Samozřejmě ano. Přispívá tato látka k provádění vědecké činnosti člověkem? Ano. Má voda vodivost, tepelnou vodivost a další užitečné vlastnosti? Odpověď je také ano. Další věc je, že voda na Zemi, a ještě víc je čistá, je stále méně. A naším úkolem je zachovat a zajistit (a tedy i nás) od vyhynutí.