Ус халах үед юу болох вэ. Шингэн төлөвт байгаа усны шинж чанар. Материйн янз бүрийн төлөв байдлын шинж чанарууд
![Ус халах үед юу болох вэ. Шингэн төлөвт байгаа усны шинж чанар. Материйн янз бүрийн төлөв байдлын шинж чанарууд](https://i1.wp.com/elementy.ru/images/news/water_tetraedral_cluster_300.jpg)
Японы физикч Масаказу Мацумото 0-4°С хүртэл халаахад ус яагаад тэлэхийн оронд агшиж байдаг тухай онолыг дэвшүүлжээ. Түүний загварын дагуу ус нь гүдгэр хөндий олон талт, орой нь усны молекул, ирмэг нь устөрөгчийн холбоо бүхий бичил формацуудыг агуулсан "витрит" юм. Температур өсөхийн хэрээр хоёр үзэгдэл хоорондоо өрсөлддөг: усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холбоо сунах, витритуудын хэв гажилт, тэдгээрийн хөндийн бууралтад хүргэдэг. Температурын 0-ээс 3.98 ° C-ийн мужид сүүлийн үзэгдэл нь устөрөгчийн холбоог сунгах нөлөөг давамгайлж, эцэст нь усны ажиглагдсан шахалтыг өгдөг. Мацумотогийн загвар болон усны шахалтыг тайлбарласан бусад онолуудын туршилтын баталгаа хараахан гараагүй байна.
Ихэнх бодисоос ялгаатай нь ус халах үед эзлэхүүнээ бууруулж чаддаг (Зураг 1), өөрөөр хэлбэл энэ нь дулааны тэлэлтийн сөрөг коэффициенттэй байдаг. Гэсэн хэдий ч бид шингэн төлөвт ус байдаг температурын бүх хүрээний тухай биш, харин зөвхөн нарийн хэсэг буюу 0 ° С-аас ойролцоогоор 4 ° C-ийн тухай ярьж байна. b-тэй ОИлүү өндөр температурт ус бусад бодисын нэгэн адил өргөсдөг.
Дашрамд хэлэхэд, ус бол температур нэмэгдэхэд агших (эсвэл хөргөх үед өргөжих) шинж чанартай цорын ганц бодис биш юм. Висмут, галлий, цахиур, сурьма нь ижил төстэй зан чанараараа сайрхаж чаддаг. Гэсэн хэдий ч илүү төвөгтэй дотоод бүтэц, түүнчлэн янз бүрийн үйл явцад тархалт, ач холбогдлын хувьд ус нь эрдэмтдийн анхаарлыг татдаг (Усны бүтцийн судалгаа үргэлжилж байна, "Элементүүд", 2006 оны 10-р сарын 09-ний өдрийг үзнэ үү. ).
Хэсэг хугацааны өмнө температур буурах тусам ус яагаад эзэлхүүн нь нэмэгддэг вэ гэсэн асуултад хариулсан нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онол (Зураг 1) нь "хэвийн" ба "мөсөн" гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн холимог загвар байв. Энэ онолыг анх 19-р зуунд Харолд Уайтинг дэвшүүлсэн бөгөөд хожим олон эрдэмтэд боловсруулж, сайжруулсан. Харьцангуй саяхан илэрсэн усны полиморфизмын хүрээнд Витингийн онолыг дахин бодож үзсэн. Хэт хөргөлттэй усанд хоёр төрлийн мөстэй төстэй нанодомайнууд байдаг гэж үздэг: өндөр нягтралтай, бага нягттай аморф мөстэй төстэй бүсүүд. Хэт хөргөсөн усыг халаах нь эдгээр нано бүтэц хайлж, өндөр ба бага нягтралтай хоёр төрлийн ус гарч ирдэг. Үүссэн усны хоёр "зэрэглэл"-ийн хоорондох температурын зальтай өрсөлдөөн нь нягтын температураас монотон бус хамаарлыг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч энэ онол туршилтаар батлагдаагүй байна.
Та энэ тайлбарт болгоомжтой хандах хэрэгтэй. Бид энд зөвхөн аморф мөстэй төстэй бүтцийн тухай ярьж байгаа нь санамсаргүй хэрэг биш юм. Аморф мөсний наноскопийн хэсгүүд ба түүний макроскоп аналогууд өөр өөр физик үзүүлэлттэй байдаг нь баримт юм.
Японы физикч Масаказу Мацумото хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хольцын онолыг үгүйсгэж, энд яригдсан эффектийн тайлбарыг "эхнээс нь" олохоор шийджээ. Компьютерийн симуляцийг ашиглан тэрээр хөргөх үед ус тэлэх жинхэнэ шалтгааныг молекулын масштабаар ойлгохын тулд 200-360 К хүртэл температурын өргөн хүрээний усны физик шинж чанарыг судалжээ. Түүний сэтгүүлд нийтлэгдсэн нийтлэл Физик тойм захидалҮүнийг: Ус хөргөх үед яагаад өргөсдөг вэ? ("Ус хөргөх үед яагаад өргөсдөг вэ?").
Эхлээд нийтлэлийн зохиогч асуулт асуусан: усны дулааны тэлэлтийн коэффициентэд юу нөлөөлдөг вэ? Үүний тулд зөвхөн гурван хүчин зүйлийн нөлөөллийг олж мэдэхэд хангалттай гэж Мацумото үзэж байна: 1) усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн бондын уртын өөрчлөлт, 2) топологийн индекс - усны молекул дахь бондын тоо, 3) усны молекулын хазайлт. тэнцвэрийн утгаас бондын хоорондох өнцөг (өнцгийн гажуудал).
Японы физикчийн олж авсан үр дүнгийн талаар ярихаасаа өмнө дээрх гурван хүчин зүйлийн талаар чухал тайлбар, тодруулга хийх болно. Юуны өмнө усны ердийн химийн томъёо H 2 O нь зөвхөн уурын төлөвтэй тохирч байна. Шингэн хэлбэрээр усны молекулууд нь устөрөгчийн холбоогоор дамжин бүлэгт (H 2 O) нэгддэг. x, Хаана x- молекулын тоо. Усны таван молекулын хамгийн эрч хүчтэй хослол ( x= 5) дөрвөн устөрөгчийн бондтой, тэдгээрт бондууд үүсдэг тэнцвэрт байдал, гэж нэрлэгддэг тетраэдр өнцөг, 109.47 градустай тэнцүү (2-р зургийг үз).
Устөрөгчийн молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холболтын урт нь температураас хамааралтай болохыг шинжилсний дараа Мацумото хүлээгдэж буй дүгнэлтэд хүрсэн: температурын өсөлт нь устөрөгчийн бондын шугаман суналтыг үүсгэдэг. Энэ нь эргээд усны хэмжээг нэмэгдүүлэх, өөрөөр хэлбэл түүний тэлэлтэд хүргэдэг. Энэ баримт нь ажиглагдсан үр дүнтэй зөрчилдөж байгаа тул тэрээр хоёр дахь хүчин зүйлийн нөлөөллийг цаашид судалжээ. Дулааны тэлэлтийн коэффициент нь топологийн индексээс хэрхэн хамаардаг вэ?
Компьютерийн загварчлал нь дараах үр дүнг өгсөн. Бага температурт усны хамгийн том эзэлхүүнийг хувиар илэрхийлдэг усны кластер эзэлдэг бөгөөд тэдгээр нь нэг молекул тутамд 4 устөрөгчийн холбоо (топологийн индекс 4) байдаг. Температурын өсөлт нь 4-р индекстэй холбоодын тоо буурахад хүргэдэг боловч үүнтэй зэрэгцэн 3 ба 5-р индекстэй кластеруудын тоо нэмэгдэж эхэлдэг.Тоон тооцоолол хийсний дараа Мацумото топологийн кластеруудын орон нутгийн эзэлхүүнийг олж мэдсэн. 4-р индекс нь температур нэмэгдэхэд бараг өөрчлөгддөггүй бөгөөд ямар ч температурт 3 ба 5-р индекстэй холбоотой нийт эзлэхүүний өөрчлөлт нь бие биенээ нөхөж өгдөг. Тиймээс температурын өөрчлөлт нь усны нийт эзэлхүүнийг өөрчилдөггүй тул топологийн индекс нь усыг халаах үед шахахад ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.
Устөрөгчийн бондын өнцгийн гажуудлын нөлөөг тодруулах шаардлагатай хэвээр байна. Эндээс л хамгийн сонирхолтой, чухал нь эхэлдэг. Дээр дурдсанчлан усны молекулууд нэгдэх хандлагатай байдаг тул устөрөгчийн холбоо хоорондын өнцөг нь тетраэдр хэлбэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч усны молекулуудын дулааны чичиргээ болон кластерт ороогүй бусад молекулуудтай харилцан үйлчлэл нь тэднийг үүнийг хийхээс сэргийлж, устөрөгчийн бондын өнцгийг тэнцвэрийн утгаас 109.47 градусаар хазайлгана. Энэ өнцгийн хэв гажилтын үйл явцыг ямар нэгэн байдлаар тоон байдлаар тодорхойлохын тулд Мацумото болон түүний хамтрагчид 2007 онд хэвлэгдсэн усан дахь устөрөгчийн бондын сүлжээний топологийн барилгын блокуудыг өмнөх ажил дээрээ үндэслэн бүтээжээ. Химийн физикийн сэтгүүл, усанд гүдгэр хөндий олон талттай төстэй гурван хэмжээст бичил бүтэц байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн. Хожим нь дараагийн хэвлэлд ийм бичил бүтэц гэж нэрлэдэг үзэсгэлэн(Зураг 3). Тэдгээрийн оройнууд нь усны молекулууд бөгөөд ирмэгийн үүргийг устөрөгчийн холбоо гүйцэтгэдэг бөгөөд устөрөгчийн бондуудын хоорондох өнцөг нь витрит дахь ирмэгүүдийн хоорондох өнцөг юм.
Мацумотогийн онолоор бол мозайк элементүүд шиг усны бүтцийн дийлэнх хэсгийг бүрдүүлдэг, нэгэн зэрэг түүний бүх эзэлхүүнийг жигд дүүргэдэг маш олон янзын витрит хэлбэрүүд байдаг.
Усны молекулууд нь витритуудад тетраэдр өнцөг үүсгэх хандлагатай байдаг, учир нь витрит нь хамгийн бага энергитэй байх ёстой. Гэсэн хэдий ч дулааны хөдөлгөөн болон бусад витритуудтай орон нутгийн харилцан үйлчлэлийн улмаас зарим бичил бүтэц нь тетраэдр өнцөгтэй (эсвэл энэ утгатай ойролцоо өнцөг) геометрийг харуулдаггүй. Тэд ийм бүтцийн хувьд тэнцвэргүй тохиргоог (эрчим хүчний үүднээс авч үзвэл энэ нь тэдэнд хамгийн таатай биш) хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь витритуудын "гэр бүл" бүхэлдээ боломжит хамгийн бага энергийн үнэ цэнийг авах боломжийг олгодог. Ийм витрит, өөрөөр хэлбэл "энергийн нийтлэг ашиг сонирхлын төлөө" өөрсдийгөө золиослох мэт витритийг бухимдал гэж нэрлэдэг. Хэрэв урам хугараагүй витрит нь тухайн температурт хөндийн эзэлхүүн хамгийн их байдаг бол урам хугарсан витрит нь эсрэгээрээ хамгийн бага хэмжээтэй байна.
Мацумотогийн хийсэн компьютерийн загварчлал нь температур нэмэгдэхийн хэрээр витритийн хөндийн дундаж хэмжээ шугаман буурдаг болохыг харуулсан. Энэ тохиолдолд урам хугарсан витрит нь түүний эзэлхүүнийг ихээхэн бууруулдаг бол урам хугараагүй витритийн хөндийн хэмжээ бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
Тиймээс, температур нэмэгдэхийн хэрээр усны шахалт нь хоёр өрсөлдөж буй нөлөөллөөс үүдэлтэй - устөрөгчийн холбоо сунах нь усны хэмжээ ихсэх, урам хугарсан витритуудын хөндийн хэмжээ буурахад хүргэдэг. Температурын 0-ээс 4 хэмийн мужид хамгийн сүүлийн үзэгдэл нь тооцооллоос харагдаж байна. давамгайлж байна, энэ нь эцэстээ температур нэмэгдэхийн хэрээр усны ажиглагдсан шахалтад хүргэдэг.
Витрит, тэдгээрийн зан авир байгаа эсэхийг туршилтаар батлахыг хүлээх л үлдлээ. Гэхдээ харамсалтай нь энэ бол маш хэцүү ажил юм.
Усан халаалтын системд усыг генератороос хэрэглэгч рүү дулаан дамжуулахад ашигладаг.
Усны хамгийн чухал шинж чанарууд нь:
дулааны багтаамж;
халаах, хөргөх үед эзлэхүүний өөрчлөлт;
гадаад даралтыг өөрчлөх үед буцалгах шинж чанар;
кавитаци.
Усны эдгээр физик шинж чанаруудыг авч үзье.
Тодорхой дулаан
Аливаа хөргөлтийн чухал шинж чанар нь түүний дулааны багтаамж юм. Хэрэв бид хөргөлтийн масс ба температурын зөрүүгээр илэрхийлбэл бид тодорхой дулааны багтаамжийг авна. Үүнийг үсгээр тэмдэглэв вмөн хэмжээстэй кЖ/(кг К)
Тодорхой дулаан- энэ нь 1 кг бодисыг (жишээлбэл, ус) 1 ° C-аар халаахад шаардагдах дулааны хэмжээ юм. Харин эсрэгээр бодисыг хөргөхөд ижил хэмжээний энерги ялгаруулдаг. 0 ° C-аас 100 ° C хүртэлх усны дундаж хувийн дулаан багтаамж нь:
c = 4.19 кЖ/(кг К) эсвэл c = 1.16 Вт/(кг К)
Шингээсэн буюу ялгаруулсан дулааны хэмжээ Q, хэлбэрээр илэрхийлсэн Жэсвэл кЖ, массаас хамаарна м, хэлбэрээр илэрхийлсэн кг, дулааны хувийн багтаамж вба температурын зөрүүг илэрхийлсэн К.
Эзлэхүүнийг нэмэгдүүлэх, багасгах
Бүх байгалийн материал нь халах үед өргөжиж, хөргөхөд агшдаг. Энэ дүрэмд үл хамаарах зүйл бол ус юм. Энэхүү өвөрмөц шинж чанарыг усны аномали гэж нэрлэдэг. Усны хамгийн их нягт нь +4 ° C-д байдаг бөгөөд 1 дм3 = 1 литр нь 1 кг жинтэй байдаг.
Хэрэв энэ цэгтэй харьцуулахад усыг халааж эсвэл хөргөвөл түүний хэмжээ ихсэх бөгөөд энэ нь түүний нягтрал буурах, өөрөөр хэлбэл ус хөнгөн болно гэсэн үг юм. Үүнийг халих цэгтэй савны жишээнээс тодорхой харж болно. Танк нь +4 ° C температуртай яг 1000 см3 ус агуулдаг. Ус халах үед зарим нь усан сангаас хэмжих аяга руу урсах болно. Хэрэв та усыг 90 ° C хүртэл халаавал хэмжих саванд яг 35.95 см3 асгах бөгөөд энэ нь 34.7 г-тай тэнцэнэ. Ус +4 ° C-аас доош хөргөхөд мөн өргөсдөг.
Гол мөрөн, нуурын ойролцоох усны энэ гажигын ачаар энэ нь өвлийн улиралд хөлддөг дээд давхарга юм. Үүнтэй ижил шалтгаанаар мөс гадаргуу дээр хөвж, хаврын нар түүнийг хайлуулж чаддаг. Хэрэв мөс уснаас хүнд байсан бөгөөд ёроолд нь живсэн бол ийм зүйл болохгүй.
![](https://i0.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport2.gif)
Халих цэг бүхий усан сан
Гэсэн хэдий ч энэ тэлэх чадвар нь аюултай байж болно. Жишээлбэл, автомашины хөдөлгүүр, усны насос доторх ус нь хөлдвөл хагардаг. Үүнээс зайлсхийхийн тулд усанд хөлдөхгүйн тулд нэмэлт бодис нэмнэ. Гликолыг ихэвчлэн халаалтын системд ашигладаг; Ус ба гликолийн харьцааг үйлдвэрлэгчийн техникийн үзүүлэлтээс харна уу.
Усны буцалгах шинж чанар
Хэрэв усыг задгай саванд халаавал 100 0С-ийн температурт буцалгана. Хэрэв та буцалж буй усны температурыг хэмжих юм бол энэ нь хамгийн сүүлийн дусал уурших хүртэл 100 ° C-д байх болно. Тиймээс тогтмол дулааны хэрэглээ нь усыг бүрэн ууршуулах, өөрөөр хэлбэл нэгтгэх төлөвийг өөрчлөхөд ашиглагддаг.
Энэ энергийг мөн далд (далд) дулаан гэж нэрлэдэг. Хэрэв дулааны хангамж үргэлжилбэл үүссэн уурын температур дахин нэмэгдэж эхэлнэ.
![](https://i2.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport3.gif)
Тайлбарласан процессыг усны гадаргуу дээр 101.3 кПа агаарын даралтаар өгсөн. Бусад агаарын даралттай үед усны буцлах цэг 100 хэмээс өөрчлөгддөг.
Хэрэв бид дээр дурдсан туршилтыг 3000 м-ийн өндөрт, тухайлбал, Германы хамгийн өндөр оргил болох Зугшпитце дээр давтан хийвэл тэнд ус аль хэдийн 90 хэмд буцалж байгааг олж мэдэх болно. Энэ зан үйлийн шалтгаан нь өндрөөр атмосферийн даралтын бууралт юм.
![](https://i2.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport4.gif)
Усны гадаргуу дээрх даралт бага байх тусам буцлах цэг бага байх болно. Үүний эсрэгээр усны гадаргуу дээрх даралт ихсэх тусам буцалгах цэг өндөр байх болно. Энэ өмчийг жишээ нь даралтат агшаагчдад ашигладаг.
График нь усны буцлах цэгийн даралтаас хамаарлыг харуулж байна. Халаалтын систем дэх даралтыг зориудаар нэмэгдүүлдэг. Энэ нь үйл ажиллагааны ноцтой нөхцөлд хийн бөмбөлөг үүсэхээс сэргийлж, гаднах агаарыг системд оруулахаас сэргийлдэг.
Халах үед усыг өргөтгөх, хэт даралтаас хамгаалах
Усан халаалтын систем нь 90 ° C хүртэл усны температурт ажилладаг. Ерөнхийдөө системийг 15 ° C-ийн температурт усаар дүүргэдэг бөгөөд дараа нь халах үед өргөсдөг. Эзлэхүүний энэ өсөлт нь илүүдэл даралт, шингэний халилтад хүргэж болохгүй.
![](https://i0.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport5.gif)
Зуны улиралд халаалтыг унтраах үед усны хэмжээ анхны утга руугаа буцдаг. Тиймээс усны саадгүй тэлэлтийг хангахын тулд хангалттай том сав суурилуулах шаардлагатай.
Хуучин халаалтын систем нь нээлттэй өргөтгөлийн савтай байсан. Тэд үргэлж дамжуулах хоолойн хамгийн өндөр хэсэгт байрладаг байв. Систем дэх температур нэмэгдэж, ус өргөжихөд савны түвшин мөн нэмэгдсэн. Температур буурах тусам тэр хэмжээгээр буурсан.
Орчин үеийн халаалтын системд мембран өргөтгөх сав (MEVs) ашигладаг. Систем дэх даралт ихсэх үед дамжуулах хоолой болон системийн бусад элементүүдийн даралтыг хязгаараас хэтрүүлэхийг хориглоно.
Тиймээс халаалтын систем бүрийн урьдчилсан нөхцөл бол аюулгүйн хавхлагатай байх явдал юм.
Даралт хэвийн хэмжээнээс дээш гарах үед аюулгүйн хавхлага нээгдэж, өргөтгөх савны багтаамжгүй илүүдэл усыг суллах ёстой. Гэсэн хэдий ч анхааралтай зохион бүтээсэн, засвар үйлчилгээтэй системд ийм ноцтой нөхцөл байдал хэзээ ч гарч болохгүй.
Эдгээр бүх бодол нь эргэлтийн насос нь систем дэх даралтыг улам ихэсгэдэг гэдгийг харгалзан үздэггүй. Усны хамгийн их температур, сонгосон насос, өргөтгөх савны хэмжээ, аюулгүйн хавхлагын хариу даралт хоорондын хамаарлыг маш болгоомжтой хийх хэрэгтэй. Системийн элементүүдийг санамсаргүй байдлаар сонгох нь, тэр ч байтугай өртөгт нь тулгуурласан ч гэсэн энэ тохиолдолд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй.
Мембраныг өргөтгөх савыг азотоор дүүргэсэн. Өргөтгөх диафрагмын савны анхны даралтыг халаалтын системээс хамааран тохируулах шаардлагатай. Халаалтын системээс өргөтгөх ус нь сав руу орж, хийн камерыг диафрагмаар шахдаг. Хийг шахаж болох боловч шингэнийг шахах боломжгүй.
Даралт
Даралт тодорхойлох
Даралт гэдэг нь атмосферийн даралттай (Па, мбар, бар) харьцангуй сав, дамжуулах хоолойд хэмжигддэг шингэн ба хийн статик даралт юм.
Статик даралт
Статик даралт нь хөдөлгөөнгүй шингэний даралт юм.
Статик даралт = харгалзах хэмжилтийн цэгээс дээш түвшин + өргөтгөх савны анхны даралт.
Динамик даралт
Динамик даралт нь хөдөлж буй шингэний урсгалын даралт юм. Шахуургын гадагшлуулах даралт Энэ нь үйл ажиллагааны явцад төвөөс зугтах насосны гаралтын даралт юм.
Даралтын уналт
Системийн нийт эсэргүүцлийг даван туулахын тулд төвөөс зугтах насосоор боловсруулсан даралт. Энэ нь төвөөс зугтах насосны оролт ба гаралтын хооронд хэмжигддэг.
Үйл ажиллагааны даралт
Шахуурга ажиллаж байх үед системд байгаа даралт. Ашиглалтын зөвшөөрөгдөх даралт Шахуурга ба системийг аюулгүй ажиллуулах нөхцөлд зөвшөөрөгдөх даралтын хамгийн их утга.
Кавитаци
Кавитаци- энэ нь импеллерийн оролтын хэсэгт шахаж буй шингэний ууршилтын даралтын дор орон нутгийн даралт үүссэний үр дүнд хийн бөмбөлөг үүсэх явдал юм. Энэ нь гүйцэтгэл (даралт) болон үр ашгийг бууруулж, дуу чимээ, насосны дотоод хэсгүүдийн материалыг устгахад хүргэдэг. Илүү өндөр даралттай газруудад (жишээ нь, сэнсний гаралтын хэсэг) агаарын бөмбөлгийг нурааснаар микроскопийн дэлбэрэлт нь гидравлик системийг гэмтээх эсвэл устгах даралтын өсөлтийг үүсгэдэг. Үүний эхний шинж тэмдэг бол импеллер дэх чимээ шуугиан, түүний элэгдэл юм.
Төвөөс зугтах насосны чухал параметр нь NPSH (насос сорох хоолойн дээрх шингэний баганын өндөр) юм. Энэ нь өгөгдсөн төрлийн шахуургад кавитацигүйгээр ажиллахад шаардагдах насосны оролтын хамгийн бага даралтыг, өөрөөр хэлбэл хөөс үүсэхээс сэргийлэх нэмэлт даралтыг тодорхойлдог. NPSH утга нь импеллерийн төрөл ба насосны хурдаас хамаарна. Энэ үзүүлэлтэд нөлөөлж буй гадны хүчин зүйлүүд нь шингэний температур ба атмосферийн даралт юм.
Кавитаци үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх
Кавитаци үүсэхээс зайлсхийхийн тулд шингэн нь температур, атмосферийн даралтаас хамаардаг тодорхой хамгийн бага сорох өндөрт төвөөс зугтах насосны оролт руу орох ёстой.
Хөндий үүсэхээс сэргийлэх бусад аргууд нь:
Статик даралтыг нэмэгдүүлэх
Шингэний температурыг бууруулах (ууршилтын даралтыг PD бууруулах)
Тогтмол бага гидростатик толгойтой насосыг сонгох (хамгийн бага сорох өргөлт, NPSH)
Агроводкомын мэргэжилтнүүд насосны оновчтой сонголтыг сонгоход тань туслахдаа баяртай байх болно. Бидэнтэй холбоо барина уу!
Александр
2013-10-22 09:38:26
[Хариулт] [Ишлэлээр хариулах][Хариу бичихийг цуцлах]
|
Сэдэв: Амьгүй байгаль
Хичээл: Шингэн усны шинж чанар
Ус нь цэвэр хэлбэрээрээ амт, үнэр, өнгөгүй боловч ихэнх бодисыг идэвхтэй уусгаж, тэдгээрийн тоосонцортой нийлдэг тул бараг хэзээ ч ийм байдаггүй. Ус нь янз бүрийн биед нэвтэрч болно (эрдэмтэд чулуунаас ч ус олсон).
Хлор нь сул талтай: энэ нь хорт хавдар үүсгэгч аюултай хлорамин ба хлоржуулсан нүүрсустөрөгчийг үүсгэх урвалд ордог. Энэ урвалын дайвар бүтээгдэхүүн нь хлорит юм. Хор судлалын судалгаагаар хлорын давхар ислийн халдваргүйжүүлэлтийн дайвар бүтээгдэхүүн болох хлорит нь хүний эрүүл мэндэд ноцтой эрсдэл учруулдаггүй. Хэрэв танд өөр асуулт байвал бидэнтэй холбоо барина уу.
Манай хүүхдүүд ертөнцийг өөрөөр хардаг. Юу ч тэдний анхаарлыг тойрон гарахгүй бөгөөд тэдний сониуч зан нь хязгааргүй юм. Тэд байнга асуулт асууж, тэр асуултанд хариулахыг хүсдэг. Гэхдээ хүүхдүүдтэй холбоотой асуудал бидэнд ихэвчлэн саад болдог. Бид тантай хамгийн их асуудаг асуултууд болон тэдгээрийн хариултыг хуваалцах бөгөөд ингэснээр та дараагийн удаад бэлэн байх болно.
Хэрэв та аяганд цоргоны усаар дүүргэвэл цэвэрхэн харагдах болно. Гэвч үнэн хэрэгтээ энэ нь олон бодисын уусмал бөгөөд тэдгээрийн дотор хий (хүчилтөрөгч, аргон, азот, нүүрстөрөгчийн давхар исэл), агаарт агуулагдах янз бүрийн хольц, хөрсний ууссан давс, ус дамжуулах хоолойн төмөр, уусаагүй жижиг тоосны хэсгүүд байдаг. , гэх мэт.
Ус халах үед түүний молекулууд хөдөлж эхэлдэг. Энэ хөдөлгөөн ихсэх тусам молекулуудын хоорондох зай ихсэх болно. Эцэст нь молекулуудын хоорондын харилцаа хэт сулрах цаг ирдэг. Молекулууд тархаж, усны уур болдог. Энэ процессыг "ууршилт" гэж нэрлэдэг.
Онгоцыг агаарт байлгадаг зүйл юу вэ? Агаар дахь асар том агаарыг юу байлгадаг вэ? Энд ажиллах хүчийг "өргөх" гэж нэрлэдэг. Агаар нь жигүүрийн хавтгайн дээгүүр ба доор нэгэн зэрэг өнгөрөхөд өргөлт үүсдэг. Агаар нь далавчны үзүүрээс хурдан хөдөлдөг тул бага даралттай байдаг. Үүний зэрэгцээ далавчны доорх өтгөн агаар нь онгоцыг дээш нь түлхдэг. Онгоцны хурд өндөр байх тусам өргөлт өндөр болно.
Хэрэв та цэвэр шилэн дээр цоргоны усыг дуслаар дусааж, ууршуулах юм бол бараг харагдахгүй толбо үлдэх болно.
Гол мөрөн, горхи, ихэнх нууруудын ус нь янз бүрийн хольц, жишээлбэл, ууссан давс агуулдаг. Гэхдээ эдгээр нь цөөхөн байдаг, учир нь энэ ус цэвэрхэн байдаг.
Цасан ширхгийг тусад нь авч үзвэл өнгөгүй, тунгалаг байдаг. Хариулт нь цасан ширхгүүд их хэмжээний масс үүсгэх үед нарны гэрлийг тусгадаг. Нар ч цагаан өнгөтэй байдаг тул туссан гэрэл цагаан өнгөтэй байдаг. Хүний үс яагаад байгалийн байж болохгүй гэж?
Хүний үс нь хар, хүрэн, шаргал эсвэл улаан өнгөтэй болгодог пигментүүдийг агуулдаг. Бидний үсэнд мөн жижиг агаарын бөмбөлөг агуулагддаг. Пигментүүдийн хослол ба үсний агаарын бөмбөлөгүүдийн тоо нь өнгийг тодорхойлдог. Бидний үсэнд агуулагддаг пигментүүд нь нийлээд цэнхэр эсвэл ногоон өнгөтэй болж чадахгүй.
Ус нь газар болон газар доор урсаж, горхи, нуур, гол мөрөн, тэнгис, далайг дүүргэж, газар доорхи ордонуудыг бий болгодог.
Ус амархан уусдаг бодисоор дамжин газрын гүнд нэвтэрч, түүнийг дагуулан, хадан хагархай, ан цаваар газар доорх агуйг үүсгэж, дээвэр дээрээс нь дусааж, хачирхалтай барималуудыг бий болгодог. Олон тэрбум усны дусал хэдэн зуун жилийн турш ууршиж, усанд ууссан бодисууд (давс, шохойн чулуу) агуйн нуман хаалган дээр тогтож, сталактит хэмээх чулуун мөсөн бүрхүүл үүсгэдэг.
Сансрын нисэгчид яагаад сансарт аялдаг вэ? Олон хүний бодсоноос ялгаатай нь Олон улсын сансрын станцад сансрын нисэгчид таталцлаас ангид байдаггүй. Дэлхийн хурцадмал байдал нь тойрог замд байгаа бүх объектод нөлөөлдөг. Гэхдээ станц байрладаг өндөр нь үүнийг байнгын уналт болгодог. Энэ нь тойрог замын биет манай гаригийн гадаргууд хүрэхгүй хэвээр байгаа бөгөөд дэлхийн дээгүүр нисч байгаа юм шиг. Тэнгэр баганадсан байшингийн дээд давхраас лифтний машин унаж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Энэ бүхээгт байгаа хүн түр зуурын жингүйдэлтэй тулгарна.
Сансрын нисгэгчид тойрог замд ижил зүйлийг мэдэрдэг, гэхдээ байнга. Нарны туяа гаригийн агаар мандалд орохдоо тархаж, тасардаг. Эхэндээ нарны цагаан гэрлийг солонгын 7 өнгөөр хуваадаг. Цэнхэр нь бусад өнгөнөөс илүү тархдаг тул давамгайлдаг. Гэхдээ спектрт бусад өнгө байдаг тул тэнгэр хэзээ ч бүрэн цэнхэр байдаггүй.
Агуйн шалан дээрх ижил төстэй тогтоцыг сталагмит гэж нэрлэдэг.
Мөн сталактит, сталагмит хоёр нийлж ургаж, чулуун багана үүсгэдэг бол үүнийг мухар чулуу гэж нэрлэдэг.
Манан нь газрын гадаргаас дээш агаарт өлгөөтэй хэдэн мянган жижиг дусал ус эсвэл мөсөн талстуудаас тогтдог. Энэ нь агаар хүйтэн, газар дулаан эсвэл эсрэгээр үүсдэг. Аль ч тохиолдолд усны уур эсвэл мөсөн тоосонцор бүхий өтгөн үүл гарч, гадаргуу дээгүүр тархдаг.
Устөрөгч нь хүчилтөрөгчөөр исэлдэж, дулаан ялгардаг химийн урвалын үр дүнд ус үүсдэг. Нэгэнт ухарсан тул байгалийн нөхцөлд ус нь шатаж чадахгүй. Цаг яагаад цагийн зүүний дагуу эргэдэг вэ? Механик бугуйн цаг хийхээсээ өмнө хүмүүс нарны цаг хэрэглэдэг бөгөөд хэр хугацаа шаардагдахыг мэддэг. Нарны шилжилтийн нөлөөгөөр сүүдэр зүүнээс баруун тийш шилждэг Хойд хагас бөмбөрцөгт нарны цаг анх удаа гарч ирэв. Хожим нь механик цагны түүхэнд тэд нарнаас энэ хөдөлгөөнийг өвлөн авсан.
Гол мөрөн дээрх мөсний шилжилтийг ажиглахдаа бид усыг хатуу (мөс ба цас), шингэн (доороос урсах) болон хийн төлөвт (агаарт гарч буй усны жижиг хэсгүүдийг усны уур гэж нэрлэдэг) хардаг.
Дугуй хэлбэр нь хавтгай гадаргуу дээр өнхрөхөд тохиромжтой. Дугуйны бүх цэгүүд тэнхлэгээсээ ижил зайд байрладаг тул тэнхлэг нь газраас ижил өндөрт хэвээр байх бөгөөд тээврийн хэрэгсэл зам дагуу явахдаа дээш доош хөдөлдөггүй. Энэ нь бидний дотуур хувцаснаас гадна бидний хувийн эрхтнийг халдвар, гэмтэлээс хамгаалдаг. Бидний дотуур хувцас өмсөх гол шалтгаан бол эрүүл ахуй. Өмнө нь хувцас маш үнэтэй байсан тул хүмүүс ихэвчлэн сольж чаддаггүй байв.
Энэ оролдлого нь бага зэрэг урт хугацаа шаардагдах тул үүнийг хоёр сессээр төлөвлөж, гоёл чимэглэлийн, идэж болох, иддэггүй талстуудыг аажмаар "ургах" хэрэгтэй. Та болор дэлгэц, талстыг өөртөө нэрлэх, болор дүрсийг бүтээх, таны санаа, зургийг тэсэн ядан хүлээж болно.
Ус нь гурван төлөвт нэгэн зэрэг байж болно: агаар, үүлэнд үргэлж усны уур байдаг бөгөөд энэ нь усны дусал, мөсөн талстуудаас бүрддэг.
Усны уур нь үл үзэгдэх боловч нэг аяга ус хөргөгчинд нэг цагийн турш дулаан өрөөнд үлдээвэл шилэн ханан дээр усны дусал шууд гарч ирэх болно. Шилний хүйтэн хананд хүрэхэд агаарт агуулагдах усны уур нь усны дусал болж хувирч шилний гадаргуу дээр тогтдог.
Хоолны болон иддэггүй талстууд Та текстийг бүхэлд нь нээж, татаж авах боломжтой эсвэл. Сэдэв: Талсжилт, ханасан уусмал. Хатуу бодисыг аморф ба талст бодис гэж хуваадаг. Аморф бодисын бөөмсийн зохион байгуулалт нь санамсаргүй бөгөөд бүтэц нь шингэнтэй төстэй байдаг. Кристал бодисын бөөмс нь болор торонд байрладаг. Энэ торны үндэс нь байнга давтагддаг нэгж нүд юм.
Хүрээлэн буй орчны нөлөөгөөр шингэн бодисоор хатуу жирийн талст үүсэх үзэгдлийг талсжилт буюу талстжилт гэнэ. Бодисын даралт, температур эсвэл концентрацийн өөрчлөлт нь талстжилтад хүргэдэг уусмал, хайлмал эсвэл уураас талстууд үүсч болно. Процессыг жигд явуулахын тулд дор хаяж нэг нөхцөл шаардлагатай: Эх үүсвэрийн шингэний температур буурах. Уусгагчийн ууршилтаас болж талстжуулагчийн концентраци нэмэгдэнэ. Эхлэлийн материалыг талстжуулагчаар хүчиллэгжүүлэх.
Цагаан будаа. 11. Хүйтэн шилний хананд конденсац үүсэх ()
Үүнтэй ижил шалтгаанаар цонхны шилний дотор талд хүйтэн улиралд манан үүсдэг. Хүйтэн агаар нь дулаан агаар шиг их хэмжээний усны уур агуулж чадахгүй тул түүний зарим хэсэг нь өтгөрч, усны дусал болж хувирдаг.
Уусмалыг өгөгдсөн температурт ханасан болтол талсжих бодисыг уусгахад уусмалаас талсжилт үүсдэг. Халалтын дараа уусмал дахин ханаагүй болох боловч уусгагчийг хөргөх эсвэл ууршуулах үед уусмал хэт ханасан, талстжилт үүсдэг. Байгалийн талсжилт нь бөөмийн бөөм үүссэний дараа үүсдэг. Талсжилтыг мөн зохиомлоор тарилга гэж нэрлэдэг - уусмалд гадны биетийг нэвтрүүлэх замаар үүсгэж болох бөгөөд энэ аргыг жишээлбэл, элсэн чихэр үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
Тэнгэрт нисч буй онгоцны арын цагаан мөр нь мөн усны конденсацийн үр дүн юм.
Хэрэв та уруул дээрээ толин тусгалыг авчирч, амьсгалаа гаргах юм бол түүний гадаргуу дээр усны жижиг дуслууд үлдэх бөгөөд энэ нь хүн амьсгалахдаа усны уурыг агаараар амьсгалж байгааг нотолж байна.
Энэ нэр нь Арабын манжингаас гаралтай - цагаан. Цаашид химийн болон хүнсний үйлдвэр, шил, цаас, хөдөө аж ахуйд бордоо болгон, хуурамчаар гагнуурын ажилд хэрэглэнэ. Эдгээр зорилгоор мөн зохиомлоор бэлтгэдэг. Багаж хэрэгсэл: Боракс, данх, ус, тунгалаг шил, эргүүлэг эсвэл сүрэл, утас эсвэл утас, хоолой цэвэрлэгч, хүнсний будаг, халбага.
Дизайн: Бид хоолой цэвэрлэгчээс ямар ч хэлбэрийг бүрдүүлдэг. Бид энэ хэлбэрийг утас эсвэл утас руу холбодог. Бид саваа халбага эсвэл сүрэл дээр өлгөдөг. Бид данханд ус асгаж, шилэн аяганд хийнэ. Бораксыг ханасан уусмал авах хүртэл усанд холино. Хэрэв саванд борын үлдэгдэл үлдсэн бол уусмалыг цэвэр шилэн аяганд хийнэ. Кебаб ашиглан бидний үсэрхэг утсан биеийг шилэн дотор өлгөж, бидний бүтээсэн ханасан борын уусмалд бүрэн дүрж, шилний хана, ёроолд ямар ч үед хүрч болохгүй.
Ус халах үед энэ нь "өргөдөг". Үүнийг энгийн туршилтаар баталж болно: шилэн хоолойг устай колбонд буулгаж, доторх усны түвшинг хэмжсэн; дараа нь колбыг бүлээн устай саванд буулгаж, усыг халаасны дараа хоолой дахь түвшинг дахин хэмжсэн бөгөөд энэ нь халах үед усны хэмжээ нэмэгддэг тул мэдэгдэхүйц өссөн байна.
Борак нь талсжихын тулд бүхэл бүтэн системийг шөнийн турш уусмалд үлдээнэ. Тайлбар: Сэвсгэр утас нь талстжилтын цөмүүд маш сайн бүрэлдэн тогтдог ба тэнд борын талстууд аажмаар хуримтлагдаж, талст ургаж байдаг. Халуун ус ашиглан ханасан уусмал үүсгэж, хөргөж, ууршуулж илүүдэл уусмал гаргаснаар талсжилт хурдасдаг.
Хугацаа: туршилтыг бэлтгэх, бүх туслах хэрэгслийг бэлтгэх 5 минут. Туршилтын туршилт 5 мин. Кристал өсөлт 24 цаг. Кристалуудын тэмдэглэгээ. 10 минутыг тооцоол. Туршилт 5 минут. 25 минут 24 цагийн дараа. Туршилтын талаар цаашдын хэлэлцүүлэг, түүнийг өөрчлөх боломжтой.
Цагаан будаа. 14. Хоолойтой колбо, 1-ийн тоо, шугам нь усны анхны түвшинг заана
Цагаан будаа. 15. Хоолойтой колбо, 2 дугаар, шугам нь халах үед усны түвшинг заана
Энэ нь дотоод энерги хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг илэрхийлдэг, өөрөөр хэлбэл. Биеийг хөргөх эсвэл температурыг нэмэгдүүлэх үед биеийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний энерги ба байрлалын нийлбэр. Дулаан нь дулаан солилцооны үед дулаан хашлага өгдөг энергитэй тэнцүү байна. Дулаан дамжуулалт Цацрагаар дамжин урсдаг.
Бүх мужид молекулууд тогтмол эмх замбараагүй хөдөлгөөнд байдаг. Бөөм бүр эргэн тойронд чичиргээ хийх өөрийн гэсэн газартай байдаг. Бөөмүүд халах үед тэд илүү хурдан чичирдэг. Температур хангалттай нэмэгдэхэд бөөмс нь тогтсон байрлалаасаа салж, чөлөөтэй хөдөлж эхэлнэ. Энэ үед хатуу бодис шингэн болж хувирч эхэлнэ. Бид үүнийг хайлах гэж нэрлэдэг бөгөөд эдийг хайлж байна гэж хэлдэг.
Ус хөргөхөд "шахдаг". Үүнийг ижил төстэй туршилтаар нотолж болно: энэ тохиолдолд хоолойтой колбыг мөстэй саванд буулгасан; хөргөсний дараа хоолой дахь усны түвшин анхны тэмдэгтэй харьцуулахад буурсан, учир нь усны хэмжээ буурсан байна.
Хатуужилт Шингэнийг хөргөхөд тодорхой температурт хатуурч, эд болон хувирч эхэлдэг. Чөлөөтэй хөдөлж буй бөөмс нь нийлж, тодорхой байрлалд суурьших хүртэл температур буурах тусам илүү удаан хөдөлж, дараа нь тэд чичирдэг. Шингэн нь хатуу болдог. Бид үүнийг хатуурал гэж нэрлэдэг бөгөөд бид бодисыг хатууруулна гэж хэлдэг.
Шингэнийг буцалгах цэг хүртэл халаахад буцалгана. Янз бүрийн шингэний хувьд буцалгах цэг өөр өөр байдаг. Буцлах цэг нь шингэний дээрх даралтаас хамаарна. Энэ нь нэлээд өндөртэй саванд буцалгахад нөлөөлдөг. Шингэн нь зөвхөн гадаргуугаас хий болж хувирдаг. Ууршиж буй шингэн нь хүрээлэн буй орчны дулааныг зайлуулдаг. Ууршилт нь ямар ч шингэний температурт явагддаг.
Цагаан будаа. 16. Хоолойтой колбо, 3-ын тоо, шугам нь хөргөх үед усны түвшинг заана
Энэ нь усны тоосонцор, молекулууд халах үед илүү хурдан хөдөлж, бие биетэйгээ мөргөлдөж, савны хананаас хөөгдөж, молекулуудын хоорондох зай нэмэгдэж, улмаар шингэн нь илүү их эзэлхүүн эзэлдэгтэй холбоотой юм. Ус хөргөхөд түүний хэсгүүдийн хөдөлгөөн удааширч, молекулуудын хоорондох зай багасч, шингэн нь бага хэмжээний эзэлхүүнийг шаарддаг.
Засгийн газрын хэрэг эрхлэх хичээлийн төлөвлөгөө, оюутны үйл ажиллагаа, график зохион байгуулагчид
Температур өндөр байх тусам ууршилт хурдан, гадаргуугийн хэмжээсүүд, ууршилт хурдан, шингэний шинж чанар, шингэн дээрх хийн урсгал, шингэн дээрх хийн уурын даралт. Матери бол манай орчлонгийн орон зайг эзэлдэг зүйл гэж тодорхойлж болно. Бөөмийн төрөл, бөөмсийг хэрхэн яаж байрлуулах нь асуулт ямар харагдах, юу хийж чадахыг тодорхойлдог. Материйн төлөв байдлын талаархи сайн ойлголт нь бидний эргэн тойрон дахь орчлон ертөнцийг дүрслэх түлхүүр юм.
Материйн янз бүрийн төлөв байдлын шинж чанарууд
Хувь хүн эсвэл бүлгийн даалгаврын төрөл.Цагаан будаа. 17. Хэвийн температурт усны молекулууд
Цагаан будаа. 18. Халах үед усны молекулууд
Цагаан будаа. 19. Хөргөх үед усны молекулууд
Зөвхөн ус төдийгүй бусад шингэн (архи, мөнгөн ус, бензин, керосин) нь ийм шинж чанартай байдаг.
Шингэний энэ шинж чанарын талаархи мэдлэг нь архи, мөнгөн ус хэрэглэдэг термометр (термометр) зохион бүтээхэд хүргэсэн.
Ус хөлдөх үед энэ нь өргөсдөг. Хэрэв амсар хүртэл усаар дүүргэсэн савыг таглаатай таглаад хөлдөөгчид байрлуулсан бол хэсэг хугацааны дараа үүссэн мөс нь тагийг нь өргөж, савнаас цааш гарахыг харах болно.
Ус дамжуулах хоолойг тавихдаа энэ шинж чанарыг харгалзан үздэг бөгөөд энэ нь хөлдөх үед уснаас үүссэн мөс нь хоолойг таслахгүйн тулд тусгаарлагдсан байх ёстой.
Байгальд хөлдөж буй ус нь уулсыг сүйтгэдэг: хэрэв намар хадны хагаралд ус хуримтлагдвал өвлийн улиралд хөлддөг бөгөөд үүссэн уснаас илүү их эзэлхүүнийг эзэлдэг мөсний даралтын дор чулуулаг хагарч, нурдаг.
Замын хагаралд ус хөлдөх нь асфальт хучилтын эвдрэлд хүргэдэг.
Модны их бие дээрх нугалаатай төстэй урт нуруунууд нь модны шүүсний даралтын дор хөлдөж буй модны хагарлаас үүссэн шарх юм. Тиймээс хүйтэн өвлийн улиралд цэцэрлэгт хүрээлэн эсвэл ойд модны шажигнах чимээ сонсогддог.
- Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц 3. М.: Баллас.
- Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц 3. М.: Федоровын хэвлэлийн газар.
- Плешаков А.А. Бидний эргэн тойрон дахь ертөнц 3. М.: Боловсрол.
- Сурган хүмүүжүүлэх санааны наадам ().
- Шинжлэх ухаан, боловсрол ().
- Олон нийтийн анги ().
- "Бидний эргэн тойрон дахь ус" сэдвээр богино хэмжээний тест (3 хариултын сонголттой 4 асуулт) хий.
- Жижигхэн туршилт хий: маш хүйтэн устай шилийг дулаан өрөөнд ширээн дээр тавь. Юу болохыг тайлбарла, яагаад гэдгийг тайлбарла.
- *Халаасан, хэвийн, хөргөсөн төлөвт усны молекулуудын хөдөлгөөнийг зур. Шаардлагатай бол зурган дээрээ тайлбар бичээрэй.
Ус бол манай гаригийн хамгийн түгээмэл бодис бөгөөд бусад шингэнээс ялгарах онцлог шинж чанартай: хайлах цэгээсээ 40 хэм хүртэл халах үед түүний шахагдах чадвар нэмэгдэж, дараа нь буурдаг.
Усны өвөрмөц шинж чанар
Хүний хувьд уснаас илүү чухал бодис дэлхий дээр байхгүй. Далай, тэнгис нь дэлхийн гадаргуугийн ¾-ийг эзэлдэг бөгөөд газрын гадаргуугийн 20% нь цас, мөсөөр бүрхэгдсэн байдаг. Хэрэв уур амьсгалд шууд нөлөөлдөг ус байгаагүй бол дэлхий сансар огторгуйд нисч буй амьгүй чулуу болон хувирах байсан.
Хүн төрөлхтөн өдөрт дор хаяж 1 тэрбум тонн ус хэрэглэдэг бол манай гараг дээрх нийт нөөцийн хэмжээ ижил хэвээр байна. Олон сая жилийн өмнө дэлхийн гадаргуу дээр одоогийнхтой адил их хэмжээний ус байсан.
Дэлхий дээр амьдардаг амьд организмууд тааламжгүй нөхцөлд дасан зохицож сурсан. Гэхдээ усгүйгээр ямар ч амьтан оршин тогтнох боломжгүй - энэ бодис нь бүх амьтан, ургамалд байдаг. Хүний бие ¾ уснаас бүрддэг.
Хүний биед агуулагдах усны агууламжУсны үндсэн шинж чанарууд:
Өнгө байхгүй;
Ил тод;
Үнэргүй, амтгүй;
Гурван нийлмэл байдалд байх чадвартай;
Нэг нэгтгэлийн төлөвөөс нөгөөд шилжих чадвартай;
Халаах, хөргөх үед усны шинж чанарыг харуулсан туршилт
Гэртээ туршилт явуулахын тулд хийн гаралтын хоолой бүхий хоёр сав, хоёр лабораторийн колбо, мөн бодис: мөс, халуун ус, өрөөний температурт ус хэрэгтэй болно.
Өрөөний температурт усыг хоёр ижил колбонд хийнэ, усны түвшинг тэмдэгээр тэмдэглээд халуун ус, мөстэй хоёр саванд хийнэ. Туршилтын үр дүн юу вэ? Халуун усанд дүрсэн колбонд байгаа ус тэмдэгээс дээш гарна. Мөсөнд байрлуулсан колбонд байгаа ус тэмдэгээс доош унана.
Дүгнэлт: Халаалтын үр дүнд ус өргөжиж, хөргөх үед агшина.
Янз бүрийн нөхцөлд хадгалахад усны шинж чанарыг харуулсан туршлага
Туршилтыг оройн цагаар гэртээ хийдэг. Гурван ижил савыг (нүдний шил хийх болно) 100 мл усаар дүүргэ. Бид нэг шилийг цонхны тавцан дээр, хоёр дахь нь ширээн дээр, гурав дахь нь радиаторын дэргэд тавьдаг.
Өглөө нь бид үр дүнг харьцуулж үздэг: цонхны тавцан дээр үлдсэн шилэнд ус 1/3, ширээн дээрх шилэнд ус хоёр дахин ууршсан, радиаторын ойролцоох шил хоосон, хуурай болсон. : түүнээс ус ууршсан. Дүгнэлт: усны ууршилт нь орчны температураас хамаардаг бөгөөд өндөр байх тусам ус хурдан ууршдаг.
Усны уурыг ус болгон хувиргах
Туршилт хийхийн тулд бид тусгай тоног төхөөрөмж бэлтгэдэг.
Архины гэрэл;
Металл хавтан;
Хийн гаралтын хоолой бүхий колбо.
Колбонд ус хийнэ, буцалгах хүртэл спиртийн чийдэн дээр халаана. Бид хийн гаралтын хоолойн ойролцоо хүйтэн металл хавтанг барьдаг - уур нь усны дусал хэлбэрээр тогтдог. Хийн ус шингэн болж хувирахыг конденсац гэж нэрлэдэг. Дүгнэлт: Хүчтэй халах үед ус уур болж хувирч, хүйтэн гадаргуутай харьцах үед шингэн төлөвт буцаж ирдэг.
Шилэн гадаргуу дээрх конденсац
Усыг буцалгах хүртэл халаана
Буцалж буй ус нь онцлог шинж чанартай байдаг: шингэн нь буцалж, дотор нь бөмбөлөгүүд гарч, өтгөн уур нь дээшилдэг. Энэ нь усны молекулууд халах үед дулааны эх үүсвэрээс нэмэлт энерги авч, илүү хурдан хөдөлдөгтэй холбоотой юм. Удаан хугацаагаар халаахад шингэн нь буцалгах цэгтээ хүрдэг: савны ханан дээр бөмбөлөгүүд гарч ирдэг.
Халаасан ус
Хэрэв буцалгах нь зогсохгүй бол бүх ус хий болж хувирах хүртэл процесс үргэлжилнэ. Температур нэмэгдэхийн хэрээр даралт нэмэгдэж, усны молекулууд илүү хурдан хөдөлж, тэдгээрийг холбодог молекул хоорондын хүчийг даван туулдаг. Агаар мандлын даралт нь уурын даралтыг эсэргүүцдэг. Уурын даралт нь гадаад даралтаас хэтрэх эсвэл хүрэх үед ус буцалгана.
Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисуудын нэг: ус. Энэ нь агаар шиг бидэнд хэрэгтэй боловч заримдаа бид үүнийг огт анзаардаггүй. Тэр зүгээр л. Гэхдээ энэ нь болж байна
Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисуудын нэг: ус. Энэ нь агаар шиг бидэнд хэрэгтэй боловч заримдаа бид үүнийг огт анзаардаггүй. Тэр зүгээр л. Гэхдээ энгийн ус эзэлхүүнийг нь өөрчилж, илүү их эсвэл бага жинтэй байдаг нь харагдаж байна. Ус уурших, халаах, хөргөх үед үнэхээр гайхалтай зүйл тохиолдох бөгөөд бид өнөөдөр үүнийг сурах болно.
Мюриэл Манделл "Хүүхдэд зориулсан физикийн туршилтууд" хэмээх хөгжилтэй номондоо усны шинж чанарын тухай сонирхолтой бодлыг тусгасан бөгөөд үүний үндсэн дээр зөвхөн залуу физикчид олон шинэ зүйлийг сурч мэдэх төдийгүй насанд хүрэгчид өөрсдийн мэдлэгийг сэргээдэг. удаан хугацаагаар ашиглах шаардлагагүй байсан тул бага зэрэг мартагдсан байна.Өнөөдөр бид усны хэмжээ, жингийн талаар ярих болно. Ижил хэмжээний ус үргэлж ижил жинтэй байдаггүй нь харагдаж байна. Хэрэв та шилэн аяганд ус асгаж, ирмэгээр нь асгарахгүй бол энэ нь ямар ч тохиолдолд түүнд багтах болно гэсэн үг биш юм.
1. Ус халах үед энэ нь эзэлхүүнээрээ өргөсдөг
Усаар дүүргэсэн савыг таван см орчим буцалсан усаар дүүргэсэн саванд хийнэ.усалж, бага дулаанаар буцалгана. Савны ус хальж эхэлнэ. Энэ нь бусад шингэн шиг ус халах үед илүү их зай эзэлдэгтэй холбоотой юм. Молекулууд бие биенээ илүү хүчтэй түлхэж, энэ нь усны хэмжээг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.2. Ус хөргөхөд агшиж эхэлдэг
Саванд байгаа усыг тасалгааны температурт хөргөнө эсвэл шинэ ус нэмээд хөргөгчинд хийнэ. Хэсэг хугацааны дараа та өмнө нь дүүрсэн сав дүүрэхгүй болсныг олж мэдэх болно. Цельсийн 3.89 хэм хүртэл хөргөхөд температур буурах тусам усны хэмжээ буурдаг. Үүний шалтгаан нь молекулуудын хөдөлгөөний хурд буурч, хөргөлтийн нөлөөн дор бие биедээ ойртож байсантай холбоотой юм.Бүх зүйл маш энгийн юм шиг санагдаж байна: ус хүйтэн байх тусам түүний эзэлхүүн бага байх болно, гэхдээ ...
3. ...хөлдөх үед усны хэмжээ дахин нэмэгддэг
Савыг ирмэг хүртэл усаар дүүргээд картон цаасаар бүрхэнэ. Үүнийг хөлдөөгчид хийж, хөлдөх хүртэл хүлээнэ үү. Та картон "таг"-ыг түлхэж гаргасныг олж мэдэх болно. Цельсийн 3.89-аас 0 градусын температурт, өөрөөр хэлбэл хөлдөх цэгтээ ойртох үед ус дахин өргөжиж эхэлдэг. Энэ нь ийм шинж чанартай цөөн хэдэн мэдэгдэж байгаа бодисуудын нэг юм.Хэрэв та нягт таглааг хэрэглэвэл мөс нь зүгээр л савыг хагалах болно. Усны хоолой хүртэл мөсөнд хагардаг гэж та сонсож байсан уу?4. Мөс уснаас хөнгөн
Нэг аяга усанд хэдэн шоо мөс хийнэ. Мөс гадаргуу дээр хөвөх болно. Ус хөлдөх үед түүний хэмжээ нэмэгддэг. Үүний үр дүнд мөс нь уснаас хөнгөн байдаг: түүний эзэлхүүн нь усны зохих эзэлхүүний 91 орчим хувийг эзэлдэг.Усны энэ шинж чанар нь тодорхой шалтгааны улмаас байгальд байдаг. Энэ нь маш тодорхой зорилготой. Өвөл гол мөрөн хөлддөг гэж ярьдаг. Гэвч бодит байдал дээр энэ нь бүрэн үнэн биш юм. Ихэвчлэн жижиг дээд давхарга нь хөлддөг. Энэ мөсөн бүрхүүл нь шингэн уснаас хөнгөн тул живдэггүй. Энэ нь голын гүн дэх усны хөлдөлтийг удаашруулж, загас болон бусад гол нуурын амьдралыг өвлийн хүйтэн жавараас хамгаалж, нэг төрлийн хөнжил болдог. Физикийг судалснаар та байгальд байгаа олон зүйлийг оновчтой зохион байгуулдаг гэдгийг ойлгож эхэлдэг.
5. Цоргоны ус нь эрдэс бодис агуулдаг
Жижиг шилэн аяганд 5 хоолны халбага ердийн цоргоны ус хийнэ. Ус уурших үед аяга дээр цагаан хүрээ үлдэх болно. Энэ обуд нь хөрсний үеийг дайран өнгөрөхөд усанд ууссан эрдэс бодисоор үүсдэг.Данхныхаа дотор талыг харвал ашигт малтмалын орд харагдана. Ижил бүрэх нь ванны ус зайлуулах нүхэнд үүсдэг.Борооны усыг ууршуулж, эрдэс бодис агуулагдаж байгаа эсэхийг шалгаж үзээрэй.Энэ нь өргөжиж байна уу, эсвэл хумигдаж байна уу? Хариулт нь: Өвөл ирэхэд ус өргөжих процесс эхэлдэг. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Энэ шинж чанар нь усыг бусад бүх шингэн, хийнээс ялгадаг бөгөөд эсрэгээр хөргөх үед шахдаг. Энэ ер бусын шингэний ийм зан үйлийн шалтгаан юу вэ?
Физик 3-р анги: ус хөлдөхөд тэлэх үү, агших уу?
Ихэнх бодис, материалын хэмжээ нь халах үед нэмэгдэж, хөргөх үед хэмжээ нь буурдаг. Хий энэ нөлөөг илүү мэдэгдэхүйц харуулдаг боловч янз бүрийн шингэн болон хатуу металлууд ижил шинж чанартай байдаг.
Хийн тэлэлт, агшилтын хамгийн гайхалтай жишээнүүдийн нэг бол бөмбөлөг дэх агаар юм. Бид гадаа агаарын бөмбөлөг авч явахад бөмбөлөг тэр даруйдаа багасдаг. Хэрэв бид бөмбөгийг халаасан өрөөнд оруулбал тэр даруй нэмэгддэг. Гэхдээ бид бөмбөлгийг угаалгын өрөөнд оруулбал тэр нь хагарна.
Усны молекулууд илүү их зай шаарддаг
Төрөл бүрийн бодисын тэлэлт, агшилтын эдгээр процессууд явагддаг шалтгаан нь молекулууд юм. Илүү их энерги авдаг хүмүүс (энэ нь дулаан өрөөнд тохиолддог) хүйтэн өрөөнд байгаа молекулуудаас хамаагүй хурдан хөдөлдөг. Илүү их энергитэй бөөмсүүд илүү идэвхтэй, илүү олон удаа мөргөлддөг тул хөдлөхөд илүү их зай хэрэгтэй. Молекулуудын үзүүлэх даралтыг хадгалахын тулд материалын хэмжээ нэмэгдэж эхэлдэг. Түүнээс гадна энэ нь маш хурдан тохиолддог. Тэгэхээр ус хөлдөхдөө тэлэх үү, агших уу? Яагаад ийм зүйл болж байна вэ?
Ус нь эдгээр дүрмийг дагаж мөрддөггүй. Хэрэв бид усыг дөрвөн хэм хүртэл хөргөж эхэлбэл энэ нь түүний эзэлхүүнийг бууруулдаг. Гэхдээ температур буурч байвал ус гэнэт өргөжиж эхэлнэ! Усны нягтралд аномали гэх мэт шинж чанар байдаг. Энэ шинж чанар нь дөрвөн градусын температурт тохиолддог.
Одоо бид хөлдөх үед ус өргөсдөг эсвэл агшдаг уу гэдгийг тогтоосон тул эхлээд энэ гажиг хэрхэн үүсдэгийг олж мэдье. Үүний шалтгаан нь түүний бүрдсэн хэсгүүдэд оршдог. Усны молекул нь хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчийн атомаас үүсдэг. Бага сургуулиасаа эхлэн хүн бүр усны томъёог мэддэг. Энэ молекул дахь атомууд янз бүрийн аргаар электронуудыг татдаг. Устөрөгч нь эерэг таталцлын төвийг үүсгэдэг бол хүчилтөрөгч нь эсрэгээрээ сөрөг таталцлын төвийг үүсгэдэг. Усны молекулууд хоорондоо мөргөлдөхөд нэг молекулын устөрөгчийн атомууд тэс өөр молекулын хүчилтөрөгчийн атом руу шилждэг. Энэ үзэгдлийг устөрөгчийн холбоо гэж нэрлэдэг.
Ус хөргөх үед илүү их зай хэрэгтэй
Устөрөгчийн холбоо үүсэх үйл явц эхлэх тэр мөчид молекулууд нь мөсөн талсттай ижил дарааллаар байрладаг газрууд усанд гарч эхэлдэг. Эдгээр хоосон зайг кластер гэж нэрлэдэг. Тэд хатуу усны болор шиг удаан эдэлгээтэй байдаггүй. Температур өсөхөд тэд нурж, байршлаа өөрчилдөг.
Процессын явцад шингэн дэх кластеруудын тоо хурдацтай нэмэгдэж эхэлдэг. Тэд тархахын тулд илүү их зай шаарддаг бөгөөд үүний үр дүнд усны хэвийн бус нягтралд хүрсний дараа хэмжээ нь нэмэгддэг.
Термометр тэгээс доош унах үед бөөгнөрөл нь жижиг мөсөн талстууд болж хувирч эхэлдэг. Тэд босч эхэлдэг. Энэ бүхний үр дүнд ус мөс болж хувирдаг. Энэ бол усны маш ер бусын чадвар юм. Энэ үзэгдэл нь байгальд маш олон тооны үйл явцад зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Бид бүгд мэддэг, мэдэхгүй бол мөсний нягт нь хүйтэн эсвэл хүйтэн усны нягтаас арай бага байдаг гэдгийг бид санаж байна. Үүний ачаар мөс усны гадаргуу дээр хөвдөг. Усны бүх биетүүд дээрээс доошоо хөлдөж эхэлдэг бөгөөд энэ нь ёроолд байгаа усны оршин суугчид тайван байж, хөлдөхгүй байх боломжийг олгодог. Тэгэхээр одоо бид ус хөлдөхдөө тэлэх үү, агших уу гэдгийг нарийн мэддэг болсон.
Халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг. Хэрэв бид хоёр ижил шил аваад нэг рүү нь халуун ус, нөгөө рүү нь ижил хэмжээний хүйтэн ус асгавал халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөгийг анзаарах болно. Энэ логик биш, та санал нийлж байна уу? Халуун ус хөлдөж эхлэхээс өмнө хөргөх хэрэгтэй, харин хүйтэн ус хөргөх шаардлагагүй. Энэ баримтыг хэрхэн тайлбарлах вэ? Эрдэмтэд өнөөг хүртэл энэ нууцыг тайлбарлаж чадахгүй байна. Энэ үзэгдлийг "Мпемба эффект" гэж нэрлэдэг. Үүнийг 1963 онд Танзанийн эрдэмтэн ер бусын нөхцөл байдлын дор нээсэн. Нэг оюутан өөрөө зайрмаг хийхийг хүссэн бөгөөд халуун ус илүү хурдан хөлддөгийг анзаарчээ. Тэрээр энэ тухайгаа физикийн багштайгаа хуваалцсан ч эхэндээ түүнд итгээгүй.