Suv qizdirilganda nima bo'ladi. Suyuq suvning xossalari. Materiyaning turli holatlarining xossalari
![Suv qizdirilganda nima bo'ladi. Suyuq suvning xossalari. Materiyaning turli holatlarining xossalari](https://i1.wp.com/elementy.ru/images/news/water_tetraedral_cluster_300.jpg)
Yapon fizigi Masakazu Matsumoto suvning 0 dan 4°C gacha qizdirilganda kengayishi o‘rniga nima uchun qisqarishini tushuntiruvchi nazariyani ilgari surdi. Uning modeliga ko'ra, suvda mikroformatsiyalar - "vitritlar" mavjud bo'lib, ular qavariq ichi bo'sh ko'pburchaklar bo'lib, ularning uchlarida suv molekulalari joylashgan va vodorod aloqalari qirralarning vazifasini bajaradi. Haroratning ko'tarilishi bilan ikkita hodisa bir-biri bilan raqobatlashadi: suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalarining cho'zilishi va vitritlar deformatsiyasi, ularning bo'shliqlarining pasayishiga olib keladi. 0 dan 3,98 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida oxirgi hodisa vodorod bog'lanishining cho'zilishi ta'sirida hukmronlik qiladi, natijada suvning kuzatilgan siqilishini beradi. Hozircha, Matsumoto modelining eksperimental tasdiqlanishi yo'q - ammo, shuningdek, suvning siqilishini tushuntiruvchi boshqa nazariyalar.
Moddalarning katta qismidan farqli o'laroq, qizdirilganda suv o'z hajmini kamaytirishga qodir (1-rasm), ya'ni u termal kengayishning salbiy koeffitsientiga ega. Biroq, biz suv suyuq holatda bo'lgan butun harorat oralig'i haqida emas, balki faqat tor maydon haqida - 0 ° C dan taxminan 4 ° C gacha. Qachon b O Yuqori haroratlarda suv, boshqa moddalar kabi, kengayadi.
Aytgancha, suv harorat ko'tarilganda (yoki sovutilganda kengayadi) qisqarishga moyil bo'lgan yagona modda emas. Vismut, galliy, kremniy va surma ham xuddi shunday xatti-harakatlar bilan "maqtanishi" mumkin. Biroq, ichki tuzilishi ancha murakkabligi, shuningdek, turli jarayonlarda tarqalishi va ahamiyati tufayli olimlarning e'tiborini aynan suv o'ziga tortadi (qarang: "Suv tuzilishini o'rganish davom etmoqda", "Elementlar", 09.10.2006 y.).
Bir muncha vaqt oldin, umumiy qabul qilingan nazariya, nima uchun haroratning pasayishi bilan suv hajmini oshiradi degan savolga javob beradigan (1-rasm) ikkita komponent - "normal" va "muzga o'xshash" aralashmaning modeli edi. Ushbu nazariya birinchi marta 19-asrda Garold Uayting tomonidan taklif qilingan va keyinchalik ko'plab olimlar tomonidan ishlab chiqilgan va takomillashtirilgan. Nisbatan yaqinda kashf etilgan suv polimorfizmi doirasida Uayting nazariyasi qayta ko'rib chiqildi. Bundan buyon o'ta sovutilgan suvda muzga o'xshash ikki xil nanodominlar mavjudligiga ishonishadi: yuqori va past zichlikdagi amorf muzga o'xshash joylar. Haddan tashqari sovutilgan suvni isitish ushbu nanostrukturalarning erishiga va ikki turdagi suvning paydo bo'lishiga olib keladi: yuqori va past zichlikli. Bu hosil bo'lgan suvning ikkita "turi" o'rtasidagi ayyor harorat raqobati zichlikning haroratga monoton bo'lmagan bog'liqligini keltirib chiqaradi. Biroq, bu nazariya hali eksperimental ravishda tasdiqlanmagan.
Ushbu tushuntirish bilan ehtiyot bo'lishingiz kerak. Bu erda faqat amorf muzga o'xshash tuzilmalar haqida gap ketgani bejiz emas. Gap shundaki, amorf muzning nanoskopik hududlari va uning makroskopik analoglari turli jismoniy parametrlarga ega.
Yapon fizigi Masakazu Matsumoto ikki komponentli aralashma nazariyasini rad etib, bu erda muhokama qilingan effekt uchun "noldan" tushuntirish topishga qaror qildi. U kompyuter simulyatsiyalaridan foydalanib, suvning fizik xossalarini keng diapazonda, nol bosimda 200 dan 360 K gacha bo'lgan haroratda ko'rib chiqdi va u soviganida suv kengayishining haqiqiy sabablarini molekulyar miqyosda bilib oldi. Uning jurnaldagi maqolasi Jismoniy ko'rib chiqish xatlari deb ataladi: Nima uchun suv soviganida kengayadi? Nima uchun suv soviganida kengayadi?
Dastlab, maqola muallifi savol berdi: suvning termal kengayish koeffitsientiga nima ta'sir qiladi? Matsumotoning fikricha, buning uchun faqat uchta omilning ta'sirini aniqlash kifoya: 1) suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalari uzunligining o'zgarishi, 2) topologik ko'rsatkich - bitta suv molekulasidagi bog'lanishlar soni va 3) og'ish. muvozanat qiymatidan bog'lanishlar orasidagi burchak (burchak buzilishi).
Yapon fizigi tomonidan olingan natijalar haqida gapirishdan oldin yuqoridagi uch omil haqida muhim mulohazalar va aniqliklarni keltiramiz. Avvalo, suvning odatdagi kimyoviy formulasi H 2 O faqat bug 'holatiga mos keladi. Suyuq shaklda suv molekulalari vodorod bog'lanishi orqali guruhlarga (H 2 O) birlashtiriladi. x, Qayerda x molekulalar soni. Beshta suv molekulasining energiya jihatidan eng qulay birikmasi ( x= 5) to'rtta vodorod aloqasi bilan, ularda bog'lanishlar hosil bo'ladi muvozanat, deb ataladi tetraedral burchak, 109,47 darajaga teng (2-rasmga qarang).
Suv molekulalari orasidagi vodorod aloqasi uzunligining haroratga bog'liqligini tahlil qilgandan so'ng, Matsumoto kutilgan xulosaga keldi: haroratning oshishi vodorod bog'larining chiziqli uzayishiga olib keladi. Va bu, o'z navbatida, suv hajmining oshishiga, ya'ni uning kengayishiga olib keladi. Bu fakt kuzatilgan natijalarga zid keladi, shuning uchun u ikkinchi omilning ta'sirini qo'shimcha ravishda ko'rib chiqdi. Issiqlik kengayish koeffitsienti topologik indeksga qanday bog'liq?
Kompyuter simulyatsiyasi quyidagi natijani berdi. Past haroratlarda suvning eng katta hajmini foizda suv klasterlari egallaydi, ular molekulada 4 ta vodorod aloqasiga ega (topologik indeks 4). Haroratning oshishi 4 indeksli assotsiatsiyalar sonining kamayishiga olib keladi, lekin ayni paytda indekslari 3 va 5 bo'lgan klasterlar soni ko'paya boshlaydi.Raqamli hisob-kitoblarni amalga oshirib, Matsumoto topologik klasterlarning mahalliy hajmini aniqladi. 4 indeksi harorat oshishi bilan deyarli o'zgarmaydi va har qanday haroratda 3 va 5 indekslari bilan bog'langanlarning umumiy hajmining o'zgarishi bir-birini o'zaro qoplaydi. Binobarin, haroratning o'zgarishi suvning umumiy hajmini o'zgartirmaydi, ya'ni topologik indeks suv qizdirilganda uning siqilishiga hech qanday ta'sir qilmaydi.
Vodorod aloqalarining burchakli buzilishining ta'sirini aniqlash uchun qoladi. Va bu erda eng qiziqarli va muhimi boshlanadi. Yuqorida aytib o'tilganidek, suv molekulalari vodorod aloqalari orasidagi burchak tetraedral bo'lishi uchun birlashishga intiladi. Biroq, suv molekulalarining termal tebranishlari va klasterga kiritilmagan boshqa molekulalar bilan o'zaro ta'sir qilishlari, vodorod bog'lanish burchagini muvozanat qiymatidan 109,47 daraja chetga surib, buni amalga oshirishga to'sqinlik qiladi. Ushbu burchak deformatsiyasi jarayonini miqdoriy baholash uchun Matsumoto va boshqalar o'zlarining oldingi ishlariga asoslanib, 2007 yilda nashr etilgan "Suvdagi vodorod bog'lanish tarmog'ining topologik qurilish bloklari". Kimyoviy fizika jurnali, suvda qavariq ichi bo'sh ko'pburchaklarga o'xshash uch o'lchovli mikro tuzilmalar mavjudligi haqidagi farazni ilgari surdi. Keyinchalik, keyingi nashrlarda ular bunday mikro tuzilmalarni chaqirdilar vitritlar(3-rasm). Ularda cho'qqilar suv molekulalari bo'lib, qirralarning rolini vodorod bog'lari o'ynaydi va vodorod aloqalari orasidagi burchak vitritdagi qirralarning orasidagi burchakdir.
Matsumoto nazariyasiga ko'ra, mozaik elementlar kabi suv tuzilishining katta qismini tashkil etuvchi va ayni paytda uning butun hajmini teng ravishda to'ldiradigan juda ko'p turli xil vitritlar shakllari mavjud.
Suv molekulalari vitritlar ichida tetraedral burchaklar hosil qiladi, chunki vitritlar eng kam energiyaga ega bo'lishi kerak. Biroq, termal harakatlar va boshqa vitritlar bilan mahalliy o'zaro ta'sirlar tufayli, ba'zi mikro tuzilmalar tetraedral burchaklar (yoki bu qiymatga yaqin burchaklar) bilan geometriyaga ega emas. Ular bunday tizimli muvozanatli bo'lmagan konfiguratsiyalarni qabul qiladilar (energetika nuqtai nazaridan ular uchun eng qulay emas), bu butun vitritlar "oila" ga eng past energiya qiymatini olish imkonini beradi. Bunday vitritlar, ya'ni "umumiy energiya manfaatlari" uchun o'zlarini qurbon qiladigan vitritlar umidsizlik deb ataladi. Agar buzuq bo'lmagan vitritalarda bo'shliqning hajmi ma'lum bir haroratda maksimal bo'lsa, buzilgan vitritlar, aksincha, mumkin bo'lgan minimal hajmga ega.
Matsumoto tomonidan kompyuter simulyatsiyasi shuni ko'rsatdiki, vitritli bo'shliqlarning o'rtacha hajmi harorat oshishi bilan chiziqli ravishda kamayadi. Shu bilan birga, umidsizlikka uchragan vitritlar o'z hajmini sezilarli darajada kamaytiradi, buzilmagan vitritlar bo'shlig'ining hajmi deyarli o'zgarmaydi.
Shunday qilib, harorat oshishi bilan suvning siqilishi ikkita raqobatlashuvchi ta'sir - vodorod aloqalarining cho'zilishi natijasida yuzaga keladi, bu suv hajmining oshishiga olib keladi va buzilgan vitritlar bo'shliqlari hajmining pasayishiga olib keladi. 0 dan 4 ° C gacha bo'lgan harorat oralig'ida, hisob-kitoblar bilan ko'rsatilgandek, oxirgi hodisa, ustunlik qiladi, bu oxir-oqibatda harorat oshishi bilan suvning kuzatilgan siqilishiga olib keladi.
Vitritlar mavjudligini va ularning xatti-harakatlarini eksperimental tasdiqlashni kutish qoladi. Ammo, afsuski, bu juda qiyin ish.
Suv isitish tizimlarida suv issiqlikni o'z generatoridan iste'molchiga o'tkazish uchun ishlatiladi.
Suvning eng muhim xususiyatlari quyidagilardir:
issiqlik quvvati;
isitish va sovutish vaqtida hajmning o'zgarishi;
tashqi bosimning o'zgarishi bilan qaynash xususiyatlari;
kavitatsiya.
Suvning ushbu jismoniy xususiyatlarini ko'rib chiqing.
Maxsus issiqlik
Har qanday sovutish suvining muhim xususiyati uning issiqlik quvvatidir. Agar biz uni sovutish suyuqligining massasi va harorat farqi bilan ifodalasak, biz o'ziga xos issiqlik sig'imini olamiz. U harf bilan belgilanadi c va o'lchamga ega kJ/(kg K)
Maxsus issiqlik 1 kg moddani (masalan, suv) 1 ° C ga qizdirish uchun uni o'tkazish kerak bo'lgan issiqlik miqdori. Aksincha, modda sovutilganda bir xil miqdorda energiya chiqaradi. 0 °C dan 100 °C gacha bo'lgan suvning o'rtacha o'ziga xos issiqlik sig'imi:
c = 4,19 kJ/(kg K) yoki c = 1,16 Vt/(kg K)
So'rilgan yoki chiqarilgan issiqlik miqdori Q da ifodalangan J yoki kJ, massaga bog'liq m da ifodalangan kg, solishtirma issiqlik sig'imi c va harorat farqi, ifodalangan K.
Ovoz balandligini oshirish va pasaytirish
Barcha tabiiy materiallar qizdirilganda kengayadi va sovutilganda qisqaradi. Ushbu qoidadan yagona istisno suvdir. Bu noyob xususiyat suvning anomaliyasi deb ataladi. Suvning eng yuqori zichligi +4 °C da, 1 dm3 = 1 l 1 kg massaga ega.
Agar suv shu nuqtadan qizdirilsa yoki sovutilsa, uning hajmi oshadi, bu zichlikning pasayishini anglatadi, ya'ni suv engilroq bo'ladi. Buni toshib ketish nuqtasi bo'lgan tank misolida aniq ko'rish mumkin. Tankda +4 °C haroratda to'liq 1000 sm3 suv mavjud. Suv qizdirilganda, ma'lum miqdor idishdan o'lchov idishiga quyiladi. Agar suv 90 °C ga qadar qizdirilsa, o'lchov idishiga to'liq 35,95 sm3 quyiladi, bu 34,7 g ga to'g'ri keladi.Suv +4 °C dan past sovutilganda ham kengayadi.
Daryolar va ko'llar yaqinidagi suvning bunday anomaliyasi tufayli qishda muzlab qoladigan yuqori qatlamdir. Xuddi shu sababga ko'ra, muz yuzasida suzib yuradi va bahor quyoshi uni eritishi mumkin. Agar muz suvdan og'irroq bo'lib, tubiga cho'kib ketganida, bu sodir bo'lmaydi.
![](https://i0.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport2.gif)
Oqish nuqtasi bo'lgan suv ombori
Biroq, kengaytirish uchun bunday mulk xavfli bo'lishi mumkin. Masalan, avtomobil dvigatellari va suv nasoslari, agar ulardagi suv muzlab qolsa, yorilib ketishi mumkin. Buning oldini olish uchun suvning muzlashiga yo'l qo'ymaslik uchun qo'shimchalar qo'shiladi. Glikollar ko'pincha isitish tizimlarida qo'llaniladi; suv va glikol nisbati uchun ishlab chiqaruvchining spetsifikatsiyasiga qarang.
Qaynayotgan suvning xususiyatlari
Agar suv ochiq idishda qizdirilsa, u 100 ° C da qaynatiladi. Agar siz qaynoq suvning haroratini o'lchasangiz, u oxirgi tomchi bug'lanib ketguncha 100 ° C da qoladi. Shunday qilib, doimiy issiqlik iste'moli suvning to'liq bug'lanishi, ya'ni uning yig'ilish holatidagi o'zgarishlar uchun ishlatiladi.
Bu energiya yashirin (yashirin) issiqlik deb ham ataladi. Agar issiqlik ta'minoti davom etsa, hosil bo'lgan bug'ning harorati yana ko'tarila boshlaydi.
![](https://i2.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport3.gif)
Ta'riflangan jarayon suv yuzasida 101,3 kPa havo bosimida berilgan. Har qanday boshqa havo bosimida suvning qaynash nuqtasi 100 ° C dan o'zgaradi.
Agar biz tasvirlangan tajribani 3000 m balandlikda - masalan, Germaniyaning eng baland cho'qqisi bo'lgan Zugspitseda takrorlasak, u erdagi suv allaqachon 90 ° C da qaynayotganini ko'ramiz. Bunday xatti-harakatning sababi balandlik bilan atmosfera bosimining pasayishi hisoblanadi.
![](https://i2.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport4.gif)
Suv yuzasidagi bosim qanchalik past bo'lsa, qaynash nuqtasi shunchalik past bo'ladi. Aksincha, qaynash nuqtasi suv yuzasida bosim oshishi bilan yuqori bo'ladi. Bu xususiyat, masalan, bosimli pishirgichlarda ishlatiladi.
Grafik suvning qaynash nuqtasining bosimga bog'liqligini ko'rsatadi. Isitish tizimlarida bosim ataylab ko'tariladi. Bu tanqidiy ish sharoitida gaz pufakchalari paydo bo'lishining oldini olishga yordam beradi, shuningdek, tashqi havoning tizimga kirishiga to'sqinlik qiladi.
Issiqlikda suvni kengaytirish va ortiqcha bosimdan himoya qilish
Issiq suv isitish tizimlari 90 ° S gacha bo'lgan suv haroratida ishlaydi. Odatda tizim 15 ° C haroratda suv bilan to'ldiriladi, keyin qizdirilganda kengayadi. Hajmining bu o'sishi ortiqcha bosim va suyuqlikning to'lib ketishiga olib kelmasligi kerak.
![](https://i0.wp.com/agrovodcom.ru/images/info_voda_transport5.gif)
Yozda isitish o'chirilganda, suv hajmi asl qiymatiga qaytadi. Shunday qilib, suvning to'sqinliksiz kengayishini ta'minlash uchun etarlicha katta tankni o'rnatish kerak.
Qadimgi isitish tizimlarida ochiq kengaytirish tanklari mavjud edi. Ular har doim quvur liniyasining eng yuqori qismida joylashgan. Tizimdagi harorat ko'tarilganda, suvning kengayishiga olib keladi, tankdagi daraja ham ko'tariladi. Haroratning pasayishi bilan u mos ravishda kamaydi.
Zamonaviy isitish tizimlari membranani kengaytirish tanklaridan (MBV) foydalanadi. Tizimdagi bosim oshganda, quvur liniyalari va tizimning boshqa elementlaridagi bosim chegara qiymatidan oshishiga yo'l qo'ymaslik kerak.
Shuning uchun har bir isitish tizimi uchun zaruriy shart xavfsizlik klapanining mavjudligi hisoblanadi.
Bosim me'yordan oshib ketganda, xavfsizlik valfi ochilishi va kengaytirish tanki sig'maydigan ortiqcha suv hajmini oqishi kerak. Biroq, ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilgan va parvarish qilingan tizimda bunday tanqidiy holat hech qachon yuzaga kelmasligi kerak.
Bu fikrlarning barchasi aylanma nasosning tizimdagi bosimni yanada oshirishini hisobga olmaydi. Maksimal suv harorati, tanlangan nasos, kengaytirish tankining o'lchami va bosim o'tkazuvchi valf sozlamalari o'rtasidagi munosabatni diqqat bilan o'rnatish kerak. Tizim elementlarini tasodifiy tanlash - hatto ularning narxi bo'yicha - bu holda qabul qilinishi mumkin emas.
Diafragmani kengaytirish idishi azot bilan to'ldirilgan holda beriladi. Diafragmani kengaytirish tankidagi dastlabki bosim isitish tizimiga qarab sozlanishi kerak. Isitish tizimidan kengayadigan suv tankga kiradi va gaz kamerasini diafragma orqali siqadi. Gazlar siqila oladi, suyuqliklar esa siqila olmaydi.
Bosim
Bosimni aniqlash
Bosim - suyuqliklar va gazlarning atmosfera bosimiga (Pa, mbar, bar) nisbatan idishlarda, quvurlarda o'lchanadigan statik bosimi.
Statik bosim
Statik bosim - bu harakatsiz suyuqlikning bosimi.
Statik bosim = mos keladigan o'lchov nuqtasidan yuqori daraja + kengaytirish tankidagi dastlabki bosim.
dinamik bosim
Dinamik bosim - harakatlanuvchi suyuqlik oqimining bosimi. Nasosi tushirish bosimi Bu santrifüj nasosning ishlayotgan paytdagi chiqish bosimi.
Bosim tushishi
Tizimning umumiy qarshiligini engish uchun markazdan qochma nasos tomonidan ishlab chiqilgan bosim. Santrifüj nasosning kirish va chiqishi o'rtasida o'lchanadi.
Ish bosimi
Nasos ishlayotgan paytda tizimda mavjud bo'lgan bosim. Ruxsat etilgan ish bosimi Nasos va tizimning xavfsiz ishlashi shartlaridan ruxsat etilgan ish bosimining maksimal qiymati.
kavitatsiya
kavitatsiya- bu pervanelning kirish qismida pompalanadigan suyuqlikning bug'lanish bosimi ostida mahalliy bosim paydo bo'lishi natijasida gaz pufakchalarining paydo bo'lishi. Bu ishlash (bosh) va samaradorlikning pasayishiga olib keladi va shovqin va nasosning ichki qismlari materialini yo'q qilishga olib keladi. Yuqori bosimli joylarda (masalan, pervanelning chiqish joyida) havo pufakchalarining qulashi tufayli mikroskopik portlashlar gidravlik tizimni buzishi yoki yo'q qilishi mumkin bo'lgan bosim ko'tarilishiga olib keladi. Buning birinchi belgisi - pervaneldagi shovqin va uning eroziyasi.
Santrifüj nasosning muhim parametri NPSH (nasosning assimilyatsiya ko'krak ustidagi suyuqlik ustunining balandligi). U kavitatsiyasiz ishlashi uchun nasos turi uchun zarur bo'lgan minimal nasos kirish bosimini belgilaydi, ya'ni pufakchalar paydo bo'lishining oldini olish uchun zarur bo'lgan qo'shimcha bosim. NPSH qiymati pervanel turi va nasos tezligiga bog'liq. Ushbu parametrga ta'sir qiluvchi tashqi omillar suyuqlik harorati, atmosfera bosimi.
Kavitatsiyaning oldini olish
Kavitatsiyaga yo'l qo'ymaslik uchun suyuqlik harorat va atmosfera bosimiga bog'liq bo'lgan ma'lum bir minimal assimilyatsiya ko'targichida markazdan qochma nasosning kirishiga kirishi kerak.
Kavitatsiyani oldini olishning boshqa usullari:
Statik bosimning oshishi
Suyuqlik haroratini pasaytirish (PD bug'lanish bosimini kamaytirish)
Pastroq doimiy gidrostatik boshli nasosni tanlash (minimal assimilyatsiya balandligi, NPSH)
"Agrovodkom" kompaniyasining mutaxassislari sizga nasosning eng yaxshi tanlovini tanlashda yordam berishdan xursand bo'lishadi. Biz bilan bog'lanish!
Iskandar
2013-10-22 09:38:26
[Javob] [Iqtibos bilan javob berish][Javobni bekor qilish]
|
Mavzu: Jonsiz tabiat
Dars: Suyuq suvning xossalari
Sof shaklda suvning ta'mi, hidi va rangi yo'q, lekin u deyarli hech qachon bunday bo'lmaydi, chunki u ko'pchilik moddalarni o'zida faol ravishda eritib, ularning zarralari bilan birlashadi. Shuningdek, suv turli jismlarga kirib borishi mumkin (olimlar hatto toshlarda ham suv topdilar).
Xlorning zaif nuqtasi bor: u xavfli kanserogenlar bo'lgan xloraminlar va xlorli uglevodorodlarning shakllanishiga ta'sir qilishi mumkin. Ushbu reaksiyaning qo'shimcha mahsuloti xloritdir. Toksikologik tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, xlor dioksidini zararsizlantirishning qo'shimcha mahsuloti xlorit inson salomatligi uchun jiddiy xavf tug'dirmaydi. Boshqa savollaringiz bo'lsa, biz bilan bog'laning.
Farzandlarimiz dunyoga boshqacha qarashadi. Hech narsa ularning e'tiboridan chetda qolmaydi va ularning qiziqishi chegara bilmaydi. Ular doimo savollar berishadi va bu savolga javob berishni xohlashadi. Ammo bolalar bilan bog'liq muammolar ko'pincha bizga xalaqit beradi. Keyingi safarga tayyorgarlik ko'rish uchun biz siz bilan eng ko'p beriladigan savollar va ularning javoblarini baham ko'ramiz.
Agar stakanga jo‘mrakdan suv to‘ldirsangiz, u toza ko‘rinadi. Ammo, aslida, bu ko'plab moddalarning eritmasi bo'lib, ular orasida gazlar (kislorod, argon, azot, karbonat angidrid), havodagi turli xil aralashmalar, tuproqdagi erigan tuzlar, suv quvurlaridan temir, eng kichik erimagan chang mavjud. zarralar va boshqalar.
Suv qizdirilganda uning molekulalari harakatlana boshlaydi. Bu harakat kuchayishi bilan molekulalar orasidagi masofa kattalashadi. Nihoyat, molekulalar orasidagi munosabatlar juda zaif bo'ladigan vaqt keladi. Molekulalar tarqalib, suv bug'iga aylanadi. Bu jarayon "bug'lanish" deb ataladi.
Samolyotlarni havoda nima ushlab turadi? Havodagi ulkan havoni nima ushlab turadi? Bu erda ish kuchi "ko'tarilish" deb ataladi. Ko'tarish havo bir vaqtning o'zida qanot tekisligidan yuqorida va pastda o'tganda sodir bo'ladi. Havo qanot uchidan tezroq harakat qilgani uchun u kamroq bosim o'tkazadi. Shu bilan birga, qanotlar ostidagi zich havo samolyotni yuqoriga ko'taradi. Samolyot tezligi qanchalik baland bo'lsa, lift ham shunchalik yuqori bo'ladi.
Agar siz musluk suvi tomchilarini pipetka bilan toza stakanga surtsangiz va uni bug'lantirsangiz, deyarli sezilmaydigan dog'lar qoladi.
Daryo va soylarning suvi, ko'pchilik ko'llarda erigan tuzlar kabi turli xil aralashmalar mavjud. Ammo ular kam, chunki bu suv chuchuk.
Alohida qaralganda, har bir qor parchasi rangsiz va shaffofdir. Javob: qor parchalari katta massa hosil qilganda, ular quyosh nurini aks ettiradi. Aks ettirilgan yorug'lik oq rangga ega, chunki quyosh ham oq rangga ega. Nima uchun inson sochlari tabiiy bo'lishi mumkin emas?
Inson sochlarida qora, jigarrang, sariq yoki qizil rangga ega bo'lgan pigmentlar mavjud. Bizning sochlarimiz ham kichik havo pufakchalarini o'z ichiga oladi. Pigmentlarning kombinatsiyasi va sochlardagi havo pufakchalari miqdori rangni aniqlaydi. Sochimizda mavjud bo'lgan pigmentlar birlashganda ko'k yoki yashil rangga ega bo'lolmaydi.
Suv yer yuzida va yer ostida oqadi, soylarni, ko'llarni, daryolarni, dengizlarni va okeanlarni to'ldiradi, er osti saroylarini yaratadi.
Oson eriydigan moddalardan o'tib, suv er ostiga chuqur kirib, ularni o'zi bilan olib boradi va toshlardagi yoriqlar va yoriqlar orqali er osti g'orlarini hosil qiladi, ularning kamaridan tomchilab, g'alati haykallarni yaratadi. Milliardlab suv tomchilari yuzlab yillar davomida bug'lanadi va suvda erigan moddalar (tuzlar, ohaktoshlar) g'or ariqlariga joylashib, tosh muzliklarni hosil qiladi, ular stalaktitlar deb ataladi.
Nima uchun astronavtlar kosmosda sayohat qilishadi? Ko'pchilik o'ylaganidan farqli o'laroq, Xalqaro kosmik stantsiyadagi astronavtlar tortishish kuchidan xoli emas. Yerning jiddiyligi orbitadagi barcha ob'ektlarga ta'sir qiladi. Lekin stansiya joylashgan baland balandlik uni abadiy qulab tushadi. Go‘yo orbitadagi jism hali ham sayyoramiz yuzasiga tegmay, Yer ustida uchib ketayotgandek. Osmono‘par binoning yuqori qavatidan lift vagonining qulaganini tasavvur qiling. Bu kabina ichidagi odam vaqtinchalik vaznsizlikni boshdan kechiradi.
Orbitada kosmonavtlar bir xil narsani boshdan kechirishadi, lekin har doim. Quyosh nurlari sayyora atmosferasiga kirgach, ular tarqalib, parchalanadi. Dastlab, oq quyosh nuri kamalakning 7 rangiga bo'linadi. Chunki ko'k boshqa ranglarga qaraganda ko'proq tarqaladi, u hukmronlik qiladi. Ammo spektrda boshqa ranglar mavjudligi sababli osmon hech qachon to'liq ko'k bo'lmaydi.
G'or tagidagi shunga o'xshash shakllanishlar stalagmitlar deb ataladi.
Va stalaktit va stalagmit birga o'sib, tosh ustunni hosil qilganda, bu stalagnat deb ataladi.
Tuman yer ustidagi havoda suzuvchi minglab mayda suv tomchilari yoki muz kristallaridan iborat. U havo sovuq va er issiq yoki aksincha bo'lganda hosil bo'ladi. Ikkala holatda ham suv bug'lari yoki muz zarralarining qalin buluti paydo bo'ladi va sirt ustida tarqaladi.
Suv kimyoviy reaksiya natijasida hosil bo'ladi, bunda vodorod kislorod bilan oksidlanadi va issiqlik chiqariladi. U allaqachon chekinib ketganligi sababli, suv tabiiy ravishda yonishi mumkin emas. Nima uchun soatlar soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi? Mexanik soatlar yasashdan oldin, odamlar quyosh soatlaridan qancha vaqt ketishi haqida tasavvurga ega bo'lish uchun foydalanadilar. Quyosh soati birinchi marta Shimoliy yarim sharda paydo bo'ladi, bu erda quyosh harakati soyalarni chapdan o'ngga siljitadi. Keyinchalik mexanik soatlar tarixida ular bu harakatni quyoshdan meros qilib olishadi.
Daryoda muzning siljishini kuzatar ekanmiz, biz suvni qattiq (muz va qor), suyuq (uning ostidan oqadigan) va gazsimon (havoga ko'tarilgan suvning eng kichik zarralari, shuningdek, suv bug'lari deb ataladi) holatida ko'ramiz.
Dumaloq shakli tekis yuzalarda dumaloq qilish uchun ideal. G'ildirakdagi barcha nuqtalar o'z o'qidan bir xil masofada joylashganligi sababli, o'q erdan bir xil balandlikda qoladi va avtomobil yo'lda harakatlanayotganda yuqoriga va pastga harakat qilmaydi. Bizning ichki kiyimimizni ta'minlashdan tashqari, u bizning shaxsiy a'zolarimizni infektsiyalar va jarohatlardan himoya qiladi. Gigiena - bu ichki kiyim kiyishimizning asosiy sababi. Ilgari kiyim-kechak juda qimmat bo'lib, odamlar ko'pincha ularni almashtira olmas edilar.
Bu urinish biroz ko'proq vaqt talab etadi, shuning uchun uni ikkita uchrashuvga rejalashtiring va asta-sekin dekorativ, qutulish mumkin bo'lgan va qutulish mumkin bo'lmagan kristallarni "o'stiring". Siz kristall displeyni, o'zingizga nom berish uchun kristallarni yaratishingiz, kristalli tasvirlarni yaratishingiz, g'oyalaringiz va fotosuratlaringizni kutishingiz mumkin.
Suv bir vaqtning o'zida uchta holatda bo'lishi mumkin: havoda doimo suv bug'lari va bulutlar mavjud bo'lib, ular suv tomchilari va muz kristallaridan iborat.
Suv bug'i ko'rinmaydi, lekin uni osongina aniqlash mumkin, agar siz muzlatgichda bir soat davomida sovutilgan bir stakan suvni iliq xonada qoldirsangiz, uning devorlarida darhol suv tomchilari paydo bo'ladi. Stakanning sovuq devorlari bilan aloqa qilganda, havodagi suv bug'lari suv tomchilariga aylanadi va shisha yuzasiga joylashadi.
Ovqatlanadigan va iste'mol qilinmaydigan kristallar Siz butun matnni ochishingiz va yuklab olishingiz mumkin yoki. Mavzu: Kristallanish, to`yingan eritmalar. Qattiq jismlar amorf va kristall moddalarga bo'linadi. Amorf moddalar zarralarining joylashishi tasodifiy bo'lib, ularning tuzilishi suyuqliklarnikiga o'xshaydi. Kristalli moddalarning zarralari kristall panjarada joylashgan. Ushbu to'rning asosini doimiy ravishda takrorlanadigan birlik hujayra tashkil qiladi.
Kristallanish yoki kristallanish - bu qattiq muntazam kristallarning atrof-muhit ta'sirida suyuqlik tomonidan hosil bo'ladigan hodisa. Kristallar eritmalar, eritmalar yoki bug'lardan hosil bo'lishi mumkin, bu erda bosim, harorat yoki moddaning konsentratsiyasining o'zgarishi kristallanishga olib kelishi mumkin. Jarayonning silliq bo'lishi uchun quyidagi shartlardan kamida bittasi talab qilinadi: Dastlabki suyuqlikning haroratini pasaytirish. Erituvchining bug'lanishi tufayli kristalizator kontsentratsiyasining oshishi. Kristalizator bilan boshlang'ich materialni kislotalash.
Guruch. 11. Sovuq stakan devorlarida kondensatsiya ()
Xuddi shu sababga ko'ra, sovuq mavsumda deraza oynasining ichki qismi tumanga tushadi. Sovuq havoda iliq havo kabi ko'p suv bug'lari bo'lishi mumkin emas, shuning uchun uning bir qismi kondensatsiyalanadi - suv tomchilariga aylanadi.
Eritmadan kristallanish kristallanish moddasi eritma ma'lum bir haroratda to'yingangacha eritilganda sodir bo'ladi. Eritma qizdirilgandan so'ng yana to'yinmagan bo'ladi, lekin erituvchi sovutilganda yoki bug'langanda, eritma haddan tashqari to'yingan bo'ladi va kristallanish sodir bo'ladi. Tabiiy kristallanish yadro yadrosining yadrolari hosil bo'lgandan keyin sodir bo'ladi. Kristallanishni sun'iy ravishda emlash deb ataladigan yo'l bilan - eritma ichiga begona jismni kiritish orqali ham kiritish mumkin va bu usul, masalan, shakar ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Osmonda uchayotgan samolyot ortidagi oq iz ham suvning kondensatsiyasi natijasidir.
Agar siz ko'zguni lablaringizga olib kelsangiz va nafas olsangiz, uning yuzasida mayda suv tomchilari qoladi, bu nafas olayotganda odam suv bug'ini havo bilan yutishini isbotlaydi.
Bu nom arabcha lavlagi - oqdan keladi. Keyinchalik kimyo va oziq-ovqat sanoatida, shisha, qog'oz, qishloq xo'jaligida o'g'it sifatida va temirchilik uchun payvandlashda foydalanish. Ushbu maqsadlar uchun u sun'iy ravishda ham tayyorlanadi. Asboblar: Boraks, choynak, suv, shaffof shisha, burama yoki somon, ip yoki sim, quvur tozalagich, oziq-ovqat bo'yoqlari, qoshiq.
Qurilish: Biz quvur tozalagichdan har qanday shaklni hosil qilamiz. Ushbu shaklni ip yoki simga biriktiramiz. Biz tayoqni qoshiq yoki somonga osib qo'yamiz. Biz choynakga suv quyib, stakanga quyamiz. To'yingan eritma olinmaguncha boraksni suvda aralashtiring. Agar idishda boraks qoldiqlari qolsa, eritmani toza stakanga soling. Shishdan foydalanib, tukli simli tanamizni stakanga osib qo'ying, shunda u biz yaratgan to'yingan bo'r eritmasiga to'liq botiriladi va har qanday vaqtda oynaning devorlari va pastki qismiga tegmaydi.
Isitilganda suv "kengaydi". Buni oddiy tajriba isbotlashi mumkin: shisha naychani suv solingan kolbaga tushirib, undagi suv sathi o‘lchandi; keyin kolba iliq suvli idishga tushirildi va suv qizdirilgandan so'ng, trubadagi daraja yana o'lchandi, bu sezilarli darajada ko'tarildi, chunki qizdirilganda suv hajmi ortadi.
Boraks kristallanishi uchun butun tizim bir kechada eritmada qoldiriladi. Tushuntirish: Momiq sim - bu kristallanish yadrolari juda yaxshi hosil bo'lgan joy bo'lib, unga boraks kristallari asta-sekin to'planadi va kristall o'sadi. To'yingan eritma hosil qilish uchun issiq suv yordamida kristallanish tezlashadi va ortiqcha eritma hosil qilish uchun sovutish va bug'lanadi.
Vaqt: tajribani tayyorlash va barcha yordamchi vositalarni tayyorlash 5 minut. Tajriba testi 5 min. Kristal o'sishi 24 soat. Kristallarning belgilanishi. Taxminiy 10 daqiqa. Sinov 5 daqiqa. 25 daqiqa va 24 soat ichida. Tajribani va uni o'zgartirishni qo'shimcha muhokama qilish mumkin.
Guruch. 14. Naychali kolba, 1 raqami va chiziq suvning dastlabki darajasini bildiradi
Guruch. 15. Naychali kolba, 2 raqami va chiziq qizdirilganda suv sathini bildiradi
Bu ichki energiyaning qanday o'zgarishini ifodalaydi, ya'ni. Harakat energiyasi yig'indisi va jism zarrachalarining bu jism sovishi yoki harorati ko'tarilishidagi holati. Issiqlik issiqlik almashinuvi paytida issiq jism beradigan energiyaga teng. Issiqlik uzatish nurlanish orqali amalga oshiriladi.
Barcha holatlarda molekulalar doimiy tartibsiz harakatda bo'ladi. Har bir zarrachaning tebranish joyi bor. Zarrachalar qizdirilsa, ular tezroq tebranadi. Harorat etarli darajada ko'tarilganda, zarralar o'zlarining sobit holatidan chiqib, erkin harakatlana boshlaydi. Bu vaqtda qattiq suyuqlik suyuqlikka aylana boshlaydi. Biz buni sodir bo'ladigan erish deb ataymiz va biz mato eriyapti deb aytamiz.
Suv sovutganda, u "siqiladi". Buni xuddi shunday tajriba bilan isbotlash mumkin: bu holda kolba bilan kolba muzli idishga tushirilgan, sovutgandan so'ng, trubadagi suv sathi dastlabki belgidan tushib ketgan, chunki suv hajmi kamaygan.
Qattiqlashuv Suyuqlik sovutilganda ma'lum bir haroratda qotib, to'qimaga aylanadi. Erkin harakatlanadigan zarralar haroratning pasayishi bilan sekinroq harakat qiladilar, ular birlashguncha va ular atrofida sobit holatda joylashadilar, keyin ular tebranadi. Suyuqlik qattiq holga keladi. Biz buni qotib qolish deb ataymiz va moddaning qattiqlashishini aytamiz.
Qaynatish suyuqlik qaynash nuqtasiga qizdirilganda sodir bo'ladi. Turli suyuqliklar uchun qaynash nuqtasi boshqacha. Qaynash nuqtasi suyuqlik ustidagi bosimga ham bog'liq. Bu, shuningdek, sezilarli balandlikdagi idishlarda qaynatishga ta'sir qiladi. Suyuqlik gazga faqat sirtdan o'tadi. Bug'langan suyuqlik atrof-muhitdan issiqlikni olib tashlaydi. Bug'lanish har qanday suyuqlik haroratida sodir bo'ladi.
Guruch. 16. Naychali kolba, 3 raqami va chiziq sovutish paytidagi suv darajasini bildiradi
Buning sababi shundaki, suv zarralari, molekulalari qizdirilganda tezroq harakat qiladi, bir-biri bilan to'qnashadi, tomir devorlaridan bir-birini qaytaradi, molekulalar orasidagi masofa oshadi va shuning uchun suyuqlik kattaroq hajmni egallaydi. Suv sovutilganda uning zarralari harakati sekinlashadi, molekulalar orasidagi masofa kamayadi va suyuqlik uchun kichikroq hajm talab qilinadi.
Hukumat ishlari dars rejalari, talabalar faoliyati va grafik tashkilotchilar
Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, tezroq bug'lanish, sirtdan sirt o'lchamlari, tezroq bug'lanish, suyuqlikning xossalari, suyuqlik ustida gaz oqimi, suyuqlik ustidagi gaz bug'ining bosimi. Materiyani bizning koinotimizda bo'sh joyni egallagan narsa deb ta'riflash mumkin. Zarrachalarning turi va zarrachalarning joylashishi savolning qanday ko'rinishini va u nima qila olishini aniqlaydi. Materiya holatini yaxshi tushunish atrofimizdagi olamni tasvirlashning kalitidir.
Materiyaning turli holatlarining xossalari
Shaxsiy yoki guruh topshiriqlarining turi.Guruch. 17. Oddiy haroratdagi suv molekulalari
Guruch. 18. Qizdirilganda suv molekulalari
Guruch. 19. Sovutish vaqtida suv molekulalari
Bunday xususiyatlarga nafaqat suv, balki boshqa suyuqliklar (spirtli ichimliklar, simob, benzin, kerosin) ham ega.
Suyuqliklarning bu xususiyatini bilish spirtli ichimliklarni yoki simobni ishlatadigan termometrni (termometr) ixtiro qilishga olib keldi.
Muzlaganda suv kengayadi. Agar chetiga qadar suv bilan to'ldirilgan idish qopqog'i bilan yumshoq tarzda yopilib, muzlatgichga qo'yilsa, bir muncha vaqt o'tgach, hosil bo'lgan muz idishdan tashqariga chiqib, qopqoqni ko'tarishini ko'ramiz.
Bu xususiyat suv quvurlarini yotqizishda hisobga olinadi, muzlaganda suvdan hosil bo'lgan muz quvurlarni buzmasligi uchun izolyatsiya qilinishi kerak.
Tabiatda muzlagan suv tog'larni vayron qilishi mumkin: agar suv kuzda toshlarning yoriqlarida to'planib qolsa, u qishda muzlaydi va muz bosimi ostida u hosil bo'lgan suvdan kattaroq hajmni egallaydi, toshlar yorilib ketadi. qulash.
Yo'ldagi yoriqlarda muzlab qolgan suv asfalt qoplamasining buzilishiga olib keladi.
Daraxt tanasidagi burmalarga o'xshash uzun tizmalar - bu daraxt shirasining muzlashi bosimi ostida yog'ochning yorilishidan yaralar. Shuning uchun, sovuq qishda siz bog'da yoki o'rmonda daraxtlarning xirillaganini eshitishingiz mumkin.
- Vaxrushev A.A., Danilov D.D. Atrofdagi dunyo 3. M .: Ballas.
- Dmitrieva N.Ya., Kazakov A.N. Atrofdagi dunyo 3. M .: "Fedorov" nashriyoti.
- Pleshakov A.A. Atrofdagi dunyo 3. M .: Ma'rifat.
- Pedagogik g'oyalar festivali ().
- Fan va ta'lim ().
- Ommaviy sinf ().
- "Atrofimizdagi suv" mavzusida qisqa test (uchta mumkin bo'lgan 4 ta savol) tuzing.
- Kichkina tajriba o'tkazing: issiq xonada stolga bir stakan juda sovuq suv qo'ying. Nima bo'lishini tasvirlab bering, sababini tushuntiring.
- *Isitilgan, normal va sovutilgan holatda suv molekulalarining harakatini chizing. Agar kerak bo'lsa, rasmingizga sarlavhalar yozing.
Suv sayyoradagi eng keng tarqalgan moddadir va uni boshqa suyuqliklardan ajratib turadigan xususiyatga ega: erish nuqtasidan 40 ° C gacha qizdirilganda uning siqilish qobiliyati ortadi, keyin esa pasayadi.
Suvning o'ziga xos xususiyatlari
Er yuzida odamlar uchun suvdan muhimroq modda yo'q. Okeanlar va dengizlar sayyora yuzasining ¾ qismini egallaydi, quruqlik yuzasining yana 20% qor va muz - qattiq suv bilan qoplangan. Agar iqlimga bevosita ta'sir ko'rsatadigan suv bo'lmaganida, Yer koinotda uchib yuruvchi jonsiz toshga aylanadi.
Kun davomida insoniyat kamida 1 milliard tonna suv iste'mol qiladi, shu bilan birga sayyoradagi resursning umumiy miqdori o'zgarishsiz qolmoqda. Millionlab yillar oldin Yer yuzasida hozirgidek ko'p suv bor edi.
Sayyorada yashovchi tirik organizmlar noqulay sharoitlarga moslashishni o'rgandilar. Ammo suvsiz hech qanday jonzot mavjud emas - bu modda barcha hayvonlar va o'simliklarda mavjud. Inson tanasi ¾ suvdan iborat.
Inson tanasidagi suv miqdoriSuvning asosiy xususiyatlari:
Rangi yo'q;
shaffof;
Hech qanday hid va ta'mga ega emas;
Agregatning uchta holatida qolishga qodir;
Bir yig'ilish holatidan ikkinchisiga o'tishga qodir;
Isitish va sovutish paytida suvning xususiyatlarini ko'rsatadigan tajriba
Uyda tajriba o'tkazish uchun sizga ikkita idish va gaz chiqadigan trubkasi bo'lgan ikkita laboratoriya kolbasi, shuningdek moddalar: muz, issiq suv va xona haroratidagi suv kerak bo'ladi.
Xona haroratidagi suvni ikkita bir xil kolbaga quying, suv darajasini belgi bilan belgilang va uni ikkita idishga - issiq suv va muz bilan tushiring. Tajriba natijasi qanday? Issiq suvga botirilgan kolbadagi suv belgidan yuqoriga ko'tariladi. Muzga solingan kolbadagi suv belgidan pastga tushadi.
Xulosa: Isitish natijasida suv kengayadi, soviganida esa qisqaradi.
Turli sharoitlarda saqlash vaqtida suvning xususiyatlarini ko'rsatadigan tajriba
Tajriba kechqurun uyda o'tkaziladi. Biz uchta bir xil idishni (ko'zoynak mos keladi) 100 ml suv bilan to'ldiramiz. Biz bitta stakanni derazaga, ikkinchisini - stolga, uchinchisini - batareyaning yoniga qo'yamiz.
Ertalab biz natijalarni taqqoslaymiz: derazada qolgan stakanda suv 1/3 ga bug'langan, stol ustidagi stakanda suv yarmi bug'langan, batareya yonidagi stakan bo'sh va quruq bo'lib chiqdi: undan suv bug'langan. Xulosa: suvning bug'lanishi atrof-muhit haroratiga bog'liq va u qanchalik baland bo'lsa, suv tezroq bug'lanadi.
Suv bug'ini suvga aylantirish
Tajriba uchun biz maxsus jihozlarni tayyorlaymiz:
spirtli chiroq;
metall plastinka;
Gaz chiqarish trubkasi bo'lgan kolba.
Kolbaga suv quyib, qaynab ketguncha spirtli lampada isitiladi. Biz gaz chiqadigan trubaning yonida sovuq metall plitani ushlab turamiz - bug 'ustiga suv tomchilari shaklida joylashadi. Gazsimon suvning suyuqlikka aylanishiga kondensatsiya deyiladi. Xulosa: kuchli qizdirilganda suv bug'ga aylanadi va sovuq sirt bilan aloqa qilganda suyuq holatga qaytadi.
Shisha yuzasida kondensatsiya
Suvni qaynaguncha qizdiring
Qaynoq nuqtasiga etib boradigan suv xarakterli xususiyatlarga ega: suyuqlik qaynaydi, ichida pufakchalar paydo bo'ladi, qalin bug 'ko'tariladi. Buning sababi shundaki, suv molekulalari qizdirilganda issiqlik manbasidan qo'shimcha energiya oladi va tezroq harakat qiladi. Uzoq muddatli isitish bilan suyuqlik qaynash nuqtasiga etadi: idishning devorlarida pufakchalar paydo bo'ladi.
isitiladigan suv
Agar qaynatish to'xtatilmasa, jarayon butun suv gazga aylanmaguncha davom etadi. Harorat oshishi bilan bosim kuchayadi, suv molekulalari tezroq harakat qiladi va ularni bog'laydigan molekulalararo kuchlarni engadi. Atmosfera bosimi bug' bosimiga qarshi turadi. Bug 'bosimi tashqi bosimdan oshib ketganda yoki unga yetganda suv qaynaydi.
Yerdagi eng keng tarqalgan moddalardan biri: suv. Bizga havo kabi kerak, lekin ba'zida biz buni umuman sezmaymiz. U shunchaki. Lekin shunday bo'ladi
Yerdagi eng keng tarqalgan moddalardan biri: suv. Bizga havo kabi kerak, lekin ba'zida biz buni umuman sezmaymiz. U shunchaki. Ammo ma'lum bo'lishicha, oddiy suv o'z hajmini o'zgartirishi va ko'proq yoki kamroq tortishi mumkin. Suv bug'langanda, qizib ketganda va sovib ketganda, haqiqatan ham ajoyib narsalar sodir bo'ladi, biz bugun bilib olamiz.
Muriel Mandell o'zining "Bolalar uchun fizikaviy tajribalar" nomli qiziqarli kitobida suvning xususiyatlari haqidagi eng qiziqarli fikrlarni bayon qiladi, ular asosida nafaqat yosh fiziklar ko'plab yangi narsalarni o'rganishlari mumkin, balki kattalar ham o'zlarining bilimlarini yangilaydilar. uzoq vaqt davomida murojaat qilishlari shart emas edi, shuning uchun ular biroz unutilgan.Bugun biz suvning hajmi va og'irligi haqida gaplashamiz. Ma'lum bo'lishicha, bir xil hajmdagi suv har doim ham bir xil vaznga ega emas. Va agar siz stakanga suv quysangiz va u chetiga to'kilmasa, bu hech qanday sharoitda unga mos kelishini anglatmaydi.
1. Suv qizdirilganda kengayadi
Besh santimetr qaynoq suv bilan to'ldirilgan yirtqichlardan suv bilan to'ldirilgan idishni joylashtiring. suv va past olovda qaynatib turing. Idishdagi suv toshib keta boshlaydi. Buning sababi shundaki, qizdirilganda suv, boshqa suyuqliklar kabi, ko'proq joy egallay boshlaydi. Molekulalar bir-birini ko'proq intensivlik bilan qaytaradi va bu suv hajmining oshishiga olib keladi.2. Suv sovishi bilan qisqaradi
Idishdagi suvni xona haroratiga qadar sovutib qo'ying yoki yangi suv qo'shing va uni sovutib oling. Biroz vaqt o'tgach, siz ilgari to'ldirilgan kavanoz endi to'liq emasligini bilib olasiz. 3,89 daraja Selsiy haroratgacha sovutilganda, harorat pasayganda suv hajmi kamayadi. Buning sababi molekulalarning harakat tezligining pasayishi va sovutish ta'sirida ularning bir-biriga yaqinlashishi edi.Ko'rinishidan, hamma narsa juda oddiy: suv qanchalik sovuq bo'lsa, uning hajmi shunchalik kam bo'ladi, lekin ...
3. ... muzlaganda suv hajmi yana ortadi
Kavanozni suv bilan to'ldiring va karton bilan yoping. Uni muzlatgichga qo'ying va muzlashguncha kuting. Siz karton "qopqoq" tashqariga surilganini topasiz. Tselsiy bo'yicha 3,89 dan 0 darajagacha bo'lgan harorat oralig'ida, ya'ni muzlash nuqtasiga boradigan yo'lda suv yana kengayishni boshlaydi. Bu xususiyatga ega bo'lgan bir nechta ma'lum moddalardan biridir.Agar siz qattiq qopqoqdan foydalansangiz, muz shunchaki kavanozni sindirib tashlaydi. Hatto suv quvurlari ham muz bilan sinishi mumkinligini eshitganmisiz?4. Muz suvdan engilroq
Bir stakan suvga bir nechta muz kublarini qo'ying. Muz yuzada suzib yuradi. Suv muzlaganda kengayadi. Va natijada muz suvdan engilroq: uning hajmi mos keladigan suv hajmining taxminan 91% ni tashkil qiladi.Suvning bu xususiyati tabiatda biron bir sababga ko'ra mavjud. Bu juda aniq maqsadga ega. Qishda daryolar muzlaydi, deyishadi. Lekin, aslida, bu mutlaqo to'g'ri emas. Odatda faqat kichik yuqori qatlam muzlaydi. Bu muz qatlami suyuq suvdan engilroq bo'lgani uchun cho'kmaydi. U daryoning chuqurligida suvning muzlashini sekinlashtiradi va baliq va boshqa daryo va ko'l hayvonlarini qishning qattiq sovuqlaridan himoya qiladigan o'ziga xos adyol bo'lib xizmat qiladi. Fizikani o'rganar ekansiz, tabiatdagi ko'p narsalar maqsadga muvofiq tartibga solinganligini tushuna boshlaysiz.
5. Musluk suvi tarkibida minerallar mavjud
Kichik shisha idishga 5 osh qoshiq oddiy musluk suvini quying. Suv bug'langanda, idishda oq chegara qoladi. Bu jant tuproq qatlamlaridan o'tganda suvda erigan minerallardan hosil bo'ladi.Choynakning ichiga qarang va u erda mineral konlarni ko'rasiz. Xuddi shu blyashka vannadagi suvni to'kish uchun teshikda hosil bo'ladi.Yomg'ir suvini bug'lashtirib ko'ring, unda minerallar bormi.Kengayish yoki qisqarish? Javob shunday: qish kelishi bilan suv kengayish jarayonini boshlaydi. Nima uchun bu sodir bo'lmoqda? Bu xususiyat suvni boshqa barcha suyuqliklar va gazlar ro'yxatidan ajratib turadi, ular, aksincha, sovutilganda siqiladi. Ushbu noodatiy suyuqlikning bunday xatti-harakatining sababi nima?
Fizika 3-sinf: Suv muzlaganda kengayadimi yoki qisqaradimi?
Ko'pgina moddalar va materiallar qizdirilganda kengayadi va sovutilganda qisqaradi. Gazlar bu ta'sirni sezilarli darajada namoyon qiladi, ammo turli xil suyuqliklar va qattiq metallar bir xil xususiyatlarni namoyon qiladi.
Gazning kengayishi va qisqarishining eng yorqin misollaridan biri bu havo sharidagi havodir. Minus ob-havo sharoitida sharni ko'chaga olib chiqsak, shar darhol hajmi kamayadi. Agar biz to'pni isitiladigan xonaga olib kirsak, u darhol ortadi. Ammo vannaga balon olib kirsak, u yorilib ketadi.
Suv molekulalari ko'proq joy talab qiladi
Turli moddalarning kengayish va qisqarish jarayonlarining sodir bo'lishining sababi molekulalardir. Ko'proq energiya oladiganlar (bu issiq xonada sodir bo'ladi) sovuq xonadagi molekulalarga qaraganda ancha tezroq harakat qiladi. Ko'proq energiyaga ega bo'lgan zarralar ancha faol va tez-tez to'qnashadi, ular harakat qilish uchun ko'proq joy talab qiladi. Molekulalar tomonidan bosimni ushlab turish uchun material hajmi kattalasha boshlaydi. Va bu juda tez sodir bo'ladi. Xo'sh, suv muzlaganda kengayadimi yoki qisqaradimi? Nima uchun bu sodir bo'lmoqda?
Suv bu qoidalarga bo'ysunmaydi. Agar biz suvni to'rt daraja Selsiygacha sovuta boshlasak, u holda uning hajmini kamaytiradi. Ammo harorat pasayishni davom ettirsa, suv to'satdan kengaya boshlaydi! Suvning zichligida anomaliya kabi xususiyat mavjud. Bu xususiyat Selsiy bo'yicha to'rt daraja haroratda sodir bo'ladi.
Endi biz suvning muzlaganda kengayishi yoki qisqarishini aniqladik, keling, birinchi navbatda bu anomaliya qanday sodir bo'lishini bilib olaylik. Sababi u tuzilgan zarrachalarda yotadi. Suv molekulasi ikkita vodorod atomi va bitta kisloroddan iborat. Boshlang'ich maktabdan beri hamma suv formulasini biladi. Ushbu molekuladagi atomlar elektronlarni turli yo'llar bilan tortadi. Vodorod musbat tortishish markaziga ega, kislorod esa, aksincha, manfiy. Suv molekulalari bir-biri bilan to'qnashganda, bir molekulaning vodorod atomlari butunlay boshqa molekulaning kislorod atomiga o'tadi. Ushbu hodisa vodorod bog'lanishi deb ataladi.
Suv sovutganda ko'proq joy kerak
Vodorod aloqalarining hosil bo'lish jarayoni boshlangan paytda, suvda molekulalari muz kristalidagi kabi bir xil tartibda joylashgan joylar paydo bo'la boshlaydi. Ushbu blanklar klasterlar deb ataladi. Ular suvning qattiq kristallidagi kabi bardoshli emas. Harorat ko'tarilgach, ular yo'q qilinadi va o'z joylarini o'zgartiradi.
Jarayon davomida suyuqlikdagi klasterlar soni tez ko'paya boshlaydi. Ular tarqalish uchun ko'proq joy talab qiladi, shuning uchun suv o'zining g'ayritabiiy zichligiga etganidan keyin hajmini oshiradi.
Termometr noldan pastga tushganda, klasterlar mayda muz kristallariga aylana boshlaydi. Ular yuqoriga ko'tarila boshlaydilar. Bularning barchasi natijasida suv muzga aylanadi. Bu suvning juda noodatiy qobiliyatidir. Bu hodisa tabiatdagi juda ko'p sonli jarayonlar uchun zarurdir. Biz hammamiz bilamiz va agar bilmasak, muzning zichligi sovuq yoki sovuq suvning zichligidan bir oz kamroq ekanligini eslaymiz. Bu muzning suv yuzasida suzib yurishiga imkon beradi. Barcha suv omborlari yuqoridan pastgacha muzlay boshlaydi, bu esa suv aholisining pastki qismida mavjud bo'lishiga va muzlamasligiga imkon beradi. Shunday qilib, endi biz suvning muzlaganda kengayishi yoki qisqarishi haqida batafsil ma'lumotga egamiz.
Issiq suv sovuq suvga qaraganda tezroq muzlaydi. Agar ikkita bir xil stakan olib, biriga issiq suv, ikkinchisiga esa bir xil miqdordagi sovuq suv quysak, issiq suv sovuq suvga qaraganda tezroq muzlashini sezamiz. Bu mantiqiy emas, to'g'rimi? Issiq suv muzlashdan oldin sovishi kerak, sovuq suv esa muzlamaydi. Bu haqiqatni qanday tushuntirish mumkin? Olimlar bugungi kungacha bu topishmoqni tushuntira olmaydilar. Ushbu hodisa Mpemba effekti deb ataladi. U 1963 yilda tanzaniyalik olim tomonidan g'ayrioddiy sharoitlarda kashf etilgan. Talaba o'ziga muzqaymoq tayyorlamoqchi bo'ldi va issiq suv tezroq muzlashini payqadi. U buni dastlab unga ishonmagan fizika o'qituvchisi bilan baham ko'rdi.