Opin veden kolmesta aggregaattitilasta 6-vuotiaalta veljeltäni, joka ylpeili tiedoistaan, fysiikasta, jota 9-vuotiaalleni ei tunnu. Minulle, kuten kaikille pohjoisen pallonpuoliskon keskivyöhykkeelle syntyneille lapsille, veden suosikkitila luonnossa on lumi. Lapsena jokainen talvi liittyi ennen kaikkea lumipallojen pelaamiseen, kelkkailuun ja tietysti uudenvuoden lomiin. Sulan aikana suurta iloa herätti mahdollisuus tehdä lumiukko yhdessä vanhempiensa ja isoveljensä kanssa.

Kuinka pitää hauskaa käyttämällä kiinteää vettä talvella

Lumiukon tekeminen ei ole hankalaa bisnestä. Lumenaisen kuvanveisto-ohjeita eivät saa unohtaa omat lapsensa:

1. Pyöritä 3 erikokoista lumipalloa.
2. Aseta lumipallot päällekkäin. Alaosa on suurin, yläosa pienin.
3. Käsien sijasta voidaan käyttää kuivia puunoksia.
4. Laita ämpäri päähän hatun sijaan.
5. On parasta käyttää raakaa porkkanaa nenään.
6. Silmät ja suu voidaan kuvata kivillä tai hiilellä.
7. Kääri huivi ylempien lumipallojen liitoksen ympärille.

Lumiukko on valmis.

Talvella vesi saa lumen lisäksi muita kauniita esteettisiä muotoja:

• Frost. Näyttää erityisen kauniilta kaivoissa.
• Jäätä. Loistava tapa pitää hauskaa luistellessa tai alamäkeen.
• Pakkasta ikkunoissa. Kondensoitumisen ja pakkasen luomat kuviot ovat kateellisia kaikille impressionistisille taiteilijoille.

Missä on parempi tarkkailla veden eri tiloja luonnossa

Islannin matka jätti pysyvän vaikutuksen. Pohjoissaaren luonto on hämmästyttävä. Geysirien laaksossa vettä voidaan havaita samanaikaisesti kolmessa aggregoitumistilassa: nestemäisenä (järvet), kaasumaisena (geysirien höyrypäästöt) ja kiinteänä (lumiset vuorenhuiput). Minuun teki suurimman vaikutuksen retki Islannin suurimmalle jäätikölle - Vatnajökulliin. Jäätikkössä säilyneen makean vesipatsaan laajuus on vaikuttava. Jäätynyttä vesimassaa on yli 8000 neliömetriä. Jäätikkö saa ravintoa maanalaisista järvistä ja vie 8 % saaren pinta-alasta. Jään paksuudessa on luola, jossa on kristallinkirkas sininen holvi. Jäätynyt luola on kaunein vesitila, jonka olen omin silmin nähnyt.

Tässä artikkelissa harkitsemme Vesihöyry, joka on veden kaasumainen tila.

Kaasumaisella olomuodolla tarkoitetaan veden kolmea pääasiallista aggregaattitilaa, joita esiintyy luonnollisesti luonnollisissa olosuhteissa. Tätä asiaa käsitellään yksityiskohtaisesti materiaalissa Veden aggregaatiotila.

Vesihöyry

Puhdas vesihöyry ei ole väriä eikä makua. Suurin höyryn kerääntyminen havaitaan troposfäärissä.

Vesihöyry on ilmakehän kaasumaisessa tilassa olevaa vettä. Vesihöyryn määrä ilmassa vaihtelee suuresti; sen suurin pitoisuus on jopa 4 %. Vesihöyry on näkymätöntä; se, mitä jokapäiväisessä elämässä kutsutaan höyryksi (kylmän ilman hengittämisestä peräisin oleva höyry, kiehuvan veden höyry jne.) on seurausta vesihöyryn tiivistymisestä, kuten sumu. Vesihöyryn määrä määrittää ilmakehän tilan tärkeimmän ominaisuuden - ilman kosteuden.

Maantiede. Nykyaikainen kuvitettu tietosanakirja. - M .: Rosman. Toimittanut prof. A.P. Gorkin. 2006.

Miten vesihöyryä muodostuu

Vesi höyryä muodostuu "höyrystymisen" seurauksena. Höyrystyminen tapahtuu kahden prosessin - haihdutuksen tai kiehumisen - seurauksena. Haihdutuksen aikana höyryä muodostuu vain aineen pinnalle, kun taas kiehumisen aikana höyryä muodostuu nesteen koko tilavuuteen, mistä on osoituksena kiehumisprosessin aikana aktiivisesti nousevat kuplat. Veden kiehuminen tapahtuu lämpötiloissa, jotka riippuvat vesiliuoksen kemiallisesta koostumuksesta ja ilmakehän paineesta, kiehumispiste pysyy muuttumattomana koko prosessin ajan. Steam kiehumisesta syntyvää kutsutaan kylläiseksi. Kyllästynyt höyryä se puolestaan ​​jaetaan tyydyttyneeseen kuivaan ja kylläiseen märkään höyryyn. Kyllästynyt märkä höyry koostuu suspendoituneista vesipisaroista, joiden lämpötila on kiehumisasteella, ja vastaavasti itse höyrystä ja kyllästetystä kuivaa höyryä ei sisällä vesipisaroita.

On myös "tulistettua höyryä", joka muodostuu märän höyryn lisäkuumentamisen aikana, tämäntyyppisellä höyryllä on korkeampi lämpötila ja pienempi tiheys.

Vesihöyry on korvaamaton elementti planeetallemme niin tärkeässä prosessissa kuin veden kierto luonnossa.

Höyryä kohtaamme jatkuvasti jokapäiväisessä elämässä, se näkyy - vedenkeittimen nokan yläpuolella, kun keitetään vettä, silitetään, kun vierailet kylvyssä ... Älä kuitenkaan unohda, että kuten yllä totesimme, puhdista vesihöyry ei ole väriä eikä makua. Fysikaalisten ominaisuuksiensa ja ominaisuuksiensa ansiosta höyry on jo pitkään löytänyt käytännön sovelluksensa ihmisten taloudellisessa toiminnassa. Eikä vain jokapäiväisessä elämässä, vaan myös suuria globaaleja ongelmia ratkaistaessa. Steam on pitkään ollut edistyksen pääasiallinen voima, sekä kirjaimellisesti että kuvaannollisesti. Sitä käytettiin työvälineenä höyrykoneille, joista tunnetuin on STEAM.

Miehen käyttämä höyry

Höyryä käytetään edelleen laajalti taloudellisissa ja teollisissa tarpeissa meidän aikanamme:

• hygieniatarkoituksiin;
• lääketieteellisiin tarkoituksiin;
• tulipalojen sammuttamiseen;
• käytetään höyryn lämpöominaisuuksia (höyry lämmönsiirtoaineena) - höyrykattilat; höyryvaipat (autoklaavit ja reaktorit); "jäätyvien" materiaalien lämmitys; lämmönvaihtimet; lämmitysjärjestelmät; betonituotteiden höyrytys; erityisessä lämmönvaihtimissa ...;
• käyttää höyryenergian muuntamista liikkeeksi - höyrykoneet ...;
• sterilointi ja desinfiointi - elintarviketeollisuus, maatalous, lääketiede ...;
• höyry kostuttimena - teräsbetonituotteiden valmistuksessa; vaneri; elintarviketeollisuudessa; kemian- ja hajuvesiteollisuudessa; puunjalostusteollisuudessa; maataloustuotannossa ...;

Yhteenvetona toteamme, että kaikesta "näkymättömyydestään" huolimatta vesihöyry ei ole vain tärkeä osa maapallon globaalia ekosysteemiä, vaan myös erittäin hyödyllinen aine ihmisen taloudelliselle ja taloudelliselle toiminnalle.

"Vesi! Sinulla ei ole makua, ei väriä, ei hajua, sinua ei voi kuvailla, sinusta nautitaan tietämättä mitä olet! Tämä ei tarkoita sitä, että olet tarpeellinen elämälle, olet itse elämä. Täytät meidät sanoinkuvaamattomalla ilolla

Olet maailman suurin rikkaus."

Antoine de Saint-Exupery.

Ketään ei yllätä sade tai lumi, virtaavan joen tai järven sileä pinta. Toinen asia on valtavat merien ja valtamerten avaruudet, jättimäiset jäätiköt, jotka liukuvat alas transsendenttisista korkeuksista, geysirien virrat, kuin maasta pursuavat suihkulähteet. Nämä kaunokaiset ovat henkeäsalpaavia. Mutta harvoin kukaan ajattelee, mistä meret tai joet, sade tai lumi ovat peräisin, mitkä ovat veden ominaisuudet, jotka esiintyvät niin monimuotoisessa muodossa.

Vesi on planeettamme historiassa erittäin tärkeä asia. Kenties mikään muu aine ei voi verrata veteen vaikutukseltaan noiden suurten muutosten kulkuun, joita maapallo on käynyt läpi satojen miljoonien vuosien aikana.

Veden päivittäisestä käsittelystä johtuen olemme niin tottuneet siihen ja sen erilaisiin ilmenemismuotoihin luonnossa, ettemme usein huomaa monia sen tunnusomaisia ​​ominaisuuksia. Mutta juuri näille ominaisuuksille olemme velkaa sen, että järvemme ja joemme eivät jäädy pohjaan talvella, että voimakkaat kevättulvat ovat suhteellisen harvinaisia, että jäätyvä vesi voi aiheuttaa suurta tuhoa jne.

Vesi on salaperäisin neste maan päällä. Muinaisten arokansojen laulajat - akynit ja ashugit - ovat laulaneet sitä pitkään, runoilijat omistivat sille hämmästyttäviä linjoja. Muinaiset viisaat, papit ja muut velhot tiesivät kuinka käsitellä vettä ja tekivät todellisia ihmeitä ihmisten edessä. Esimerkiksi ne aiheuttivat rankkasateita tai paransivat "elävällä" vedellä. Venäjällä ei ehkä ollut yhtään kylää ilman isoäitiä, joka osasi puhua vettä ja parantaa siten sairauksia. Ja tutkijat eivät tähän päivään asti, samoin kuin satoja vuosia sitten, pysty vastaamaan kysymykseen: mitä vesi on?

Vesi on erilaista - se voi olla sulaa, lähdettä, raskasta, magneettista, "elävää ja kuollutta", "loppiaista - pyhää vettä". Tällä hetkellä venäläiset ja ulkomaiset tutkijat tuntevat yli 175 luonnollista ja luotua isotooppista vesilajiketta ja yli 200 jäätyyppiä. Venäläiset tutkijat ovat todenneet, että vedellä on vääristymätön sisäinen geometrinen muoto ja se pystyy tallentamaan, tallentamaan ja välittämään erilaisia ​​tietoja ihmiskehon ja muiden elävien olentojen sisällä.

Tieto vedestä ei voi jättää ihmistä välinpitämättömäksi. Lisäksi sillä on kasvava vaikutus ihmisten elämään. Nämä olosuhteet pakottivat aloittamaan tiedonkeruun tästä aiheesta. Työ perustuu:

➢ Veden fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten ominaisuuksien analyysi.

➢ Eri joukkoviestintälähteistä hankitun tiedon systematisointi.

➢ Suoritetaan kotioloissa koe, jonka tarkoituksena on vahvistaa "muistin" olemassaolosta tietyssä rakenteessa olevan olettamuksen virheellinen tai totuus.

➢ Valitun aiheen työn yleiset johtopäätökset.

Ensinnäkin määritellään mitä vesi on. Selkeää määritelmää ei ole. Kemiallisesti katsottuna vesi on strukturoitu aine, joka koostuu 2 vetyatomista ja 1 hapesta. Fysikaalisella puolella se on aine, joka esiintyy luonnossa kolmessa aggregaatiotilassa ja jolla on vastaavat fysikaaliset ominaisuudet.

Luultavasti kaikki tietävät veden kaavan: H2O. Graafinen kuva näyttää täsmälleen tältä. Hajottamalla vettä sähkövirralla saatiin selville, että vedessä on painosta 11,11 % vetyä ja 88,89 % happea ja vedestä vapautuu tilavuudeltaan vetyä kaksi kertaa enemmän kuin happea. Jos nämä molemmat kehittyneet kaasut sekoitetaan, huoneenlämpötilassa tämä seos voi pysyä muuttumattomana hyvin pitkään. Jotta vain 1/6 tästä seoksesta muuttuisi vedeksi, meidän on odotettava 54 miljardia vuotta. Mutta tähän seokseen tarvitsee vain tuoda palava tulitikku tai päästää sähkökipinä sen läpi, ja vedyn ja hapen välillä tapahtuu välittömästi kemiallinen reaktio: vety palaa hapessa ja tuloksena on vettä.

Tiedemiehet onnistuivat paljastamaan veden koostumuksen salaisuuden ilmakehän ilman komponenttien - hapen, vedyn jne. -tutkimusten ansiosta. 24. kesäkuuta 1783. A. Lavoisier ja P. Laplace tutkijatovereidensa läsnä ollessa "valmistivat" vettä hapesta ja vedystä. He saivat vettä vedyn palamistuotteena (ja se tosiasia, että happi on mukana palamisprosessissa - "tulinen ilma", tuli tunnetuksi hieman aikaisemmin). Tässä tapauksessa muodostuneen veden paino oli yhtä suuri kuin palamisreaktioon osallistuvan vedyn ja hapen paino.

Joten eräänä päivänä kävi selväksi, että vesi ei ole yksinkertainen alkuaine, vaan monimutkainen aine. Mutta kuinka pitkä ja vaikea polku johti tähän merkittävään päivään, kuinka paljon suruja, pettymyksiä, virheitä ja henkilökohtaisia ​​tragedioita luonnontieteilijät kokivat, kunnes vesi vihdoin paljasti luonteensa.

Kysymykseen: kuinka paljon happea ja vetyä tarvitaan veden muodostamiseen, hän antoi vastauksensa vuonna 1785. A. Lavoisier ja insinööri Jean Meunier. He havaitsivat, että sen muodostamiseksi on tarpeen yhdistää 2 g vetyä ja 16 g happea.

Myös vety- ja happiatomien ytimien molekyylien keskinäistä järjestystä ja niiden välistä etäisyyttä tutkitaan ja mitataan hyvin. Vetyatomien välinen etäisyys on 154 senttimetrin kymmenen miljardia osaa, ja kulma happiatomin sijainnissa on noin 105 astetta. Kävi ilmi, että vesimolekyyli on epälineaarinen, eli varausten geometrisesti keskinäinen järjestely molekyylissä voidaan kuvata yksinkertaisena tetraedrina.

Kaikki vesimolekyylit, joilla on mikä tahansa isotooppikoostumus, näyttävät täsmälleen samalta.

Mutta miten vesimolekyylit vedessä edelleen rakennetaan? Valitettavasti tätä erittäin tärkeää asiaa ei ole vielä tutkittu riittävästi. Nestemäisen veden molekyylien rakenne on hyvin monimutkainen. Jään sulaessa sen verkostorakenne jää osittain syntyneeseen veteen. Sulavedessä olevat molekyylit koostuvat monista yksinkertaisista molekyyleistä - aggregaateista, jotka säilyttävät jään ominaisuudet. Lämpötilan noustessa osa niistä hajoaa ja niiden koko pienenee.

Keskinäinen vetovoima johtaa siihen, että monimutkaisen vesimolekyylin keskikoko nestemäisessä vedessä ylittää merkittävästi yhden vesimolekyylin koon. Tämä veden poikkeuksellinen molekyylirakenne määrittää sen poikkeukselliset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet.

Jopa muinainen kreikkalainen filosofi Thales Miletosta, joka eli kaksi ja puoli tuhatta vuotta sitten, kiinnitti huomion siihen, että vesi on ainoa aine, joka esiintyy luonnossa kolmessa tilassa: kiinteänä, nestemäisenä, kaasumaisena. Osoittautuu, että vesi johtuu olemassaolostaan ​​kolmessa tilassa kerralla yhdestä tärkeästä seikasta - siitä, että maa kiertää Auringon keskimäärin 149,6 miljoonan kilometrin etäisyydellä. Jos tämä etäisyys olisi alle 134 miljoonaa kilometriä, planeetan vesi haihtuisi ja yli 166 miljoonaa kilometriä muuttuisi jääksi.

Kaikki vesi, missä se otettiin - Jäämereltä, syvästä kaivoksesta Donbassissa, oli lumihiutaleen sisällä tai kimalsi varhain aamulla kastepisarassa kukassa - koostuu saman rakenteen molekyyleistä. Yksittäisten molekyylien suhteellinen asema suhteessa toisiinsa nestemäisessä vedessä, lumihiutaleessa tai höyrykattilan höyryssä osoittautuu kuitenkin epätasaiseksi.

Ilmanpaineessa kolmesataa astetta lämmitetty vesihöyry on samanlaista kuin tavalliset kaasut: niissä molekyylien väliset etäisyydet ovat riittävän suuria, jotta jokainen yksittäinen molekyyli voi esiintyä enemmän tai vähemmän itsenäisesti ilman merkittävää vuorovaikutusta naapureidensa kanssa, lukuun ottamatta Tietenkin niistä tapauksista, joissa molekyylit törmäävät toisiinsa satunnaisen lämpöliikkeen seurauksena.

Lumihiutaleessa tai jääpalassa molekyylit tuodaan yhteen ja kiinnitetään tiettyihin kidehilan kohtiin; molekyylien liike rajoittuu enimmäkseen värähtelyihin tiettyjen keskimääräisten paikkojen ympärillä.

Toistamme vielä kerran, että tieteessä ei vieläkään ole tiukkaa, vakaasti vahvistettua teoriaa nesteiden, erityisesti veden, rakenteesta. Oletetaan, että nestemäinen vesi rakenteeltaan on jääkiteiden ja höyryn risteytys. Veden rakenteen tutkiminen infrapuna- ja röntgensäteiden avulla mahdollisti oletuksen, että lähellä jäätymispistettä nestemäiset vesimolekyylit kerääntyvät pieniksi ryhmiksi ja "pakkautuvat" avaruuteen suunnilleen kuten kiteisiin, ja lämpötiloissa, jotka ovat lähellä jäätymispistettä. kiehumispisteen veden, normaalipaineessa, ne sijaitsevat vapaammin, satunnaisesti.

Vesi on niin epätavallinen aine, että kaikki sen ominaisuudet ovat erityisiä eivätkä noudata monia muita yhdisteitä koskevia fysikaalis-kemiallisia lakeja. Analysoidaan tärkeimmät.

I. Kiehumispiste.

Veden kiehumispiste on luultavasti kaikkien tiedossa - se on sata astetta nollan yläpuolella. Lisäksi kaikki tietävät, että se on veden kiehumispiste normaalissa ilmanpaineessa, joka valitaan yhdeksi lämpötila-asteikon viitepisteistä, joita kutsutaan tavallisesti 100 ° C:ksi. Esitetään kuitenkin kysymys toisin: missä lämpötilassa veden tulisi kiehua? Loppujen lopuksi eri aineiden kiehumispisteet eivät ole sattumia. Ne riippuvat niiden elementtien sijainnista, jotka muodostavat niiden molekyylit Mendelejevin jaksollisessa järjestelmässä.

Jos verrataan keskenään kemiallisia yhdisteitä, joilla on sama koostumus eri alkuaineista, jotka kuuluvat samaan jaksollisen järjestelmän ryhmään, niin on helppo nähdä, että mitä pienempi alkuaineen atomiluku, sitä pienempi sen atomipaino, sitä pienempi on sen yhdisteiden kiehumispiste. Veden kemiallista koostumusta voidaan kutsua happihydridiksi. H2Te, H2Se ja H2S ovat veden kemiallisia analogeja. Jos seuraat kiehumispisteitä ja vertaat kuinka hydridien kiehumispisteet muuttuvat jaksollisen järjestelmän muissa ryhmissä, voit määrittää melko tarkasti minkä tahansa hydridin, samoin kuin minkä tahansa muun yhdisteen, kiehumispisteen. Mendelejev itse pystyi tällä tavalla ennustamaan vielä löytämättömien alkuaineiden kemiallisten yhdisteiden ominaisuudet.

Jos määritämme happihydridin kiehumispisteen sen sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa, käy ilmi, että veden tulisi kiehua -80 ° C:ssa. Näin ollen vesi kiehuu noin satakahdeksankymmentä astetta korkeammalla kuin sen pitäisi kiehua.

Kiehumispiste - tämä on sen yleisin ominaisuus - osoittautuu poikkeukselliseksi ja hämmästyttäväksi.

II. Jäätymislämpötila.

Lämpömittarin toinen vertailupiste on veden jäätymispiste nollassa. Kaikki tietävät tämän. Mutta jos jälleen kerran esitän kysymyksen hieman eri tavalla: mikä pitäisi olla veden jäätymispiste sen kemiallisen rakenteen mukaisesti, vesi näyttää jälleen poikkeukselliset ominaisuutensa. Happihydridin täytyisi jähmettyä sen sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa sata astetta pakkasessa.

III. Lämpökapasiteetti.

Maapallon ilmasto riippuu myös toisesta veden ominaisuudesta - erittäin korkeasta lämpökapasiteetista, eli kyvystä luovuttaa ja kerätä lämpöä. Yksi litra vettä voi varastoida 330 kertaa enemmän lämpöä kuin sama määrä ilmaa. Vesi lämpenee hitaammin, mutta säilyttää lämpöä pitkään. Siksi kesäiltana merellä vesi on lämpimämpää kuin rannalla oleva hiekka (hiekan lämpökapasiteetti on 5 kertaa pienempi kuin veden).

Ja Maailmanmeri on eräänlainen lämmitystyyny maanosille. Sen valtavat vesivarannot kirjaimellisesti "säätävät" maan päällä. Kesällä se ei anna maan ylikuumentua, ja talvella se "toimittaa" sille jatkuvasti lämpöä. Siksi valtameren lähellä sijaitsevissa maissa on leuto meri-ilmasto, ei ole ankaria talvia tai kylmiä öitä. Lämpötilaerot eri vuodenaikoina ovat täällä pieniä.

IV. Pintajännitys.

Vedellä on toinen ominaisuus - erittäin korkea pintajännitys. Pinnallaan olevat vesimolekyylit kokevat molekyylien välisten vetovoimien vaikutuksen vain toiselta puolelta, kun taas vedessä tämä vuorovaikutus on epänormaalin suuri. Siksi jokainen pinnallaan oleva molekyyli vedetään nesteeseen. Tämän seurauksena syntyy voima, joka vetää yhteen nesteen pinnan. Se on erityisen korkea lähellä vettä: sen pintajännitys on 72 mN/m (millinewtons per meter).

Tämä voima antaa saippuakuplalle, putoavalle pisaralle ja mille tahansa määrälle nestettä ilman painovoimaa pallon muodon. Se nostaa vettä maaperään, hienojen huokosten seinämät ja siinä olevat reiät ovat hyvin kostutettuja vedellä. Maanviljely tuskin olisi ollenkaan mahdollista, jos vedessä ei olisi tätä poikkeuksellista ominaisuutta.

V. Suolaisuus.

Yksi veden tärkeimmistä ominaisuuksista on suolaisuus. Ainemolekyylissä positiivisten ja negatiivisten varausten keskukset ovat voimakkaasti siirtyneet toisiinsa nähden. Siksi vedellä on erittäin korkea, epänormaali dielektrisyysvakio. Vedelle ù = 80 ja ilmalle ja tyhjölle ù = 1. Tämä tarkoittaa, että mitkä tahansa kaksi vastakkaista varausta vedessä vetäytyvät toisiinsa 80 kertaa pienemmällä voimalla kuin ilmassa. Todellakin, Coulombin lain mukaan: f = k * Q1 * Q2 er2

Mutta siitä huolimatta molekyylien väliset sidokset kaikissa kappaleissa, jotka määräävät kehon vahvuuden, johtuvat atomiytimien positiivisten varausten ja negatiivisten elektronien välisestä vuorovaikutuksesta. Veteen upotetun kappaleen pinnalla molekyylien ja atomien välillä vaikuttavat voimat heikkenevät veden vaikutuksesta lähes sata kertaa. Jos molekyylien välinen jäljellä oleva sidoslujuus ei riitä kestämään lämpöliikkeen vaikutusta, kehon molekyylit ja atomit alkavat irrota pinnasta ja siirtyä veteen. Keho alkaa liueta ja hajoaa joko erillisiksi molekyyleiksi, kuten sokeri lasissa teetä, tai varautuneiksi hiukkasiksi - ioneiksi, kuten ruokasuolaksi.

Epänormaalin korkeasta dielektrisyysvakiosta johtuen vesi on yksi tehokkaimmista liuottimista. Se pystyy jopa liuottamaan minkä tahansa kiven maan pinnalla. Hitaasti ja väistämättä se tuhoaa jopa graniitit huuhtoen niistä helposti liukenevia aineosia.

Luonnossa ei ole sellaista kiinteää kiveä, joka vastustaisi kaikkivaltiasta tuhoajaa - vettä.

I. Jään yleiset ominaisuudet.

Jää ja lumi ovat toinen veden kolmesta aggregoituneesta tilasta, joka kerta toisensa jälkeen hämmästyttää meidät epätavallisella kauneudellaan. Jäällä on salaperäinen kristallirakenne. Sen rakenteen ja lujuuden määrää yksittäisten vesimolekyylien välisten vetysidosten vahvuus. Vetysidoksella on valtava rooli biopolymeerimolekyylien rakenteessa kaikkien elävien organismien kudoksissa. Tällä on ehkä suuri merkitys elämän kannalta, koska jään rakenteen jäljet ​​ilmeisesti pysyvät pitkään sulamisvedessä.

Viime vuosikymmeninä on alkanut kehittyä uusi tärkeä tietokenttä - jään fysiikka. Jää on kestävää, halpaa ja hyvä rakennusmateriaali. Siitä rakennetaan asuntoja, varastoja, se luo luonnollisia luotettavia teitä, lauttoja, kiitoratoja. Jää on luonnonkatastrofien syy. Se tuhoaa patoja, purkaa siltoja, kahlitsee maata ja aiheuttaa lentokoneiden ja laivojen jäätymistä. Tuli ehdottoman välttämättömäksi tutkia jään kaikkia ominaisuuksia, määrittää sen mekaaniset, sähköiset, akustiset, sähkömagneettiset, säteilyominaisuudet.

Mutta ensin selvitetään: onko maanpäällisissä olosuhteissamme monenlaista jäätä? Siitä tuli melko vähän - vain yksi. Se on kaunein kaikista mineraaleista. Tästä sinivihreästä kivestä maan päällä ei ole rakennettu vain vuoria ja jättimäisiä jäätiköitä, vaan kokonaisia ​​maanosia on peitetty sillä.

Ihminen onnistui laboratorioissaan löytämään ainakin kuusi muuta erilaista, yhtä hämmästyttävää jäätä.

Jäätyypit Paine Sulamispiste

1. Tavallinen jää. Jopa 208 MPa -22 °

2. Jää - III Yli 208 MPa -

3. Jää - II Jopa 300 MPa -

4. Jää - V Yli ​​500 MPa 0 °:n yläpuolella

5. Jää - VI 2 GPa Yli 80 °

6. Jää - VII 3 GPa 190 °

Pöytä 1.

Mutta ne voivat olla olemassa vain erittäin korkeissa paineissa. Tavallinen jää säilyy 208 MPa:n (megapascalin) paineeseen asti, mutta tässä paineessa se sulaa -22 °C:ssa. Jos paine on korkeampi kuin 208 MPa, muodostuu tiheää jäätä - jää III. Se on vettä raskaampaa ja hukkuu siihen. Alemmassa lämpötilassa ja korkeammassa paineessa - jopa 300 MPa - muodostuu vielä tiheämpää jäätä II. Yli 500 MPa:n paine muuttaa jään jää-V:ksi. Tämä jää voidaan lämmittää 0 °C:seen, eikä se sula, vaikka se on valtavan paineen alaisena. Noin 2 GPa:n (gigapascalin) paineessa ilmestyy jää-VI. Se on kirjaimellisesti kuumaa jäätä - se kestää 80 ° C lämpötilaa sulamatta. Ice-VII, joka löytyy 3 GPa:n paineesta, voidaan ehkä kutsua kuumaksi jääksi. Se on tihein ja tulenkestävä jää tunnetuin. Se sulaa vain 190 °C:ssa nollan yläpuolella.

II. Jään ominaisuudet:

1. Sähkö. Jää osoittautui hyväksi puolijohteeksi. Lisäksi sen johtavuus on protonityyppistä. Todettiin, että kun vesi jäätyy jään ja veden rajalla, syntyy sähköpotentiaaliero, joka saavuttaa kymmeniä voltteja.

2. Mekaaninen. Molekyylien liikkuvuutta havaittiin jään kidehilasta: ne eivät voi vain pyöriä, vaan myös liikkua harppauksin suhteellisen suurilla (molekyylimittakaavassa) etäisyyksillä.

3. Akustinen. Tutkittaessa jään muodostumis- ja käyttäytymisprosesseja luonnossa havaittiin, että napajää jännittyneessä tilassa "huutaa". Kun jää alkaa muotoutua, niin, kuten F. Nansen kuvailee, kuuluu lievää rätintää ja voihtumista, joka voimistuu, ne kulkevat läpi kaikenlaisia ​​ääniä - jää joko itkee, sitten voihkii, sitten jyrisee, sitten karjuu, vähitellen lisääntyen, a sadasta "äänestä" tulee samanlainen kuin kaikkien urkujen pillit.

4. Lämpö. Veden jäätyessä vapautuva jättiläismäinen lämpömäärä viivästyttää talven kylmän alkamista. Sulavan jään imemä lämpö hidastaa kevään tuloa. Maapallon ilmastonmuutos liittyy planeetan jäämassan muutokseen. Mutta tarkka laskelma näiden globaalien prosessien sään ja valtavan energiaintensiteetin välisestä suhteesta on edelleen mahdotonta - niissä on liian paljon tuntematonta.

5. Säteily. Vanhoissa kirjoissa on säilynyt legendoja, että jääkentät saavat joskus kyvyn hehkua pitkään pimeässä ja säteilevät heikosti valoa auringon valaistuksen jälkeen. Olisi mielenkiintoista tietää, onko tämä totta, milloin ja miksi tämä ilmiö tapahtuu, mikä on selitys. On havaintoja, että joskus lumi hehkuu, jos se tuodaan pimeään huoneeseen muutaman asteen pakkasessa kirkkaan auringon valaistuksen jälkeen. Sanotaan, että myös ensimmäiset rakeet hehkuvat - niillä näyttää olevan elektroluminesenssi.

III. Lumihiutaleiden yleiset ominaisuudet jään muotona.

Jään kidehilassa on tasoja, joissa happiatomit sijaitsevat siten, että ne muodostavat säännöllisiä kuusikulmioita. Luultavasti tämä liittyy useimmiten tavattuihin siroisten lumihiutaletähtien kuusi sädemuotoihin.

Hämmästyttävä kauneus ja loputon valikoima lumihiutalemuotoja ovat inspiroineet monia tiedemiehiä tutkimaan tätä hämmästyttävää luonnon mysteeriä useiden vuosien ajan.

Kymmeniä tuhansia valokuvia lumihiutaleista saatiin monissa erilaisissa olosuhteissa: korkealla pilvissä ja lähellä maata sekä kaukopohjoissa ja etelässä - missä vain voi sataa lunta.

Lumihiutaleiden joukossa on lukuisten kuusikulmaisen symmetrian monimuotoisimpien muotojen lisäksi kuusikulmioiden lisäksi myös levyjä, pylväitä ja neulamaisia ​​muotoja. Tiedemiehet ovat löytäneet luonnosta monia erilaisia ​​lumihiutaleita. Ollakseni erittäin tarkka, sinun on luultavasti myönnettävä, että täysin identtisiä lumihiutaleita ei ole olemassa. Loputtomassa valikoimassa jokainen niistä on jonkin verran erilainen rakenteeltaan, muodoltaan, kooltaan.

Erittäin kovien pakkasten aikana (lämpötila alle -30 ° C) jääkiteet putoavat "timanttipölyn" muodossa - tässä tapauksessa maan pinnalle muodostuu kerros erittäin pörröistä lunta, joka koostuu ohuesta jäästä neuloja. Yleensä jääkiteet kasvavat liikkuessaan jääpilven sisällä johtuen vesihöyryn suorasta siirtymisestä kiinteään faasiin. Se, miten tämä kasvu tapahtuu, riippuu ulkoisista olosuhteista, erityisesti lämpötilasta ja kosteudesta. Tiedemiehet ovat yleensä tunnistaneet riippuvuuden luonteen, mutta he eivät ole vielä pystyneet selittämään sitä.

Joissain olosuhteissa jääkuusikulmiot kasvavat voimakkaasti akseliaan pitkin, ja sitten muodostuu pitkänomaisia ​​lumihiutaleita - lumihiutaleita-pylväitä, lumihiutaleita-neuloja. Muissa olosuhteissa kuusikulmiot kasvavat pääasiassa akselinsa suhteen kohtisuorassa suunnassa, ja sitten muodostuu lumihiutaleita kuusikulmiolevyjen tai kuusikulmaisten tähtien muodossa. Vesipisara voi jäätyä putoavaksi lumihiutaleeksi - seurauksena muodostuu epäsäännöllisen muotoisia lumihiutaleita. Näemme siksi, että laajalle levinnyt uskomus, jonka mukaan lumihiutaleet ovat välttämättä kuusikulmaisten tähtien muodossa, on virheellinen. Lumihiutaleiden muodot ovat hyvin erilaisia. Mikrovalokuvien kokoelmia on yli viisi tuhatta lumihiutaletta, jotka eroavat muodoltaan toisistaan. Tietyissä olosuhteissa (etenkin vaaditaan, että tuulta ei ole) putoavat lumihiutaleet tarttuvat toisiinsa muodostaen valtavia lumihiutaleita. Hiutaleet voivat olla halkaisijaltaan jopa 10 cm tai jopa suurempia.

I. Yleiset säännökset veden kaasumaisesta olomuodosta. Tyydytetty vesihöyry.

Veden ainoa kaasumainen tila on höyry. Kuinka monta höyrytyyppiä on olemassa? Yhtä paljon kuin vettä. Vesihöyryllä, jolla on erilainen isotooppikoostumus, on, vaikkakin hyvin läheiset, mutta silti erilaiset ominaisuudet: niillä on erilainen tiheys, samassa lämpötilassa ne eroavat hieman elastisuudesta kyllästetyssä tilassa, niillä on hieman erilaiset kriittiset paineet, erilainen diffuusionopeus.

Yritetään ymmärtää niin kutsuttu kylläinen vesihöyry. Oletetaan, että olemme jonkin vesistön rannalla ja katsomme veden pintaa. Hän näyttää meistä rauhalliselta. Mutta todellisuudessa edessämme tapahtuu monia mikrotapahtumia, jotka ovat meidän silmiemme ulottumattomissa. Nopeimmat vesimolekyylit, jotka voittivat muiden molekyylien vetovoiman, hyppäävät ulos vesimassasta ja muodostavat höyryä vedenpinnan yläpuolelle. Kutsumme tätä veden haihdutukseksi. Vesihöyrymolekyylit törmäävät toisiinsa ja ilmamolekyylien kanssa osa höyrymolekyyleistä palaa nesteeksi. Tämä on höyryn kondensaatiota. Tietyssä lämpötilassa muodostuu eräänlainen tasapaino (jota kutsutaan dynaamiseksi), jolloin nesteestä poistuvien vesimolekyylien määrä aikayksikköä kohti on keskimäärin yhtä suuri kuin samassa ajassa takaisin palaavien vesimolekyylien määrä. Voidaan sanoa, että haihtumis- ja kondensaatioprosessit kompensoituvat keskenään. Tässä tapauksessa veden pinnan yläpuolella olevaa vesihöyryä kutsutaan kylläiseksi.

Jos lämpötila nousee äkillisesti, höyrystä tulee tyydyttymätön: haihdutusprosessi alkaa ylittää kondensaatioprosessin, minkä seurauksena höyrynpaine alkaa nousta. Tämä jatkuu, kunnes dynaaminen tasapaino haihtumisen ja tiivistymisen välille syntyy uudelleen, toisin sanoen, kunnes höyry taas kyllästyy.

Jos päinvastoin, lämpötila äkillisesti laskee, höyry tulee ylikyllästetyksi - nyt kondensaatio alkaa ylittää haihtumisen. Tämän seurauksena höyrynpaine laskee, kunnes saavutetaan jälleen dynaaminen tasapaino eli höyrykyllästystila.

Näemme siis, että kylläisen höyryn paine riippuu lämpötilasta: se kasvaa lämpötilan noustessa ja laskee lämpötilan laskiessa. Usein höyrynpaineen sijaan huomioidaan sen tiheys Q (vesihöyryn massa tilavuusyksikköä kohti). On selvää, että kylläisen höyryn Qn tiheys kasvaa lämpötilan noustessa ja pienenee lämpötilan laskiessa. Kuvassa 8 on kaavio kylläisen höyryn tiheyden riippuvuudesta lämpötilasta.

Kaavio osoittaa, että lämpötilan noustessa, esimerkiksi 5 ° C: sta 40 ° C: een, kylläisen höyryn tiheys kasvaa yli 10 kertaa.

Huomaa, että esitetty kaavio sopii tasaiselle vesipinnalle. Kuperan pinnan yläpuolella tyydyttyneen höyryn tiheys (ja paine) on tietyssä lämpötilassa suurempi kuin tasaisella pinnalla, ja koveralla pinnalla se on päinvastoin pienempi. Tosiasia on, että kuperan pinnan tapauksessa on suotuisammat olosuhteet emissiolle kondensaatioon nähden, kun taas pinnan kovera muoto on suotuisampi kondensaatiolle.

Poistetaan nyt henkisesti veden pinta ja kuvitellaan tietty määrä ilmaa, joka sisältää tietyn määrän vesihöyryä. Olkoon näiden höyryjen tiheys yhtä suuri kuin tyydyttyneen höyryn tiheys tietyssä lämpötilassa (kuvan 8 käyrän mukaisesti). Oletetaan, että tarkastellun tilavuuden ilman lämpötila laski yhtäkkiä. Sitten vesihöyry on ylikyllästynyt, höyryn tiivistyminen alkaa ja tilavuuden seinille ilmestyy kosteutta - kaste putoaa. Tämä jatkuu, kunnes vesihöyryn tiheys tarkasteltavassa tilavuudessa laskee arvoon, joka vastaa kylläisen vesihöyryn tiheyttä uudessa lämpötilassa.

Sumu yhtenä veden kaasumaisen tilan muodoista.

Eräässä mielessä sumun ilmaantuminen on ilmiö kasteen putoamisesta. Olennaista on kuitenkin, että kaste ei putoa tässä tapauksessa maan tai veden pinnalle, ei lehtien tai ruohonkorvien pinnalle, vaan ilmamäärään. Tietyissä olosuhteissa ilmassa oleva vesihöyry tiivistyy osittain, jolloin syntyy vesisumupisaroita. Huomaamme heti, että vain hyvin pieni osa vesihöyryn massasta muuttuu sumupisaroiden sisältämäksi vedeksi. Kuvan 8 kaaviosta voidaan nähdä, että normaaleissa lämpötiloissa (lähes 20 °C) tyydyttyneiden höyryjen kokonaismassa kuutiometrissä ilmaa on 20 g. Samaan aikaan sumun vesipitoisuus ei ylitä 0,1 g / m3. Tämä tarkoittaa, että enintään 1 % vesihöyryn massasta tiivistyy sumupisaroiden veteen.

Vesihöyryn tiivistymisen olosuhteet:

❖ Ylikyllästettyjen höyryjen esiintyminen ilmassa, joiden tiheyden tulisi olla useita kertoja suurempi kuin kylläisen höyryn tiheys.

On kaksi tapaa saada höyryä. Tarkastellaanpa yhtä niistä. Tapauksessa (kuva 9) ilmalla on tietty ja lisäksi riittävän korkea absoluuttinen kosteus q0; ilman lämpötila laskee vähitellen. Kun lämpötila T = T1 (kastepiste) saavutetaan, höyry on kyllästynyt; jäähdytettäessä se ylikyllästyy. Ilma tulee jäähdyttää sellaiseen lämpötilaan T2, että vastaava kylläisen höyryn tiheys qн on useita kertoja pienempi kuin absoluuttinen kosteus q0 (katso kuva). tässä tapauksessa laskeutuvaa sumua kutsutaan jäähdytyssumuksi.

Kokeellinen tutkimus.

Muinaiset viisaat, papit ja muut velhot tiesivät kuinka käsitellä vettä ja tekivät todellisia ihmeitä ihmisten edessä. Esimerkiksi ne aiheuttivat rankkasateita tai paransivat "elävällä" vedellä. Venäjällä ei ehkä ollut yhtään kylää ilman isoäitiä, joka osasi puhua vettä ja parantaa siten sairauksia.

Japanilainen tohtori Masaru Emoto teki tutkimusta, jonka tulosten perusteella näyttää siltä, ​​että parantajat tietävät asiansa. Vesimolekyylit havaitsevat tiedon ja imevät sen, muuttaen rakennetta. Ystävälliset sanat voivat muuttaa nesteen ihmeeliksiiriksi.

Sanotaan, että kasteessa kaikella hanasta tulevalla vedellä on parantavia ja puhdistavia ominaisuuksia. Ja jos sukeltat jääreikään sinä päivänä, pääset varmasti eroon kaikista vaivoista. Miksi tämä tapahtuu? Se on yksinkertaista - muisto vedestä Pyhän kasteen päivästä, jolloin ihme tapahtui, säilyy vuosituhannelta vuosituhannelle. Ja ihme tapahtuu yhä uudelleen ja uudelleen juuri tänä päivänä, kun miljoonat ihmiset pyytävät vettä Pelastukseksi. Hän ristisi itsensä ja sanoi: "Jumalan kanssa!" - ja sukeltanut. Hän astui veteen vanhana ja rappeutuneena tullakseen ulos nuorena ja terveenä, kuten sadussa.

Jos et halua kääntyä parantajien puoleen, voit yksinkertaisesti lukea rukouksen "Isä meidän" veden päällä ja juoda sen - näin taudit paranevat.

Tohtori Emoto on osoittanut, kuinka tieto vaikuttaa veteen käytännössä. Japanilainen tiedemies otti vesinäytteitä eri paikoista, jäädytti prototyypit ja tutki sitten saatuja kiteitä mikroskoopilla.

Aluksi hän vertasi vettä puhtaasta lähteestä ja vettä kaupungin säiliöstä. Ja olin hämmästynyt kuinka erilaiset tulokset olivat! Lähdeveden kiteet erottuivat harvinaisen kauneuden ja harmonian ansiosta, mutta heidän kaupunkiveljensä olivat vähemmän onnekkaita: niiden kidemuoto tuhoutui ja kuva osoittautui rumaksi, epäharmoniseksi.

Sitten tiedemies jatkoi. Hän otti vesinäytteen Fujiwara-järvestä. Sen jälkeen paikallisen temppelin pappi rukoili tunnin ajan järven rannalla, minkä jälkeen tiedemies otti uudelleen näytteen samasta paikasta. Muutokset olivat yksinkertaisesti hämmästyttäviä: ensimmäinen näyte antoi rumia likaisia ​​täpliä ja toinen - puhtaita kirkkaan valkoisia kuusikulmioita.

Inspiroituneena tohtori Emoto alkoi keksiä uusia kokeita. Hän antoi veden "kuunnella" erilaista musiikkia, hän liimasi vesisäiliöihin paperia eri sanoilla, hän laittoi kanisterit huoneeseen lasten kanssa ja huoneeseen aggressiivisten aikuisten kanssa (Tokyo Stock Exchange) Ja joka kerta kun hän vertasivat vesikiteitä "ennen" ja "jälkeen".

Ei voinut olla epäilystäkään. Vesi ymmärtää sille annettavan tiedon ja muuttaa rakennettaan sen mukaan!

Mutta nykyajan tiedemiehillä on myös muita mielipiteitä (katso liite, taulukko №1). Kuten näette, nämä mielipiteet ovat hyvin erilaisia, ja radikaalisti kumpikaan osapuoli ei voi olla samaa mieltä vastakkaisen mielipiteen kanssa. Tämä ristiriita herätti aidon kiinnostukseni. Valitettavasti tosiasioita on liikaa, ja näyttää siltä, ​​että ne ovat kaikki erittäin vakuuttavia ja tarkkoja. Ainoa mahdollisuus ratkaista sisäinen ristiriitani on tehdä tämä, sanotaanko, erittäin viihdyttävä koe itse.

Aluksi, ainakin yleisellä tasolla, yritetään luoda menettely kokeen suorittamiseksi:

1. Fysikaalisen ilmiön eristäminen, tutkimuksen tarkoituksen määrittäminen, toteuttamismenetelmät.

2. Laitteet, kokeellinen asennus.

3. Odotetun tuloksen (hypoteesi) määrittäminen.

4. Kokemuksen kuvaus (edistyminen)

5. Kokeen tulosten selvittäminen, johtopäätös työstä, tutkimuksen jatkaminen.

Joten aloitetaan

Kokeilu sen oletuksen valheuden tai totuuden osoittamiseksi, että vedellä on "muisti".

Tutkittava ilmiö: veden "muisti".

Tutkimuksen tarkoitus: hypoteesin virheellisyyden tai totuuden määrittäminen ("muistin" läsnäolo vedessä).

Tutkimusmenetelmät: kokeellinen havainto.

Varustus: jääkaappi, 2 saman tilavuuden astiaa (lasia).

Odotettu tulos: tietyn muotoisten jääkiteiden muodostuminen aineelle altistumisen tyypistä riippuen.

Kokemuksen kuvaus.

Täytämme astiat vedellä yhdestä huoneenlämpöisestä lähteestä. Jätämme yhden lasin hetkeksi huomioimatta. Annamme toisen kuunnella "hard rockia", negatiivisia lauseita. Ensimmäinen - klassinen musiikki ja sellaiset lauseet kuin "rakastan sinua", "kiitos". Asetamme molemmat lasit jääkaappiin (lämpötila ≈ -18 ° C). Kahden tunnin kuluttua otamme sen pois ja laitamme sen valoon.

Kokemuksen tulos.

Säiliön vesi, jolle puhuttiin huonoja sanoja, oli sisältä huonosti jäässä, lisäksi kiteet muistuttivat jossain määrin alligaattorin hampaita. Vesi, jolla suoritettiin päinvastaisia ​​toimia, jäätyi kokonaan muodostaen kiteitä, jotka olivat samanlaisia ​​kuin pyörre.

Johtopäätös työstä.

Valitettavasti huolimatta siitä tosiasiasta, että olin yllättynyt "negatiivisen" veden kiteistä, on mahdotonta sanoa yksiselitteisesti, että aineen "muisti" todella on olemassa. Kuten sanonta kuuluu, "se, joka haluaa nähdä, näkee aina." Mutta tätä omaisuutta ei voida myöskään kiistää ainakaan ilman painavaa kumoamista.

Tässä työssä jääkaappi ja lasiastiat voidaan pitää teknisinä esineinä. Luonnonkohteet: vesi.

Jään sulamisprosessin tutkiminen vedessä ja ilmassa.

Tutkittava ilmiö: jään sulaminen erilaisissa ympäristöissä.

Tutkimuksen tarkoitus: tutkia jään sulamisprosessia vedessä ja ilmassa.

Tutkimusmenetelmät: kokeellinen (havainnointi, koe, mittaus).

Varusteet: lasi, jääpuikko, lämpömittari.

Odotettu tulos: jään sulaminen ilmassa tapahtuu nopeammin kuin vedessä, eli jääpuikon yläosa sulaa aikaisemmin kuin pohja (lasin pohjassa).

Kokemuksen kuvaus.

Aseta jääpuikko pystysuoraan tyhjään lasiin. 10 minuutin kuluttua lasiin ilmestyi pieni määrä vettä, koska osa jääpuikoista suli. Veden alkulämpötila on 0 °C. Veden taso lasissa nousee vähitellen, kun vettä on paljon, mitataan sen lämpötilaa lämpömittarilla. Veden yläkerroksen lämpötila on 0 °C, pohjassa veden lämpötila = 2 °C.

Kokemuksen tulos.

Jääpuikko sulaa koko pinnalta, mutta epätasaisesti. Jääpuikon yläosa, joka oli ilmassa, suli nopeammin. Kuin se osa, joka oli vedessä. Jos tutkit huolellisesti jääpuikon alaosaa, joka on vedessä, huomaat, että se on sulanut enemmän aivan pohjasta. Ilman ja veden rajapinnassa jään sulamisprosessi tapahtuu hitaammin, koska lämpötila siellä on 0 °C.

Jääpuikko saa vähitellen sellaisen muodon, että ylä- ja alaosa pienenevät keskiosaa (lähempänä väliaineen rajaa).

Johtopäätös työstä: jääpuikon paksuin kohta on aivan veden pinnalla. Veden lämpötila lasin pohjassa on yli 0 °C, koska lämpöä tulee lasin pohjasta, seinämistä ja ilmasta.

Tutkimus jatkuu: jääpuikko sulaa kokonaan, jää muuttuu vedeksi.

Tässä työssä teknisiä esineitä voidaan pitää lasina, lämpömittarina.

Luonnonkohteet: jääpuikko, vesi.

Tutkimus

"Veden paikka elämässämme."

Työni seuraava vaihe on tehdä tutkimus aiheesta "Veden merkitys elämässämme" suorittamalla kyselyn koululaisten keskuudessa ja analysoimalla saatuja tietoja.

Kyselyyn kootut kysymykset:

1. Käytätkö suuria vesivaroja päivittäin?

2. Miten arvioit veden laadun kaupungissamme?

3. Juotko keittämätöntä vettä?

4. Uskotko pyhän veden parantaviin ominaisuuksiin?

5. Onko kaupunkiveden laatu mielestäsi parantunut vai huonontunut?

6. Mitä menetelmiä käytät veden laadun parantamiseen?

Kyselyn analyysi:

Koulututkimuksen tiedot osoittivat:

➢ 100 % opiskelijoista käyttää suuria vesivaroja päivittäin.

➢ Suurin osa (45 %) vastaajista arvioi kaupungin veden laadun "huonoksi", arvosanan "keskimääräinen laatu" antoi 20 % oppilaista. Suurin valitus on veden korkea valkaisuainepitoisuus.

➢ Kysymykseen "Juotko keittämätöntä vettä?" 53 prosenttia vastaajista vastasi myöntävästi. Mutta sillä varauksella, että se ei ole usein.

➢ 89 % tutkituista koululaisista uskoo Pyhän veden parantaviin ominaisuuksiin ja 11 % epäilee sitä.

➢ Ylivoimainen enemmistö (85 %) koululaisista väittää, että veden laatu on selvästi huonontunut, 10 % ei tiedä mitä vastata.

➢ Kävi ilmi, että 53 % vastaajista käyttää puhdistukseen aikana

➢ Kävi ilmi, että 53 % vastaajista käyttää suodattimia vedenpuhdistukseen. Kyselylomakkeissa mainittiin seuraavien merkkien suodattimet: "Aquaphor", "Barrier". Muut opiskelijat eivät käytä veden puhdistamiseen muita menetelmiä kuin keittämistä.

Kuten näemme, kyselyn tulokset ovat ristiriitaisia. Suurin osa kyselyyn vastanneista lapsista on huolissaan keittämättömän veden käytöstä. Tietenkin pieninä määrinä keittämätön vesi voi olla jopa hyödyllistä, mutta vain jos siinä ei ole haitallisia epäpuhtauksia. Ja Kotelnichissä, kuten tiedämme, valkaisuainetta ei voida välttää. Ja kaikkialla Venäjällä!

Tutkimus

"Kuinka paljon juomme vettä?"

Venäjällä, jolla ei ole ongelmia vesivarojen kanssa, tämä ongelma saattaa tuntua kaukaa haetulta. Mutta monille maille ja koko planeetalle makean veden ja juomaveden ongelma on yksi tärkeimmistä. Asiantuntijat eivät sulje pois sitä mahdollisuutta, että 50 vuoden kuluttua maapallon veden vuoksi, erityisesti Afrikassa, raivoaa sotia, koska ne leimaavat öljystä. Jo kolmannes maailman väestöstä elää akuutissa vesipulassa. Venäläiset kuluttavat nykyään keskimäärin 380 litraa vettä per henkilö. Tämä on valtava luku. Vertailun vuoksi: Saksassa jokaista saksalaista kohden on vain 120 litraa vettä päivässä.

Opiskelu.

❖ Tutkimusilmiö: määrällinen vedenkulutuksen osuus päivässä koulumme lasta kohden, aineiston keskiarvo.

❖ Tutkimuksen tarkoitus: vertailla koko Venäjällä saatuja indikaattoreita ja Kotelnichin kaupungin 5. koulun oppilaiden tutkimuksen indikaattoria.

❖ Tutkimusmenetelmät: kyselyt haastatteluelementeillä.

❖ Laitteet: lomakkeet kyselylomakkeilla, ohjelmat graafisten tietojen käsittelyyn.

❖ Odotettu tulos: Kotelnichin kaupungin indikaattorit ovat monta kertaa alhaisemmat kuin koko Venäjän indikaattorit

❖ Tutkimuksen kuvaus.

Suoritettuani kyselyn koulun opiskelijoille, sain tehtäväksi analysoida ja muunnella dataa. On syytä ottaa huomioon, että lapset eivät huomioineet vastauksissaan sitä, kuinka paljon vettä kului päivittäin pesuun ja astioiden pesuun. Vain omiin tarpeisiisi.

❖ Tutkimustulos.

Kävi ilmi, että Kotelnichsky-opiskelija kuluttaa keskimäärin noin 20 litraa vettä päivässä. 20 hengen luokka kuluttaa noin 214 litraa vettä päivässä. Aineiston graafisen esityksen näet liitteen kaaviosta nro 6.

❖ Johtopäätös työstä.

Vedenkulutuksen indikaattorit Kotelnichin kaupungissa ovat 16 kertaa !!! vähemmän kuin koko Venäjän indikaattorit. Siksi tämä on upea! Totta, virhe saaduissa tiedoissa voi olla erittäin suuri.

❖ Tässä työssä voidaan tarkastella teknisiä kohteita: kyselylomakkeita, ohjelmia "Microsoft Excel" ja "Microsoft Word".

❖ Luonnonkohteet: vesi.

Tutkimus

"Tutkimus diffuusioprosessista vedessä".

Opiskelu.

❖ Tutkittava ilmiö: diffuusioprosessi nesteessä (vedessä).

❖ Tutkimuksen tarkoitus: tutkia yhtä veden perusominaisuuksista.

❖ Tutkimusmenetelmät: koe, havainnointi.

❖ Varusteet: lasi (200 ml), tee, sokeri, vesi (keitetty), vesi (kylmä), sekuntikello.

❖ Odotettu tulos: Diffuusioprosessi kuumassa vedessä etenee nopeammin kuin kylmässä, diffuusioprosessin nopeudella on tietty riippuvuus vedessä olevien epäpuhtauksien esiintymisestä.

❖ Kuvaus tutkimuksesta ja sen tuloksesta.

Otin lasillisen kuumaa ja kylmää vettä ja lisäsin teelusikallisen teetä jokaiseen. Hän laittoi sekuntikellon päälle. Vesi lasissa kuumaa vettä värjäytyi täysin 35 sekunnin kuluttua lähtölaskennan alkamisesta, kun taas diffuusioprosessia lasissa kylmää vettä ei havaittu ollenkaan (2 minuuttia - koetta ei suoritettu enempää).

❖ Johtopäätös työstä.

Esittämäni hypoteesi osoittautui todeksi, vaikka kokeilu onkin arkipäiväinen.

❖ Tässä työssä voidaan tarkastella teknisiä esineitä: lasia, sekuntikelloa.

❖ Luonnon esineitä: vesi, tee, sokeri.

1. Tämän hankkeen työt suoritettiin suunnitelman mukaisesti:

1. Veden fysikaalisten, kemiallisten ja biologisten ominaisuuksien analyysi on suoritettu.

2. Kokeelliset tutkimukset laaditaan ja analysoidaan.

3. Saadut tiedot systematisoidaan.

2. Tutkimusprojektissa työskentelyn alkutaidot.

3. Vesitutkimuksen mahdollisuuksia ei ole rajoitettu, työtä voidaan jatkaa ja mistä tahansa näistä aiheista.

Ei voida sanoa, että kaikki, mikä alussa oli suunniteltu, toteutui. Mutta sen voin varmaksi sanoa, että en ole yhtään katunut tämän aiheen valintaa. Toivon voivani jatkaa työtä tähän suuntaan myös tulevaisuudessa.

Lumi, jää, rakeet, kaste, pakkassumu ... kaikki tämä, joka on meille hyvin tuttu varhaislapsuudesta lähtien, on erilaisia veden kokonaistila.

Veden eri aggregaattitilat, joita kohtaamme joka päivä elämässämme, ovat tärkeä tekijä, joka vaikuttaa koko ihmiselämään.

Veden tila

Luonnossa in vivo vettä voi esiintyä kolmessa pääosassa aggregaatti valtioita:

• Kiinteä olomuoto - jää, lumi, rakeet, pakkanen ...;
• Neste - vesi, sade, sumu, kaste, sateenkaari, pilvet ...;
• Kaasumainen - höyry...

Ainutlaatuinen omaisuusvettä- kyky olla luonnollisissa olosuhteissa kolmessa eri perustassa aggregaatti valtioita, tarjoaa planeetallemme elintärkeän prosessin - hydrologisen kierron tai kierronvettäluonnossa, joka koostuu lyhyesti sanottuna sateesta, haihtumista ja kondensaatiosta. Luonnon veden kiertokulku varmistaa sen läsnäolon lähes kaikissa planeettamme nurkissa, ja kuten tiedät, vesi on elämän lähde.

Muutos veden aggregaattitilassa

Siirtymäprosessit vettä yhdestä aggregaatti omaisuuksia toiselle määritellään seuraavasti:

• Kiehuminen ja höyrystys - siirtyminen vettä nesteestä omaisuuksia höyryssä;
• Kondensaatio - prosessi, jossa höyry muuttuu nesteeksi veden kunto;
• Kiteytys - nesteen siirtyminen jääksi;
• Sulaminen - jään siirtyminen nesteeksi;
• Sublimaatio - jään siirtyminen suoraan höyrytilaan;
• Desublimaatio - höyryn siirtyminen suoraan jääksi, esimerkki on pakkasta.

Rajojen siirtymäkohdat vettä valtioissa jää/vesi ja vesi/höyry määriteltiin arvoiksi 0 ja 100 celsiusastetta, oletuksena 760 mm Hg:n ilmanpaine. Taide. tai 101 325 Pa. Kaikki tietävät yksinkertaisen enteen lapsuudesta, lämpötila ikkunan ulkopuolella on laskenut alle nollan, odota lunta :)

On tärkeää tietää

On tarpeen huomata tällainen tärkeä tosiasia henkilölle - ilmakehän paineen laskulla kiehumispiste laskee. Tämä on otettava huomioon esimerkiksi korkeissa olosuhteissa. Huomattakoon myös vielä yksi ilmiö, joka on hyödyllinen jokapäiväisessä elämässä - veden tilavuus kiinteässä tilassa on suurempi kuin nestemäisessä. Tätä havainnollistaa tunnettu esimerkki - kylmään jätetty vesipullo repeytyy siihen muodostuneen jään vaikutuksesta.

Ilmeisesti eri tavalla aggregaatiotila Vesi sillä on erilaisia ​​fysikaalisia perusominaisuuksia, kuten juoksevuus, kovuus, haihtuvuus.

On huomattava, että höyry määrittää ihmisille ja muille eläville organismeille sellaisen tärkeän parametrin kuin "ilman kosteus". Ilman kosteus riippuu suoraan ilmakehän vesihöyryn määrästä, mitä enemmän höyryä, sitä korkeampi kosteus. Maapallolla on paikkoja, joissa ilmankosteus on sekä erittäin korkea että alhainen. Yksi planeetan kosteimmista paikoista on Intian Cherrapunjin kaupunki ja yksi Etelämantereen kuivimmista laaksoista.

Joet, suot, järvet, jäätiköt, meret, valtameret - kaikki tämä on vettä (kuva 50). Kaikki elävä ja eloton: mikä tahansa maaperä ja kivet planeetallamme, kaikki esineet, ruumiit, organismit - sisältävät sen. Esimerkiksi ihmiskehossa veden osuus on 60-80 % massasta. Monille eläville organismeille vesi toimii elinympäristönä. Elämä maapallolla sai alkunsa vedestä, ja se on mahdotonta ilman vettä. Meret ja valtameret varastoivat lämpöä absorboimalla auringonvalon energiaa.

Riisi. 50. Vesi on maapallon erikoisin aine

Olet jo perehtynyt joihinkin veden ominaisuuksiin: se on läpinäkyvää, väritöntä, hajutonta ja mautonta, juoksevaa ja sitä esiintyy kolmessa tilassa - nestemäisessä, kiinteässä ja kaasumaisessa.

Nestemäinen vesi

Kesällä olet toistuvasti todennut, että maa on jo lämmennyt ja vesi pysyy kylmänä pitkään. Kun astut veteen, sinusta tuntuu, että sen lämpötila ei ole sama: ylemmät kerrokset ovat paljon lämpimämpiä kuin alemmat. Ylemmän ja alemman kerroksen sekoittuminen tuottaa tuulta, joka aiheuttaa pinnan karheutta - mitä syvemmälle, sitä kylmempää vesi on. Miksi vierekkäisten kerrosten veden lämpötila on erilainen?

Vastataksemme tähän kysymykseen esittäkäämme seuraava kokeilu.

Ota koeputki, laita siihen pala jäätä. Jotta se ei kelluisi ylös, voit painaa sen päälle pienellä metallipalalla. Kaada sitten vettä koeputkeen. Pidä koeputkesta kiinni pyykkipuikolla ja kallista sitä hieman, lämmitä se osa, jossa ei ole jäätä. Samalla tarkkailemme mitä jäälle tapahtuu. Se säilyttää kiinteän olomuotonsa pitkään. Miksi jää ei sula? Vesi kiehuu ympäriinsä, ja jää ei sula.

Tämän kokemuksen perusteella voimme päätellä, että vesi ei siirrä lämpöä kovin nopeasti.

Lämmön siirtymistä kehon lämpimämmästä osasta toiseen, vähemmän lämmitettyyn osaan kutsutaan lämmönjohtavuudella. Koska veden lämmönjohtavuus ei ole kovin korkea, jää kokemuksemme mukaan on kiinteässä tilassa pitkään.

Vedellä on toinen upea ominaisuus: auringon säteiden lämmittämä, se pystyy pitämään vastaanotetun lämmön pitkään. Vesi ikään kuin kerää sen itseensä ja säilyttää sen. Se lämpenee hitaasti ja jäähtyy hitaasti. Kesällä maata hitaammin lämpenevä vesi rannikkoalueilla jäähdyttää ympäröivää ilmaa, ja talvella lämmin meri jäähtyy vähitellen luovuttaen lämpöä ilmaan ja pehmentäen huurretta.

Kiinteä vesi

Kun lämpötila laskee alle 0 °C, vesi jäätyy ja muuttuu kiinteäksi - jääksi (kuva 51).

Riisi. 51. Jää on luonnossa kiinteää vettä

Tiedämme, että vesi on nestettä. Osoittautuu, että jää voi myös "virrata" tietyissä olosuhteissa. Maapallolla on valtavia "jäisiä jokia", jotka virtaavat hitaasti alas korkeilta vuorilta. Niitä kutsutaan jäätiköt.

Miksi jäätiköt liikkuvat? Osoittautuu, että valtavan painon alla (joiden jäätiköiden paksuus on 3-4 km) Maan pinnan lähellä oleva jää alkaa sulaa ja muuttuu nesteeksi. Tuloksena oleva vesi helpottaa liukumista ja toimii voiteluaineena.

Kaasumaista vettä

Olemme jo sanoneet, että vesi voi olla kaasumaisessa tilassa, toisin sanoen tilassa vesihöyry. Voiko vesihöyryä nähdä?

Valkoinen pilvi, joka muodostuu yöllä ja aikaisin aamulla alankoille ja vesistöjen yläpuolelle; valkoista savua, joka karkaa teekannu nokasta tai valkoisia näkyviä pilviä astian yläpuolella, jossa vesi kiehuu - kaikki tämä ei ole vesihöyryä, vaan sumu - ilmaan muodostuvia pieniä vesipisaroita(kuva 52).

Riisi. 52. Sumu - pienimmät vesipisarat, jotka muodostuvat ilmaan vesihöyryn tiivistymisen aikana

Taivaalla ei ole eroa sumun ja pilven välillä. Sumut ovat yleisempiä syksyllä, jolloin ilma jäähtyy nopeammin kuin maa tai vesi. Kun kylmä ilma joutuu kosketuksiin lämpimän ilman kanssa, muodostuu sumua.

Mitä eroa on sumun ja vesihöyryn välillä? Steam – se on kaasu, läpinäkyvä ja näkymätön. On mahdotonta nähdä vesihöyryä (vesi kaasumaisessa tilassa), kuten ilmaa ei voida nähdä vesihöyryn kondensoituessa. Mutta voidaan todistaa, että vesihöyryä on ilmassa. Esimerkiksi huoneen ilmassa. Jos pidät pientä peiliä ulkona 10–20 minuuttia (lämpötilassa -5 ° C tai alhaisempi) ja tuot sen sitten lämpimään huoneeseen, muutaman minuutin kuluttua se peittyy vesipisaroilla. Vesipisarat ovat entisiä vesihöyryä, joka on kondensoitunut huoneilmasta peilin kylmälle lasille. Vesi kaasumaisesta tilasta - vesihöyry, joka sisältyy huoneilmaan, jäähtyessään joutuessaan kosketuksiin peilin kylmän lasin kanssa, siirtyy nestemäiseen tilaan.

Ilmaan mahtuvan vesihöyryn määrä riippuu sen lämpötilasta: mitä korkeampi ilman lämpötila, sitä enemmän vesihöyryä siinä on.

Nestemäisessä, kiinteässä ja kaasumaisessa tilassa oleva vesi muodostaa maapallolle kuoren - hydrosfäärin.

1. Mikä on mielestäsi tehokkaampi lämmitystyyny: 2 kg hiekkaa + 60 °C:ssa vai 2 litraa vettä samassa lämpötilassa? Selitä vastaus.

2. Miksi sumua muodostuu yöllä tai aikaisin aamulla?

<<< Назад

Eteenpäin >>>