آیا اکسیژن رسانایی الکتریکی و حرارتی دارد؟ فلز

خواص ماده	اکسیژن	استیک اسید	آلومینیوم
1. حالت فیزیکی در شرایط عادی	گاز	مایع	جامد
2. رنگ	بدون رنگ	بدون رنگ	سفید نقره ای
3. طعم	بی مزه	ترش	بی مزه
4. بو کنید	ندارد	تیز خاص	ندارد
5. حلالیت در آب	کم محلول	محلول	عملا نامحلول
6. هدایت حرارتی	کم	کم اهمیت	بالا
7. هدایت الکتریکی	غایب	کم اهمیت	بالا

آگاهی از خواص مواد برای استفاده عملی از آنها ضروری است. به عنوان مثال، شکل 6 کاربردهای آلومینیوم را با توجه به خواص این فلز نشان می دهد.

1. چه موضوعاتی طبیعی محسوب می شوند؟

2. نمونه هایی از تأثیر مثبت انسان بر محیط زیست را بیان کنید.

3. مثال هایی از تأثیر منفی انسان بر طبیعت بیاورید.

4. شیمی چه چیزی را مطالعه می کند؟

5. از لیست اسامی زیر، اجسام و مواد را جداگانه یادداشت کنید: دانه برف، قطره شبنم، آب، تکه یخ، شکر دانه ریز، حبه قند، گچ، گچ مدرسه. چند جسم و چند ماده در این لیست نام برده شده است؟

6. خواص مواد را با هم مقایسه کنید (یعنی مشترک و تفاوت آنها را مشخص کنید):

الف) دی اکسید کربن و اکسیژن؛

ب) نیتروژن و دی اکسید کربن؛

ج) شکر و نمک؛

د) اسیدهای استیک و سیتریک.

7. چه خواصی از آلومینیوم زیربنای استفاده از آن است؟

8. چرا دیرتر از زیست شناسی، جغرافیا و فیزیک شروع به مطالعه شیمی می کنند؟

شما در حال شروع به آشنایی با یک موضوع دانشگاهی جدید - شیمی هستید. شیمی چه چیزی را مطالعه می کند؟

همانطور که از درس فیزیک خود می دانید، بسیاری از مواد از مولکول ها و مولکول ها از اتم ها تشکیل شده اند. اتم ها به قدری کوچک هستند که میلیاردها عدد از آنها می توانند روی نوک یک سوزن قرار گیرند. با این حال، تنها 114 نوع اتم وجود دارد.

موادی مانند نئون، آرگون، کریپتون و هلیوم از اتم های مجزا تشکیل شده اند. آنها را گازهای نجیب یا بی اثر نیز می نامند زیرا اتم های آنها با یکدیگر ترکیب نمی شوند و تقریباً با اتم های سایر عناصر شیمیایی ترکیب نمی شوند. اتم های هیدروژن موضوع کاملا متفاوتی هستند. آنها می توانند به تنهایی وجود داشته باشند (شکل 4، a)، مانند خورشید، که بیش از نیمی از اتم های هیدروژن جداگانه تشکیل شده است. آنها می توانند به مولکول های دو اتم ترکیب شوند (شکل 4، ب) و مولکول هایی از سبک ترین گاز را تشکیل دهند که مانند عنصر شیمیایی هیدروژن نامیده می شود. اتم های هیدروژن همچنین می توانند با اتم های سایر عناصر شیمیایی ترکیب شوند. به عنوان مثال، دو اتم هیدروژن که با یک اتم اکسیژن ترکیب می شوند (شکل 4، ج)، مولکول های ماده ای را تشکیل می دهند که به خوبی برای شما شناخته شده است - آب.

برنج. 4.
اشکال وجود عنصر شیمیایی هیدروژن:
الف - اتم های هیدروژن؛ ب - مولکول های هیدروژن؛ ج - اتم های هیدروژن در یک مولکول آب

به طور مشابه، مفهوم "عنصر شیمیایی اکسیژن" اتم های اکسیژن جدا شده را متحد می کند، اکسیژن - یک ماده ساده که مولکول های آن از دو اتم اکسیژن و اتم های اکسیژن که بخشی از مواد پیچیده هستند تشکیل شده است. بنابراین، مولکول های دی اکسید کربن حاوی اتم های اکسیژن و کربن هستند، در حالی که مولکول های قند حاوی اتم های کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند.

بنابراین، هر عنصر شیمیایی به سه شکل وجود دارد: اتم های آزاد، مواد ساده و مواد پیچیده (نگاه کنید به شکل 4).

مفهوم "عنصر شیمیایی" گسترده تر است، و نباید با مفهوم "ماده ساده" اشتباه شود، به خصوص اگر نام آنها یکسان باشد. مثلاً وقتی می گویند آب حاوی هیدروژن است، منظورشان یک عنصر شیمیایی است و وقتی می گویند هیدروژن نوعی سوخت سازگار با محیط زیست است، منظور یک ماده ساده است.

مواد مختلف از نظر خواص با یکدیگر تفاوت دارند. بنابراین هیدروژن گازی است، بسیار سبک، بی رنگ، بی بو، بی مزه، چگالی 0.00009 گرم بر سانتی متر مکعب دارد، در دمای 253- درجه سانتی گراد می جوشد و در دمای 259- درجه سانتی گراد ذوب می شود. خواص مواد فیزیکی نامیده می شود.

با استفاده از طرح زیر می توانید خواص فیزیکی یک ماده را توصیف کنید:

ماده در چه حالتی از تجمع (گاز، مایع، جامد) در شرایط معین قرار دارد؟
ماده چه رنگی است؟ آیا درخشندگی دارد؟
آیا این ماده بو دارد؟
سختی ماده در مقیاس سختی نسبی (مقیاس Mohs) چقدر است (شکل 5)؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)

برنج. 5.
مقیاس سختی

آیا این ماده دارای انعطاف پذیری، شکنندگی یا خاصیت ارتجاعی است؟
آیا این ماده در آب حل می شود؟
نقطه ذوب و نقطه جوش ماده چقدر است؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)
چگالی ماده چقدر است؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)
آیا این ماده هدایت حرارتی و الکتریکی دارد؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)

آزمایش آزمایشگاهی شماره 1
مقایسه خواص جامدات و محلول های کریستالی

با استفاده از موردی که در صفحه داده شده مقایسه کنید. طرح 10، خواص نمونه های موادی که در فنجان به شما داده می شود:

گزینه 1 - شکر کریستالی و نمک سفره؛
گزینه 2 - گلوکز و اسید سیتریک.

با دانستن خواص مواد، فرد می تواند از آنها برای سود بیشتر استفاده کند. به عنوان مثال، خواص و کاربردهای آلومینیوم را در نظر بگیرید (شکل 6).

برنج. 6.
کاربرد آلومینیوم:
1 - ساخت هواپیما; 2 - علم موشک; 3 - تولید خطوط برق; 4- تولید ظروف، کارد و چنگال و فویل بسته بندی

آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل سبکی و استحکام در تولید هواپیما و موشک استفاده می شود و بی دلیل نیست که آلومینیوم را «فلز بالدار» می نامند.

سبکی و هدایت الکتریکی خوب آلومینیوم در ساخت سیم های برق برای خطوط برق (خطوط برق) استفاده می شود.

هدایت حرارتی و عدم سمیت در ساخت ظروف آلومینیومی مهم است.

غیر سمی بودن و پلاستیسیته امکان استفاده گسترده از ورقه های نازک آلومینیوم - فویل - را به عنوان مواد بسته بندی برای تخته های شکلات، چای، مارگارین، شیر، آبمیوه ها، سایر محصولات و همچنین برای داروهایی که در سلول های کانتور قرار می گیرند، می دهد.

معرفی آلیاژهای آلومینیوم در ساخت و ساز باعث افزایش دوام و قابلیت اطمینان سازه ها می شود.

این مثال ها نشان می دهد که اجسام فیزیکی مختلف را می توان از یک ماده (آلومینیوم) ساخت.

آلومینیوم قادر است با شعله خیره کننده بسوزد (شکل 7)، بنابراین در آتش بازی های رنگارنگ و ساخت جرقه استفاده می شود (داستان N. Nosov "Sparklers" را به خاطر بیاورید). هنگام سوختن، آلومینیوم به ماده دیگری تبدیل می شود - اکسید آلومینیوم.

برنج. 7.
احتراق آلومینیوم اساس جرقه زنی و آتش بازی است

کلمات و عبارات کلیدی

موضوع شیمی.
مواد ساده و پیچیده هستند.
خواص مواد.
عنصر شیمیایی و اشکال وجود آن: اتم های آزاد، مواد ساده و مواد پیچیده یا ترکیبات.

با کامپیوتر کار کنید

به برنامه الکترونیکی مراجعه کنید. مطالب درسی را مطالعه کنید و وظایف محول شده را تکمیل کنید.
آدرس‌های ایمیلی را در اینترنت پیدا کنید که می‌توانند به‌عنوان منابع اضافی که محتوای کلمات کلیدی و عبارات موجود در پاراگراف را نشان می‌دهند، عمل کنند. در تهیه یک درس جدید به معلم کمک کنید - از کلمات و عبارات کلیدی پاراگراف بعدی گزارش تهیه کنید.

سوالات و وظایف

فیلئو (یونانی) به معنای "عشق"، فوبوس - "ترس" است. توضیحی در مورد اصطلاحات "شیمی دوستی" و "شیمی هراسی" ارائه دهید، که منعکس کننده نگرش شدید گروهی از مردم نسبت به شیمی است. کدام یک درست است؟ دیدگاه خود را توجیه کنید.
ویژگی اجباری تعداد بی نهایت جاسوسی و سایر کارهای پلیسی سیانید پتاسیم است، به طور دقیق تر، سیانید پتاسیم است که خاصیت فلج کردن سیستم عصبی را دارد و در نتیجه قربانی را به سمت مرگ فوری سوق می دهد. از خواص دیگر موادی که در آثار ادبی استفاده می شود مثال بزنید.
نام مواد و نام اجسام را از فهرست داده شده به طور جداگانه بنویسید: مس، سکه، شیشه، شیشه، گلدان، سرامیک، سیم، آلومینیوم. از اشاره استفاده کنید: برای نام بدن - یک اسم - می توانید یک صفت نسبی تشکیل شده از نام ماده انتخاب کنید، به عنوان مثال: آهن و میخ - میخ آهنی.
صفت های کیفی را بنویسید: سبک، گرد، بلند، سنگین، سخت، بدبو، محلول، سنگین، مقعر، نرم، مایع، شفاف که می توان: الف) به مواد نسبت داد. ب) به اجسام؛ ج) هم به اجسام و هم به مواد.
مفاهیم «جوهر بسیط» و «جوهر مرکب» را با هم مقایسه کنید. شباهت ها و تفاوت ها را بیابید.
تعیین کنید که کدام یک از مواد، مدل های مولکولی آنها در شکل 2 نشان داده شده است، به عنوان طبقه بندی می شوند: الف) مواد ساده. ب) به مواد پیچیده.
کدام مفهوم گسترده تر است - "عنصر شیمیایی" یا "ماده ساده"؟ پاسخ مبتنی بر شواهد بدهید.
مشخص کنید که در کجا از اکسیژن به عنوان یک عنصر شیمیایی و در کجا به عنوان یک ماده ساده یاد می شود:
الف) اکسیژن کمی در آب محلول است.
ب) مولکول های آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده اند.
ج) هوا حاوی 21 درصد اکسیژن (بر حسب حجم) است.
د) اکسیژن بخشی از دی اکسید کربن است.
مشخص کنید که در کجا از هیدروژن به عنوان یک ماده ساده و در کجا به عنوان یک عنصر شیمیایی یاد می شود:
الف) هیدروژن بخشی از اکثر ترکیبات آلی است.
ب) هیدروژن سبک ترین گاز است.
ج) بالن ها با هیدروژن پر شده اند.
د) یک مولکول متان دارای چهار اتم هیدروژن است.
ارتباط بین خواص یک ماده و استفاده از آن را با استفاده از مثال زیر در نظر بگیرید: الف) شیشه. ب) پلی اتیلن؛ ج) شکر؛ د) آهن

آشنایی:

موضوع: شیمی;

مواد ساده و پیچیده؛

خواص مواد؛

اشکال وجود یک عنصر شیمیایی

علم شیمی- علم مواد، خواص آنها، تبدیل مواد و روش های کنترل این تبدیل ها

دانلود:

پیش نمایش:

برای استفاده از پیش نمایش ارائه، یک حساب Google ایجاد کنید و وارد آن شوید: https://accounts.google.com

شرح اسلاید:

موضوع شیمی. مواد.

www.pmedia.ru شعار درس: "شیمی دست خود را به سمت امور انسانی دراز می کند" M.V. Lomonosov

هدف درس: معرفی: -موضوع شیمی; -مواد ساده و پیچیده؛ - خواص مواد؛ - اشکال وجود یک عنصر شیمیایی

1. O.S. Gabrielyan. "علم شیمی". کلاس هشتم. کتاب درسی. 2. دفترچه یادداشت برای کار در کلاس و در خانه. 3. دفترچه برای تست و کار عملی. برای درس چه چیزی لازم است؟ ملاحضات امنیتی!

علوم طبیعی 1. چه علومی به مطالعه طبیعت می پردازد؟ 2. زیست شناسی چه مطالعه می کند; فیزیک؛ جغرافیا؛ ستاره شناسی؛ زمين شناسي؟ 3-چرا از کلاس هفتم فیزیک و از کلاس هشتم شیمی شروع کردید؟

شیمی چه چیزی را مطالعه می کند؟ مطالعات شیمی مواد خواص خواص مواد تغییر شکل مواد "پدر شیمی" رابرت بویل (1627 - 1691)

شیمی علم مواد، خواص آنها، تبدیل مواد و روش‌های کنترل این دگرگونی‌ها مولکول‌های مواد بدن اتم‌ها است.

ماده چیزی است که اجسام فیزیکی از آن ساخته شده اند. عنصر شیمیایی نوعی اتم است. مواد طبیعی (دی اکسید کربن) مصنوعی (پلی اتیلن) مواد ساده (هیدروژن، اکسیژن) پیچیده (آب، شکر)

مدل های مولکول ها را در نظر بگیرید. شباهت ها و تفاوت های آنها چیست؟ کدام ماده ساده و کدام پیچیده است؟ چرا؟ مواد ماده هیدروژن اکسیژن آب

موادی که توسط اتم های یک عنصر شیمیایی تشکیل می شوند ساده نامیده می شوند

موادی که توسط اتم های عناصر شیمیایی مختلف تشکیل می شوند پیچیده نامیده می شوند

تمرین شماره 1 مشخص کنید که کدام یک از مواد پیشنهادی ساده و کدام پیچیده است.

چه چیزی این اشیاء را متحد می کند؟

مواد و اجسام

خواص مواد نشانه هایی هستند که به وسیله آنها مواد با یکدیگر تفاوت دارند یا شبیه به یکدیگر هستند موضوع شیمی مطالعه مواد، تبدیل آنها، ایجاد مواد با خواص داده شده است. خواص ترکیبی کاربرد شیمی

تمرین شماره 2 مشخص کنید که در آن از اکسیژن به عنوان یک عنصر شیمیایی صحبت می شود و در کجا - به عنوان یک ماده ساده: الف) اکسیژن کمی در آب محلول است. ب) مولکول های آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده اند. ج) هوا حاوی 21٪ اکسیژن (بر حسب حجم) است. د) اکسیژن بخشی از دی اکسید کربن است.

طرحی برای توصیف خواص فیزیکی ماده 1. ماده در چه حالتی از تجمع - گاز، مایع یا جامد - در شرایط معین قرار دارد؟ 2. ماده چه رنگی است؟ آیا درخشندگی دارد؟ 3. آیا ماده بو دارد؟ 4. آیا این ماده دارای انعطاف پذیری، شکنندگی یا خاصیت ارتجاعی است؟ 5. آیا این ماده در آب حل می شود؟ 6. نقطه ذوب و نقطه جوش ماده چقدر است؟ (به کتب مرجع مراجعه کنید.) 7. چگالی ماده چقدر است؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.) 8. آیا این ماده دارای رسانایی گرمایی و الکتریکی است؟ (به کتاب های مرجع مراجعه کنید.)

تمرین شماره 3 خواص فیزیکی اسید استیک، شکر، نمک، مس، آلومینیوم را با توجه به طرح پیشنهادی شرح دهید. (ص.5 (21) کتاب درسی)

شیمی و حفاظت از محیط زیست حفاظت و حفظ طبیعت ضروری است!

تکلیف بند 1، سابق. 1-4 گزارش، ارائه در مورد تاریخچه توسعه شیمی جدول تاریخ دستاوردهای علم

چگالی، ظرفیت حرارتی، خواص اکسیژن O 2

جدول خواص ترموفیزیکی اکسیژن مانند چگالی، آنتالپی، آنتروپی، گرمای ویژه، ویسکوزیته دینامیکی، هدایت حرارتی را نشان می دهد. خواص در جدول برای گاز اکسیژن در فشار اتمسفر، بسته به دما در محدوده 100 تا 1300 K داده شده است.

چگالی اکسیژن 1.329 کیلوگرم بر متر مکعب استدر دمای اتاق. هنگامی که اکسیژن گرم می شود، چگالی آن کاهش می یابد. رسانایی گرمایی اکسیژن در دمای اتاق 0258/0 W/(m deg) است و با افزایش دمای این گاز افزایش می یابد.

ظرفیت گرمایی ویژه اکسیژندر دمای اتاق 919 J/(kg deg) است. ظرفیت گرمایی اکسیژن با افزایش دمای آن افزایش می یابد. همچنین هنگامی که اکسیژن گرم می شود، مقادیر خواص آن مانند آنتالپی، آنتروپی و ویسکوزیته افزایش می یابد.

توجه: مراقب باشید! هدایت حرارتی در جدول به توان 10 2 نشان داده شده است. تقسیم بر 100 را فراموش نکنید.

هدایت حرارتی اکسیژن در حالت مایع و گاز

جدول مقادیر ضریب هدایت حرارتی اکسیژن را در حالت مایع و گاز در دماها و فشارهای مختلف نشان می دهد. هدایت حرارتی در محدوده دمایی 80 تا 1400 کلوین و فشار از 1 تا 600 اتمسفر نشان داده شده است.

مقادیر هدایت حرارتی در جدول که در بالای خط قرار دارند به اکسیژن مایع و مقادیر زیر آن به اکسیژن گازی اشاره دارد. با توجه به جدول مشاهده می شود که هدایت حرارتی اکسیژن مایع بیشتر از اکسیژن گازی است و با افزایش فشار افزایش می یابد.

ابعاد W/(m deg).

هدایت حرارتی اکسیژن در دماهای بالا

جدول مقادیر ضریب هدایت حرارتی اکسیژن را در دماهای بالا (از 1600 تا 6000 K) و فشار از 0.001 تا 100 atm نشان می دهد.

در دماهای بالاتر از 1300 درجه سانتیگراد، اکسیژن شروع به تفکیک می کند و در فشار معینی هدایت حرارتی آن به حداکثر مقادیر می رسد. با توجه به جدول، می توان مشاهده کرد که هدایت حرارتی اکسیژن تفکیک شده در دماهای بالا می تواند به مقادیر تا 3.73 W/(m deg) برسد.

توجه: مراقب باشید! رسانایی حرارتی در جدول به توان 10 3 داده شده است. تقسیم بر 1000 را فراموش نکنید.

هدایت حرارتی اکسیژن مایع در خط اشباع

جدول مقادیر ضریب هدایت حرارتی اکسیژن مایع را در خط اشباع نشان می دهد. رسانایی حرارتی در محدوده دمایی 90 تا 150 کلوین داده می شود. لازم به ذکر است که رسانایی حرارتی اکسیژن مایع با افزایش دما کاهش می یابد.

توجه: مراقب باشید! رسانایی حرارتی در جدول به توان 10 3 داده شده است. تقسیم بر 1000 را فراموش نکنید.

منابع:
1.
2. .

چه کسی فرمول آب را از دوران مدرسه می داند؟ البته همین. این احتمال وجود دارد که از کل دوره شیمی، بسیاری از کسانی که آن را به طور تخصصی مطالعه نمی کنند، فقط از معنی فرمول H 2 O آگاهی داشته باشند. خواص اصلی آن چیست و چرا زندگی بدون آن وجود دارد، در سیاره زمین غیرممکن است.

آب به عنوان یک ماده

همانطور که می دانیم مولکول آب از یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده است. فرمول آن به صورت زیر نوشته شده است: H 2 O. این ماده می تواند سه حالت داشته باشد: جامد - به شکل یخ، گاز - به صورت بخار و مایع - به عنوان یک ماده بدون رنگ، طعم و بو. به هر حال، این تنها ماده روی این سیاره است که می تواند در هر سه حالت به طور همزمان در شرایط طبیعی وجود داشته باشد. به عنوان مثال: در قطب های زمین یخ، در اقیانوس ها آب، و تبخیر در زیر پرتوهای خورشید بخار است. از این نظر آب غیرعادی است.

آب همچنین فراوان ترین ماده در سیاره ماست. تقریباً هفتاد درصد سطح سیاره زمین را می پوشاند - اینها اقیانوس ها، رودخانه های متعدد با دریاچه ها و یخچال های طبیعی هستند. بیشتر آب روی کره زمین شور است. برای آشامیدن و کشاورزی نامناسب است. آب شیرین تنها دو و نیم درصد از کل آب روی کره زمین را تشکیل می دهد.

آب یک حلال بسیار قوی و با کیفیت است. به لطف این، واکنش های شیمیایی در آب با سرعت فوق العاده ای رخ می دهد. همین خاصیت بر متابولیسم بدن انسان تأثیر می گذارد. که بدن انسان بالغ هفتاد درصد آب است. در یک کودک این درصد حتی بیشتر است. در سنین بالا این رقم از هفتاد به شصت درصد کاهش می یابد. به هر حال، این ویژگی آب به وضوح نشان می دهد که اساس زندگی انسان است. هر چه آب در بدن بیشتر باشد، سالم تر، فعال تر و جوان تر است. به همین دلیل است که دانشمندان و پزشکان از همه کشورها به طور خستگی ناپذیر اصرار دارند که شما نیاز به نوشیدن زیاد دارید. این آب به شکل خالص خود است و جایگزین آن به شکل چای، قهوه یا نوشیدنی های دیگر نیست.

آب آب و هوای کره زمین را شکل می دهد و این اغراق نیست. جریان های گرم اقیانوسی کل قاره ها را گرم می کنند. این به این دلیل اتفاق می افتد که آب مقدار زیادی گرمای خورشیدی را جذب می کند و پس از شروع سرد شدن آن را آزاد می کند. این روشی است که دمای کره زمین را تنظیم می کند. بسیاری از دانشمندان می گویند اگر وجود این همه آب در سیاره سبز وجود نداشت، زمین مدت ها قبل سرد شده و به سنگ تبدیل می شد.

خواص آب

آب خواص بسیار جالب بسیاری دارد.

برای مثال آب متحرک ترین ماده بعد از هوا است. از دوره مدرسه، بسیاری احتمالاً مفهومی مانند چرخه آب در طبیعت را به خاطر دارند. به عنوان مثال: یک نهر تحت تأثیر نور مستقیم خورشید تبخیر می شود و به بخار آب تبدیل می شود. علاوه بر این، این بخار توسط باد به جایی منتقل می شود، در ابرها جمع می شود یا حتی در کوه ها به شکل برف، تگرگ یا باران می افتد. علاوه بر این، جریان دوباره از کوه ها پایین می آید و تا حدی تبخیر می شود. و بنابراین - در یک دایره - چرخه میلیون ها بار تکرار می شود.

آب همچنین ظرفیت گرمایی بسیار بالایی دارد. به همین دلیل است که توده‌های آب، به‌ویژه اقیانوس‌ها، در طی انتقال از فصل گرم یا زمان روز به فصل سرد، بسیار آهسته سرد می‌شوند. برعکس، با افزایش دمای هوا، آب به آرامی گرم می شود. به همین دلیل، همانطور که در بالا ذکر شد، آب دمای هوا را در سراسر سیاره ما تثبیت می کند.

بعد از جیوه، آب بیشترین کشش سطحی را دارد. غیرممکن است که متوجه نشوید که قطره ای که به طور تصادفی روی یک سطح صاف ریخته می شود، گاهی اوقات به یک لکه چشمگیر تبدیل می شود. این نشان دهنده ویسکوزیته آب است. زمانی که دما به چهار درجه کاهش می یابد، ویژگی دیگری ظاهر می شود. وقتی آب تا این حد خنک شد، سبک تر می شود. بنابراین، یخ همیشه روی سطح آب شناور می شود و به صورت پوسته سخت می شود و رودخانه ها و دریاچه ها را می پوشاند. به همین دلیل، ماهی ها در مخازنی که در زمستان یخ می زنند، یخ نمی زنند.

آب به عنوان رسانای الکتریسیته

ابتدا باید در مورد رسانایی الکتریکی (از جمله آب) یاد بگیرید. رسانایی الکتریکی توانایی یک ماده برای هدایت جریان الکتریکی از طریق خود است. بر این اساس، هدایت الکتریکی آب، توانایی آب برای هدایت جریان است. این توانایی مستقیماً به میزان نمک و سایر ناخالصی های مایع بستگی دارد. به عنوان مثال، رسانایی الکتریکی آب مقطر تقریباً به حداقل می رسد زیرا چنین آبی از مواد افزودنی مختلفی که برای هدایت الکتریکی خوب ضروری هستند، تصفیه می شود. یک هادی عالی جریان آب دریا است که غلظت نمک در آن بسیار زیاد است. هدایت الکتریکی به دمای آب نیز بستگی دارد. هر چه دما بیشتر باشد، هدایت الکتریکی آب بیشتر است. این الگو از طریق آزمایش های متعدد فیزیکدانان آشکار شد.

اندازه گیری هدایت آب

چنین اصطلاحی وجود دارد - هدایت سنجی. این نام یکی از روش های آنالیز الکتروشیمیایی بر اساس هدایت الکتریکی محلول ها است. از این روش برای تعیین غلظت نمک ها یا اسیدها در محلول ها و همچنین برای کنترل ترکیب برخی از محلول های صنعتی استفاده می شود. آب خاصیت آمفوتریک دارد. به این معنا که بسته به شرایط، قادر است هم خواص اسیدی و هم خاصیت بازی را از خود نشان دهد - هم به عنوان اسید و هم به عنوان باز عمل می کند.

دستگاه مورد استفاده برای این تجزیه و تحلیل نام بسیار مشابهی دارد - رسانایی سنج. با استفاده از رسانایی سنج، هدایت الکتریکی الکترولیت ها در محلول مورد تجزیه و تحلیل اندازه گیری می شود. شاید ارزش توضیح یک اصطلاح دیگر - الکترولیت را داشته باشد. این ماده ای است که هنگام حل شدن یا ذوب شدن به یون ها تجزیه می شود و به همین دلیل جریان الکتریکی متعاقباً هدایت می شود. یون یک ذره باردار الکتریکی است. در واقع، رسانایی سنج، با در نظر گرفتن واحدهای خاصی از هدایت الکتریکی آب، هدایت الکتریکی خاص آن را تعیین می کند. یعنی هدایت الکتریکی حجم خاصی از آب را که به عنوان واحد اولیه گرفته شده است را تعیین می کند.

حتی قبل از آغاز دهه هفتاد قرن گذشته، واحد اندازه گیری "mo" برای نشان دادن رسانایی الکتریسیته استفاده می شد؛ این مشتق از کمیت دیگری بود - اهم، که واحد اصلی مقاومت است. رسانایی الکتریکی کمیتی است که با مقاومت نسبت عکس دارد. اکنون در زیمنس اندازه گیری می شود. این کمیت به افتخار فیزیکدان آلمانی - ورنر فون زیمنس - نام خود را گرفت.

زیمنس

زیمنس (که می تواند Cm یا S تعیین شود) متقابل اهم است که واحد اندازه گیری هدایت الکتریکی است. یک سانتی متر برابر با هر رسانایی است که مقاومت آن 1 اهم است. زیمنس از طریق فرمول بیان می شود:

1 سانتی متر = 1: اهم = A: B = کیلوگرم −1 m −2 s³A²، که در آن
A - آمپر،
V - ولت.

هدایت حرارتی آب

حال بیایید در مورد توانایی یک ماده در انتقال انرژی حرارتی صحبت کنیم. ماهیت پدیده این است که انرژی جنبشی اتم ها و مولکول ها که دمای جسم یا ماده معینی را تعیین می کنند، در جریان برهم کنش آنها به جسم یا ماده دیگری منتقل می شود. به عبارت دیگر هدایت حرارتی تبادل حرارتی بین اجسام، مواد و همچنین بین جسم و ماده است.

رسانایی حرارتی آب نیز بسیار بالاست. مردم هر روز بدون توجه به این خاصیت آب استفاده می کنند. مثلا ریختن آب سرد در ظرف و خنک کردن نوشیدنی یا غذا در آن. آب سرد گرما را از بطری یا ظرف می گیرد و در عوض سرما را از بین می برد؛ واکنش معکوس نیز ممکن است.

اکنون همین پدیده را می توان به راحتی در مقیاس سیاره ای تصور کرد. اقیانوس در طول تابستان گرم می شود و سپس با شروع هوای سرد، آرام آرام خنک می شود و گرمای خود را به هوا می دهد و در نتیجه قاره ها را گرم می کند. پس از خنک شدن در طول زمستان، اقیانوس در مقایسه با خشکی بسیار آهسته شروع به گرم شدن می کند و خنکی خود را به قاره هایی می دهد که در آفتاب تابستان خشک می شوند.

چگالی آب

در بالا توضیح داده شد که ماهی ها در زمستان در حوضچه زندگی می کنند، زیرا آب در کل سطح آنها به پوسته تبدیل می شود. می دانیم که آب در دمای صفر درجه شروع به تبدیل شدن به یخ می کند. با توجه به اینکه چگالی آب بیشتر از چگالی آن است، روی سطح شناور شده و یخ می زند.

خواص آب

همچنین در شرایط مختلف آب می تواند هم عامل اکسید کننده و هم عامل کاهنده باشد. یعنی آب با رها کردن الکترون های خود بار مثبت پیدا می کند و اکسید می شود. یا الکترون می گیرد و دارای بار منفی می شود، یعنی بازیابی می شود. در حالت اول آب اکسید می شود و مرده نامیده می شود. خاصیت ضد باکتریایی بسیار قوی دارد، اما نیازی به نوشیدن آن نیست. در حالت دوم، آب زنده است. نیرو می بخشد، بدن را برای بازیابی تحریک می کند و انرژی را به سلول ها می رساند. تفاوت بین این دو ویژگی آب در اصطلاح «پتانسیل اکسیداسیون-کاهش» بیان می شود.

آب با چه چیزی می تواند واکنش نشان دهد؟

آب تقریباً با تمام موادی که روی زمین وجود دارد قادر به واکنش است. تنها نکته این است که برای رخ دادن این واکنش ها باید دما و میکروکلیمای مناسب را فراهم کرد.

به عنوان مثال، در دمای اتاق، آب با فلزاتی مانند سدیم، پتاسیم، باریم به خوبی واکنش می دهد - آنها فعال نامیده می شوند. با هالوژن - این فلوئور، کلر است. هنگامی که آب گرم می شود، به خوبی با آهن، منیزیم، زغال سنگ و متان واکنش نشان می دهد.

آب با کمک کاتالیزورهای مختلف با آمیدها و استرهای کربوکسیلیک اسیدها واکنش می دهد. کاتالیزور ماده ای است که به نظر می رسد اجزاء را به سمت یک واکنش متقابل سوق می دهد و آن را تسریع می کند.

آیا در جای دیگری غیر از زمین آب وجود دارد؟

تاکنون هیچ آبی در هیچ سیاره ای در منظومه شمسی به جز زمین کشف نشده است. بله، آنها حضور آن را در ماهواره‌های سیارات غول پیکری مانند مشتری، زحل، نپتون و اورانوس پیشنهاد می‌کنند، اما تاکنون دانشمندان داده‌های دقیقی ندارند. فرضیه دیگری در مورد آب زیرزمینی در سیاره مریخ و در ماهواره زمین، ماه، وجود دارد که هنوز به طور کامل تأیید نشده است. در مورد مریخ، تعدادی نظریه به طور کلی ارائه شده است که زمانی اقیانوسی در این سیاره وجود داشته و مدل احتمالی آن حتی توسط دانشمندان طراحی شده است.

در خارج از منظومه شمسی، سیارات بزرگ و کوچک زیادی وجود دارد که به گفته دانشمندان، ممکن است آب در آنها وجود داشته باشد. اما تاکنون کوچکترین فرصتی برای اطمینان از این موضوع وجود ندارد.

چگونه از هدایت حرارتی و الکتریکی آب برای اهداف عملی استفاده می شود

با توجه به اینکه آب دارای ظرفیت حرارتی بالایی است، در شبکه های گرمایشی به عنوان خنک کننده استفاده می شود. انتقال حرارت از تولید کننده به مصرف کننده را تضمین می کند. بسیاری از نیروگاه های هسته ای نیز از آب به عنوان خنک کننده عالی استفاده می کنند.

در پزشکی از یخ برای خنک کردن و از بخار برای ضدعفونی استفاده می شود. یخ همچنین در سیستم پذیرایی عمومی استفاده می شود.

در بسیاری از راکتورهای هسته ای، آب به عنوان تعدیل کننده برای اطمینان از وقوع موفقیت آمیز یک واکنش زنجیره ای هسته ای استفاده می شود.

آب تحت فشار برای شکافتن، شکستن و حتی بریدن سنگ ها استفاده می شود. این به طور فعال در ساخت تونل ها، محوطه های زیرزمینی، انبارها و متروها استفاده می شود.

نتیجه

از این مقاله برمی‌آید که آب از نظر خواص و عملکرد، غیرقابل جایگزین‌ترین و شگفت‌انگیزترین ماده روی زمین است. آیا زندگی یک انسان یا هر موجود زنده دیگری بر روی زمین به آب بستگی دارد؟ کاملا بله. آیا این ماده به فعالیت علمی انسان کمک می کند؟ آره. آیا آب دارای رسانایی الکتریکی، هدایت حرارتی و سایر خواص مفید است؟ پاسخ نیز "بله" است. نکته دیگر این است که آب و به خصوص آب پاک روی زمین کمتر و کمتر می شود. و وظیفه ما حفظ و محافظت از آن (و بنابراین همه ما) از انقراض است.