Кто знает формулу воды со школьной скамьи? Конечно, все. Вполне вероятно, что от всего курса химии многим, кто потом ее не изучает специально, остается только знание того, что обозначает формула Н. 2 О. А сейчас мы попытаемся наиболее подробно и глубоко выяснить, обладает ли обычная вода тепло- и электропроводностью.
Физические свойства воды
Вода обладает рядом важных физических свойств. Хотя эти свойства знакомы из-за вездесущности воды, большинство физических свойств воды совершенно нетипичны. Учитывая низкую молярную массу составляющих ее молекул, вода имеет необычно высокие значения вязкости, поверхностного натяжения, теплоты парообразования и энтропии парообразования, и все это можно приписать обширным взаимодействиям водородных связей, присутствующим в жидкой воде.
Открытая структура льда, обеспечивающая максимальную водородную связь, объясняет, почему твердая вода менее плотна, чем жидкая вода — весьма необычная ситуация среди обычных веществ.
К основным физическим свойствам H2O относятся:
- плотность;
- прозрачность;
- цвет;
- запах;
- вкус;
- температура;
- сжимаемость;
- радиоактивность;
- тепло- и электропроводность.
Электропроводность воды
Способность воды проводить электрический ток известна как EC или электропроводность воды. Химические вещества или соли разрушаются и растворяются в воде в виде положительно и отрицательно заряженных ионов, и эти свободные ионы в воде проводят электричество. В результате электропроводность воды зависит от концентрации ионов.
Для расчета ЕС солености воды и общего количества растворенных твердых веществ используются данные о чистоте воды. Проводимость меньше для более чистой воды. Например, дистиллированная вода действует как изолятор, тогда как соленая вода является очень эффективным электрическим проводником.
Натрий, калий, кальций и магний являются основными положительно заряженными ионами, влияющими на проводимость. Точно так же хлорид, карбонат, сульфат и бикарбонат являются основными отрицательно заряженными ионами.
Принимая во внимание, что нитраты и фосфаты вносят незначительный вклад в проводимость, но важны биологически. Дождь, геология и испарение являются естественными воздействиями ЕС на воду. Воздействие человека включает дорожную соль, фильтрат из септиков/свалок, непроницаемый поверхностный сток и сток с сельскохозяйственных угодий.
Теплопроводность воды
Теплопроводность воды составляет 0,598 Вт/(м·К) .
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью k (или λ), измеряемым в Вт/мК . Это мера способности вещества передавать тепло через материал путем теплопроводности . Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры . Для паров это также зависит от давления. Обычно:
Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно написать k = k(T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.
