Ус хөргөх үед яагаад өргөсдөг вэ? Ус яагаад уснаас хөнгөн байдаг вэ? Материйн янз бүрийн төлөв байдлын шинж чанарууд

Өргөтгөх үү, багасгах уу? Хариулт нь: Өвөл ирэхтэй зэрэгцэн ус өргөжиж эхэлдэг. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Энэ шинж чанар нь усыг бусад бүх шингэн, хийн жагсаалтаас ялгадаг бөгөөд эсрэгээр хөргөх үед шахагддаг. Энэ ер бусын шингэний ийм зан үйлийн шалтгаан юу вэ?

Физик 3-р анги: Ус хөлдөхдөө тэлэх үү, агших уу?

Ихэнх бодис, материалууд нь халах үед өргөжиж, хөргөх үед багасдаг. Хий энэ нөлөөг илүү мэдэгдэхүйц харуулдаг боловч янз бүрийн шингэн болон хатуу металлууд ижил шинж чанартай байдаг.

Хийн тэлэлт, агшилтын хамгийн гайхалтай жишээнүүдийн нэг бол бөмбөлөг дэх агаар юм. Бид агаарын бөмбөлгийг гадаа гаргахад бөмбөлөг тэр даруйдаа багасдаг. Хэрэв бид бөмбөгийг халаалттай өрөөнд оруулбал тэр даруй нэмэгддэг. Гэхдээ бид усанд бөмбөлөг авчрах юм бол тэр нь тэсрэх болно.

Усны молекулууд илүү их зай шаарддаг

Төрөл бүрийн бодисын тэлэлт, агшилтын эдгээр процессууд явагддаг шалтгаан нь молекулууд юм. Илүү их энерги авдаг хүмүүс (энэ нь дулаан өрөөнд тохиолддог) хүйтэн өрөөнд байгаа молекулуудаас хамаагүй хурдан хөдөлдөг. Илүү их энергитэй бөөмсүүд илүү идэвхтэй, илүү олон удаа мөргөлддөг тул хөдлөхөд илүү их зай хэрэгтэй. Молекулуудын үзүүлж буй даралтыг хадгалахын тулд материалын хэмжээ нэмэгдэж эхэлдэг. Мөн энэ нь маш хурдан болдог. Тэгэхээр ус хөлдөхдөө тэлэх үү, агших уу? Яагаад ийм зүйл болж байна вэ?

Ус нь эдгээр дүрмийг дагаж мөрддөггүй. Хэрэв бид усыг дөрвөн хэм хүртэл хөргөж эхэлбэл энэ нь түүний эзлэхүүнийг бууруулдаг. Гэхдээ температур буурсаар байвал ус гэнэт тэлж эхэлнэ! Усны нягтралд аномали гэх мэт шинж чанар байдаг. Энэ шинж чанар нь дөрвөн градусын температурт тохиолддог.

Одоо бид хөлдөх үед ус өргөсдөг эсвэл агшдаг уу гэдгийг олж мэдсэн бол эхлээд энэ гажиг хэрхэн үүсдэгийг олж мэдье. Үүний шалтгаан нь түүний бүрдсэн хэсгүүдэд оршдог. Усны молекул нь хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчөөс бүрддэг. Бага сургуулиасаа эхлэн хүн бүр усны томъёог мэддэг. Энэ молекул дахь атомууд янз бүрийн аргаар электронуудыг татдаг. Устөрөгч нь эерэг хүндийн төвтэй, харин хүчилтөрөгч нь эсрэгээрээ сөрөг төвтэй. Усны молекулууд хоорондоо мөргөлдөхөд нэг молекулын устөрөгчийн атомууд тэс өөр молекулын хүчилтөрөгчийн атом руу шилждэг. Энэ үзэгдлийг устөрөгчийн холбоо гэж нэрлэдэг.

Ус хөргөхөд илүү их зай хэрэгтэй

Устөрөгчийн холбоо үүсэх үйл явц эхлэх тэр мөчид молекулууд мөсөн талсттай ижил дарааллаар байрладаг газрууд усанд гарч эхэлдэг. Эдгээр хоосон зайг кластер гэж нэрлэдэг. Усны хатуу болор шиг тэдгээр нь удаан эдэлгээтэй биш юм. Температур өсөхөд тэдгээр нь устаж, байршлаа өөрчилдөг.

Процессын явцад шингэн дэх кластеруудын тоо хурдацтай нэмэгдэж эхэлдэг. Тэд тархах илүү зай шаарддаг тул усны хэвийн бус нягтралд хүрсний дараа хэмжээ нь нэмэгддэг.

Термометр тэгээс доош унах үед бөөгнөрөл нь жижиг мөсөн талст болж хувирч эхэлдэг. Тэд дээшээ гарч эхэлдэг. Энэ бүхний үр дүнд ус мөс болж хувирдаг. Энэ бол усны маш ер бусын чадвар юм. Энэ үзэгдэл нь байгальд маш олон тооны үйл явцад зайлшгүй шаардлагатай байдаг. Бид бүгд мэддэг, мэдэхгүй бол мөсний нягт нь хүйтэн эсвэл хүйтэн усны нягтаас арай бага байдаг гэдгийг бид санаж байна. Энэ нь мөсийг усны гадаргуу дээр хөвөх боломжийг олгодог. Бүх усан сангууд дээрээс доошоо хөлдөж эхэлдэг бөгөөд энэ нь усны оршин суугчид доод хэсэгт орших бөгөөд хөлдөхгүй байх боломжийг олгодог. Тэгэхээр одоо бид ус хөлдөхдөө тэлэх үү, агших уу гэдгийг нарийвчлан мэддэг болсон.

Халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөг. Хэрэв бид хоёр ижил шил аваад нэг аяга руу халуун ус, нөгөө рүү нь ижил хэмжээний хүйтэн ус асгавал халуун ус хүйтэн уснаас хурдан хөлддөгийг анзаарах болно. Энэ нь логик биш, тийм ээ? Халуун ус хөлдөж эхлэхээс өмнө хөргөх хэрэгтэй, харин хүйтэн ус хөлдөхгүй. Энэ баримтыг хэрхэн тайлбарлах вэ? Эрдэмтэд өнөөг хүртэл энэ оньсого тайлбарлаж чадахгүй байна. Энэ үзэгдлийг Mpemba Effect гэж нэрлэдэг. Үүнийг 1963 онд Танзанийн эрдэмтэн ер бусын нөхцөл байдлын дор нээсэн. Оюутан өөрөө зайрмаг хийхийг хүссэн бөгөөд халуун ус илүү хурдан хөлддөгийг анзаарчээ. Тэрээр энэ тухайгаа физикийн багштайгаа хуваалцсан ч эхэндээ түүнд итгээгүй.

Японы физикч Масаказу Мацумото 0-ээс 4°C хүртэл халаахад ус яагаад тэлэхийн оронд багасдаг тухай онолыг дэвшүүлжээ. Түүний загвараар ус нь микроформацуудыг агуулдаг - "витритүүд" нь гүдгэр хөндий полиэдрүүд бөгөөд тэдгээрийн орой дээр усны молекулууд байдаг бөгөөд устөрөгчийн холбоо нь ирмэгийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Температур өсөхийн хэрээр хоёр үзэгдэл хоорондоо өрсөлддөг: усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холбоо сунах, витритуудын хэв гажилт, тэдгээрийн хөндийн бууралтад хүргэдэг. Температурын 0-ээс 3.98 ° C-ийн хооронд сүүлийн үзэгдэл нь устөрөгчийн холбоосын суналтын нөлөөг давамгайлж, эцэст нь усны ажиглагдсан шахалтыг өгдөг. Одоогоор Мацумото загварын туршилтын баталгаа гараагүй байна - гэхдээ усны шахалтыг тайлбарласан бусад онолууд.

Ихэнх бодисуудаас ялгаатай нь ус халах үед түүний эзэлхүүнийг багасгах чадвартай байдаг (Зураг 1), өөрөөр хэлбэл энэ нь дулааны тэлэлтийн сөрөг коэффициенттэй байдаг. Гэсэн хэдий ч бид шингэн төлөвт ус байдаг бүх температурын хүрээний тухай яриагүй, гэхдээ зөвхөн нарийхан талбайн тухай - 0 ° С-аас 4 ° С хүртэл байна. Өндөр температурт ус бусад бодисын нэгэн адил өргөсдөг.

Дашрамд хэлэхэд, ус бол температур нэмэгдэх тусам багасах (эсвэл хөргөх үед өргөсдөг) цорын ганц бодис биш юм. Висмут, галли, цахиур, сурьма нь мөн ижил төстэй зан авираараа "сайрхаж" чаддаг. Гэсэн хэдий ч илүү төвөгтэй дотоод бүтэц, түүнчлэн янз бүрийн үйл явц дахь тархалт, ач холбогдлын улмаас ус нь эрдэмтдийн анхаарлыг татдаг (Усны бүтцийн судалгаа үргэлжилж байна, "Элементүүд", 2006.10.09-ийг үзнэ үү).

Хэсэг хугацааны өмнө нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн онол нь температур буурах тусам ус яагаад эзэлхүүнийг ихэсгэдэг вэ гэсэн асуултад хариулсан (Зураг 1) нь "хэвийн" ба "мөсөн" гэсэн хоёр бүрэлдэхүүн хэсгийн холимог загвар байв. Энэ онолыг анх 19-р зуунд Харолд Уайтинг дэвшүүлж, дараа нь олон эрдэмтэд боловсруулж, сайжруулсан. Харьцангуй саяхан нээгдсэн усны полиморфизмын хүрээнд Уайтингийн онолыг дахин бодож үзсэн. Одооноос эхлэн хэт хөргөлттэй усанд хоёр төрлийн мөстэй төстэй нанодомэйнууд байдаг гэж үздэг: өндөр ба бага нягтралтай аморф мөстэй төстэй хэсгүүд. Хэт хөргөсөн усыг халаах нь эдгээр нано бүтэц хайлж, өндөр ба бага нягтралтай хоёр төрлийн ус гарч ирдэг. Энэ нь үүссэн усны хоёр "төрлийн" хоорондох температурын зальтай өрсөлдөөн нь нягтрал нь температураас монотон бус хамаарлыг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч энэ онол туршилтаар батлагдаагүй байна.

Та энэ тайлбарт болгоомжтой хандах хэрэгтэй. Энд зөвхөн аморф мөстэй төстэй бүтцийг дурдсан нь санамсаргүй хэрэг биш юм. Гол нь аморф мөсний наноскопийн бүсүүд болон түүний макроскоп аналогууд өөр өөр физик үзүүлэлттэй байдаг.

Японы физикч Масаказу Мацумото хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хольцын онолыг үгүйсгэж, энд авч үзсэн нөлөөний тайлбарыг "эхнээс нь" олохоор шийджээ. Компьютерийн симуляцийг ашиглан тэрээр хөргөх үед усны тэлэлтийн жинхэнэ шалтгааныг молекулын масштабаар олж мэдэхийн тулд тэг даралттай 200-360 К хүртэл температурын өргөн хүрээний усны физик шинж чанарыг судалжээ. Физик тойм захидал сэтгүүлд гарсан түүний нийтлэлийг: Ус яагаад хөргөх үед өргөсдөг вэ? Ус хөргөх үед яагаад өргөсдөг вэ?

Эхлээд нийтлэлийн зохиогч асуулт асуусан: усны дулааны тэлэлтийн коэффициентэд юу нөлөөлдөг вэ? Үүний тулд зөвхөн гурван хүчин зүйлийн нөлөөллийг олж мэдэхэд хангалттай гэж Мацумото үзэж байна: 1) усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн бондын уртын өөрчлөлт, 2) топологийн индекс - нэг усны молекул дахь бондын тоо, 3) хазайлт. тэнцвэрийн утгаас бондын хоорондох өнцөг (өнцгийн гажуудал).

Цагаан будаа. 2. Устөрөгчийн бондын хоорондох өнцөг нь 109.47 градустай тэнцүү байхаар усны молекулууд бөөгнөрөх нь хамгийн тохиромжтой. Ийм өнцгийг тетраэдр гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь ердийн тетраэдрын төв ба түүний хоёр оройг холбодог өнцөг юм. lsbu.ac.uk сайтаас авсан зураг

Японы физикчийн олж авсан үр дүнгийн талаар ярихаасаа өмнө дээрх гурван хүчин зүйлийн талаар чухал тайлбар, тодруулга хийх болно. Юуны өмнө H 2 O усны ердийн химийн томъёо нь зөвхөн түүний уурын төлөвтэй тохирч байна. Шингэн хэлбэрээр усны молекулуудыг устөрөгчийн холбоогоор (H 2 O) x бүлгүүдэд нэгтгэдэг бөгөөд энд x нь молекулуудын тоо юм. 109.47 градустай тэнцэх тетраэдр өнцөг гэж нэрлэгддэг дөрвөн устөрөгчийн бонд бүхий таван усны молекулын (х = 5) энергийн хамгийн таатай хослол (2-р зургийг үз).

Усны молекулуудын хоорондох устөрөгчийн холболтын урт нь температураас хамааралтай болохыг шинжилсний дараа Мацумото хүлээгдэж буй дүгнэлтэд хүрсэн: температурын өсөлт нь устөрөгчийн бондын шугаман суналтыг үүсгэдэг. Энэ нь эргээд усны хэмжээг нэмэгдүүлэх, өөрөөр хэлбэл түүний тэлэлтэд хүргэдэг. Энэ баримт нь ажиглагдсан үр дүнтэй зөрчилдөж байгаа тул тэрээр хоёр дахь хүчин зүйлийн нөлөөг цаашид авч үзсэн. Дулааны тэлэлтийн коэффициент нь топологийн индексээс хэрхэн хамаардаг вэ?

Компьютерийн симуляци дараах үр дүнг өгсөн. Бага температурт усны хамгийн том эзэлхүүн нь усны бөөгнөрөл эзэлдэг бөгөөд энэ нь молекул тутамд 4 устөрөгчийн холбоо байдаг (топологийн индекс нь 4). Температурын өсөлт нь 4-р индекстэй нэгдлүүдийн тоо буурахад хүргэдэг боловч үүнтэй зэрэгцэн 3 ба 5-р индекстэй кластеруудын тоо нэмэгдэж эхэлдэг.Тоон тооцоолол хийсний дараа Мацумото топологитой кластеруудын орон нутгийн эзэлхүүнийг олж мэдэв. 4-р индекс нь температур нэмэгдэхэд бараг өөрчлөгддөггүй бөгөөд ямар ч температурт 3 ба 5-р индекстэй холбоотой нийт эзлэхүүний өөрчлөлт нь бие биенээ нөхөж өгдөг. Тиймээс температурын өөрчлөлт нь усны нийт эзэлхүүнийг өөрчилдөггүй бөгөөд энэ нь топологийн индекс нь усыг халаах үед усыг шахахад ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй гэсэн үг юм.

Устөрөгчийн бондын өнцгийн гажилтын нөлөөг тодруулахад энэ нь хэвээр байна. Эндээс хамгийн сонирхолтой, чухал зүйл эхэлнэ. Дээр дурдсанчлан усны молекулууд нэгдэх хандлагатай байдаг тул устөрөгчийн холбоо хоорондын өнцөг нь тетраэдр хэлбэртэй байдаг. Гэсэн хэдий ч усны молекулуудын дулааны чичиргээ болон кластерт ороогүй бусад молекулуудтай харилцан үйлчлэл нь тэднийг үүнийг хийхээс сэргийлж, устөрөгчийн бондын өнцгийг тэнцвэрийн утгаас 109.47 градусаар хазайлгана. Энэхүү өнцгийн хэв гажилтын үйл явцыг тооцоолохын тулд Мацумото болон түүний хамтрагчид 2007 онд Химийн физикийн сэтгүүлд нийтлэгдсэн "Усан дахь устөрөгчийн бондын сүлжээний топологийн барилгын блокууд" хэмээх өмнөх ажилд үндэслэн усан дотор гүдгэр хөндийтэй төстэй гурван хэмжээст бичил бүтэц байдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн. олон талт. Хожим нь дараагийн хэвлэлд ийм бичил бүтцийг vitrites гэж нэрлэдэг (Зураг 3). Тэдгээрийн оройнууд нь усны молекулууд бөгөөд ирмэгийн үүргийг устөрөгчийн холбоо гүйцэтгэдэг бөгөөд устөрөгчийн бондуудын хоорондох өнцөг нь витрит дахь ирмэгүүдийн хоорондох өнцөг юм.

Мацумотогийн онолоор бол мозайк элементүүдийн нэгэн адил усны бүтцийн томоохон хэсгийг бүрдүүлдэг, нэгэн зэрэг түүний бүх эзэлхүүнийг жигд дүүргэдэг маш олон төрлийн витрит хэлбэрүүд байдаг.

Цагаан будаа. 3. Усны дотоод бүтцийг бүрдүүлдэг зургаан ердийн витрит. Бөмбөлгүүд нь усны молекулуудтай тохирч, бөмбөлгүүдийн хоорондох сегментүүд нь устөрөгчийн холбоог илэрхийлдэг. Витритүүд нь олон талтуудын хувьд алдартай Эйлер теоремыг хангадаг: орой ба нүүрний нийт тоо нь ирмэгүүдийн тоог хассан нь 2. Энэ нь витрит нь гүдгэр олон талт хэлбэртэй гэсэн үг юм. Бусад төрлийн витритуудыг vitrite.chem.nagoya-u.ac.jp хаягаас үзэх боломжтой. Цагаан будаа. Масаказу Мацумото, Акинори Баба, Ивао Оминеа нарын AIP Conf сэтгүүлд нийтлэгдсэн Усны сүлжээний сэдэл нийтлэлээс. Прок.

Усны молекулууд нь витритуудад тетраэдр өнцөг үүсгэх хандлагатай байдаг, учир нь витрит нь хамгийн бага энергитэй байх ёстой. Гэсэн хэдий ч дулааны хөдөлгөөн болон бусад витритуудтай орон нутгийн харилцан үйлчлэлийн улмаас зарим бичил бүтэц нь тетраэдр өнцөгтэй (эсвэл энэ утгатай ойролцоо өнцөг) геометргүй байдаг. Тэд ийм бүтцийн тэнцвэрт бус тохиргоог (энергийн үүднээс авч үзвэл энэ нь тэдэнд хамгийн таатай биш) хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь витритуудын "гэр бүл" бүхэлдээ хамгийн бага энергийн үнэ цэнийг авах боломжийг олгодог. "Нийтлэг эрчим хүчний ашиг сонирхол" -ын төлөө өөрсдийгөө золиослодог ийм витритуудыг, өөрөөр хэлбэл, урам хугарах гэж нэрлэдэг. Хэрэв урам хугараагүй витрит нь өгөгдсөн температурт хамгийн их хөндийн эзэлхүүнтэй бол урам хугарсан витрит нь эсрэгээрээ хамгийн бага хэмжээтэй байна.

Мацумотогийн хийсэн компьютерийн загварчлал нь температур нэмэгдэхийн хэрээр витритийн хөндийн дундаж хэмжээ шугаман буурдаг болохыг харуулсан. Үүний зэрэгцээ урам хугарсан vitrites нь эзэлхүүнийг эрс багасгадаг бол урам хугараагүй vitrites-ийн хөндийн хэмжээ бараг өөрчлөгддөггүй.

Тиймээс температур нэмэгдэхийн хэрээр усны шахалт нь хоёр өрсөлдөж буй нөлөөллөөс үүдэлтэй байдаг - устөрөгчийн бондын суналт нь усны хэмжээ ихсэх, урам хугарсан vitrites-ийн хөндийн хэмжээ буурахад хүргэдэг. Температурын 0-ээс 4 хэмийн мужид тооцооллоос харахад сүүлчийн үзэгдэл давамгайлж, улмаар температур нэмэгдэхийн хэрээр усны шахалт ажиглагдаж байна.

Витрит, тэдгээрийн зан авир байгаа эсэхийг туршилтаар батлахыг хүлээх л үлдлээ. Гэхдээ харамсалтай нь энэ бол маш хэцүү ажил юм.

Бид бусад бодис, биетүүдийн нэг хэсэг болох усаар хүрээлэгдсэн байдаг. Энэ нь хатуу, шингэн эсвэл хий хэлбэртэй байж болох ч ус үргэлж бидний эргэн тойронд байдаг. Яагаад зам дээр асфальт хагардаг, хүйтэнд шилэн лонхтой ус яагаад хагардаг, яагаад хүйтэн улиралд цонхнууд манандаг, онгоц яагаад тэнгэрт цагаан мөр үлдээдэг вэ - бид эдгээр болон бусад "яагаад" гэсэн асуултын хариултыг хайх болно. ” энэ хичээлд. Халаах, хөргөх, хөлдөх үед усны шинж чанар хэрхэн өөрчлөгдөж, газар доорх агуй, хачин жигтэй дүрсүүд хэрхэн үүсдэг, термометр хэрхэн ажилладаг талаар олж мэдэх болно.

Сэдэв: Амьгүй байгаль

Хичээл: Шингэн усны шинж чанар

Ус нь цэвэр хэлбэрээрээ амт, үнэр, өнгөгүй боловч ихэнх бодисыг идэвхтэй уусгаж, тэдгээрийн тоосонцортой нийлдэг тул бараг хэзээ ч ийм зүйл тохиолддоггүй. Мөн ус янз бүрийн биед нэвтэрч болно (эрдэмтэд чулуунаас ч гэсэн ус олсон).

Цоргоноосоо аягатай усаар дүүргэвэл цэвэрхэн харагдана. Гэвч үнэн хэрэгтээ энэ нь олон бодисын уусмал бөгөөд тэдгээрийн дотор хий (хүчилтөрөгч, аргон, азот, нүүрстөрөгчийн давхар исэл), агаарт агуулагдах янз бүрийн хольц, хөрсний ууссан давс, ус дамжуулах хоолойн төмөр, уусаагүй хамгийн жижиг тоос зэрэг орно. тоосонцор гэх мэт.

Хэрэв та цоргоны усны дуслыг соруураар цэвэр шилэн аяганд хийж, ууршуулах юм бол бараг мэдэгдэхүйц толбо үлдэх болно.

Гол мөрөн, горхины ус, ихэнх нуурууд нь ууссан давс гэх мэт янз бүрийн хольц агуулдаг. Гэхдээ эдгээр нь цөөхөн байдаг, учир нь энэ ус цэвэрхэн байдаг.

Ус нь дэлхий болон газар доор урсаж, горхи, нуур, гол мөрөн, тэнгис, далайг дүүргэж, газар доорхи ордонуудыг бий болгодог.

Амархан уусдаг бодисоор дамжин ус газрын гүнд нэвтэрч, түүнийг дагуулан, хадан хагархай, хагарлаар газар доорх агуйг үүсгэж, нуман хаалганаас нь дусааж, хачирхалтай барималуудыг бий болгодог. Олон тэрбум усны дусал хэдэн зуун жилийн турш ууршиж, усанд ууссан бодисууд (давс, шохойн чулуу) агуйн нуман хаалган дээр тогтож, чулуун мөсөн бүрхүүл үүсгэдэг бөгөөд үүнийг сталактит гэж нэрлэдэг.

Агуйн шалан дээрх ижил төстэй тогтоцыг сталагмит гэж нэрлэдэг.

Мөн сталактит ба сталагмит хамтдаа ургаж, чулуун багана үүсгэх үед үүнийг сталагнат гэж нэрлэдэг.

Гол мөрөн дээрх мөсний шилжилтийг ажиглахад бид усыг хатуу (мөс, цас), шингэн (доор урсаж буй) болон хийн төлөвт (агаарт гарч буй усны хамгийн жижиг хэсгүүдийг усны уур гэж нэрлэдэг) хардаг.

Ус нь гурван төлөвт нэгэн зэрэг байж болно: агаарт үргэлж усны уур, үүл байдаг бөгөөд энэ нь усны дусал, мөсөн талстаас бүрддэг.

Усны уур нь үл үзэгдэх боловч нэг аяга ус хөргөгчинд нэг цагийн турш хөргөсөн дулаан өрөөнд орхивол ханан дээр нь усны дусал нэн даруй гарч ирэх болно. Шилний хүйтэн хананд хүрэх үед агаарт агуулагдах усны уур нь усны дусал болж хувирч шилний гадаргуу дээр тогтдог.

Цагаан будаа. 11. Хүйтэн шилний хананд конденсац үүсэх ()

Үүнтэй ижил шалтгаанаар, хүйтэн улиралд цонхны шилний дотор талд манан үүсдэг. Хүйтэн агаар нь дулаан агаар шиг их хэмжээний усны уур агуулж чадахгүй тул түүний зарим хэсэг нь өтгөрч, усны дусал болж хувирдаг.

Тэнгэрт нисч буй онгоцны ард байгаа цагаан мөр нь мөн усны конденсацийн үр дүн юм.

Хэрэв та уруул дээрээ толин тусгалыг авчирч, амьсгалаа гаргавал түүний гадаргуу дээр усны жижиг дуслууд үлдэх бөгөөд энэ нь амьсгалах үед хүн усны уурыг агаараар амьсгалдаг болохыг баталж байна.

Халах үед ус "өргөждөг". Энгийн туршилт үүнийг баталж чадна: шилэн хоолойг устай колбонд буулгаж, доторх усны түвшинг хэмжсэн; дараа нь колбыг бүлээн устай саванд буулгаж, усыг халаасны дараа хоолой дахь түвшинг дахин хэмжсэн бөгөөд энэ нь халах үед усны хэмжээ нэмэгддэг тул мэдэгдэхүйц өссөн байна.

Цагаан будаа. 14. Хоолойтой колбо, 1-ийн тоо, шугам нь усны анхны түвшинг заана

Цагаан будаа. 15. Хоолойтой колбо, 2 дугаар, шугам нь халах үед усны түвшинг заана

Ус хөргөхөд "шахдаг". Үүнийг ижил төстэй туршилтаар нотолж болно: энэ тохиолдолд хоолойтой колбыг мөстэй саванд буулгаж, хөргөсний дараа хоолой дахь усны түвшин анхны тэмдэгээс буурсан, учир нь усны хэмжээ буурсан байна.

Цагаан будаа. 16. Хоолойтой колбо, 3-ын тоо, шугам нь хөргөх үед усны түвшинг заана

Энэ нь усны тоосонцор, молекулууд халах үед илүү хурдан хөдөлж, бие биетэйгээ мөргөлдөж, савны хананаас бие биенээ түлхэж, молекулуудын хоорондох зай нэмэгдэж, улмаар шингэн нь илүү их эзэлхүүн эзэлдэгтэй холбоотой юм. Усыг хөргөхөд түүний хэсгүүдийн хөдөлгөөн удааширч, молекулуудын хоорондох зай багасч, шингэний хувьд бага хэмжээний эзэлхүүн шаардагдана.

Цагаан будаа. 17. Хэвийн температурт усны молекулууд

Цагаан будаа. 18. Халах үед усны молекулууд

Цагаан будаа. 19. Хөргөх үед усны молекулууд

Ийм шинж чанарыг зөвхөн усаар төдийгүй бусад шингэн (архи, мөнгөн ус, бензин, керосин) эзэмшдэг.

Шингэний энэ шинж чанарын талаархи мэдлэг нь архи, мөнгөн ус хэрэглэдэг термометр (термометр) зохион бүтээхэд хүргэсэн.

Хөлдөх үед ус өргөсдөг. Хэрэв амсар хүртэл усаар дүүргэсэн савыг таглаатай таглаад хөлдөөгчид байрлуулбал хэсэг хугацааны дараа үүссэн мөс нь савнаас цааш гарч тагийг өргөж байгааг харах болно.

Ус дамжуулах хоолойг тавихдаа энэ өмчийг харгалзан үздэг бөгөөд хөлдөх үед уснаас үүссэн мөс нь хоолойг эвдэхгүй байхын тулд тусгаарлагдсан байх ёстой.

Байгальд хөлдөж буй ус уулсыг сүйтгэдэг: хэрэв намрын улиралд чулуулгийн хагаралд ус хуримтлагдвал өвлийн улиралд хөлддөг бөгөөд үүссэн уснаас илүү их эзэлхүүнийг эзэлдэг мөсний даралтын дор чулуулаг хагарч, хагардаг. уналт.

Замын хагаралд хөлдсөн ус нь асфальт хучилтын эвдрэлд хүргэдэг.

Модны их бие дээрх нугалаатай төстэй урт нуруунууд нь модны шүүсний даралтын дор хөлдөж буй модны хагарлаас үүссэн шарх юм. Тиймээс өвлийн хүйтэнд цэцэрлэгт хүрээлэн эсвэл ойд модны шажигнах чимээ сонсогддог.

Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Дэлхий ертөнц 3. М .: Баллас.
Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Дэлхий ертөнц 3. М .: "Федоров" хэвлэлийн газар.
Плешаков А.А. Хүрээлэн буй ертөнц 3. М .: Гэгээрэл.

Сурган хүмүүжүүлэх санааны наадам ().
Шинжлэх ухаан, боловсрол ().
Олон нийтийн анги ().

"Бидний эргэн тойрон дахь ус" сэдвээр богино хэмжээний тест (3 боломжит хариулт бүхий 4 асуулт) хий.
Жижиг туршилт хий: халуун өрөөнд ширээн дээр маш хүйтэн устай аяга тавь. Юу болохыг тайлбарла, яагаад гэдгийг тайлбарла.
*Халаасан, хэвийн, хөргөсөн төлөвт усны молекулуудын хөдөлгөөнийг зур. Шаардлагатай бол зурган дээрээ тайлбар бичээрэй.

Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисуудын нэг: ус. Бидэнд агаар шиг хэрэгтэй, гэхдээ заримдаа бид үүнийг огт анзаардаггүй. Тэр зүгээр л. Гэхдээ энэ нь болж байна

Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл бодисуудын нэг: ус. Бидэнд агаар шиг хэрэгтэй, гэхдээ заримдаа бид үүнийг огт анзаардаггүй. Тэр зүгээр л. Гэхдээ энгийн ус эзэлхүүнийг нь өөрчилж, илүү их эсвэл бага жинтэй байдаг нь харагдаж байна. Ус ууршиж, халж, хөрөхөд үнэхээр гайхалтай зүйлс тохиолдох бөгөөд энэ талаар бид өнөөдөр мэдэх болно.
Муриэль Манделл "Хүүхдэд зориулсан физикийн туршилтууд" хэмээх хөгжилтэй номондоо усны шинж чанаруудын талаархи хамгийн сонирхолтой бодлыг багтаасан бөгөөд үүний үндсэн дээр зөвхөн залуу физикчид олон шинэ зүйлийг сурч мэдэх төдийгүй насанд хүрэгчид ч мөн адил усны шинж чанаруудын талаархи мэдлэгээ сэргээх болно. Удаан хугацаанд өргөдөл гаргах шаардлагагүй байсан тул тэд бага зэрэг мартагдсан байв.Өнөөдөр бид усны хэмжээ, жингийн талаар ярих болно. Ижил хэмжээний ус үргэлж ижил жинтэй байдаггүй нь харагдаж байна. Хэрэв та шилэн аяганд ус асгаж, ирмэгээр нь асгарахгүй бол энэ нь ямар ч тохиолдолд түүнд багтах болно гэсэн үг биш юм.

1. Ус халах үед өргөсдөг

Таван сантиметр буцалсан усаар дүүргэсэн саванд усаар дүүргэсэн савыг хийнэ.ус хийгээд бага дулаанаар буцалгана. Савны ус хальж эхэлнэ. Учир нь ус халах үед бусад шингэнтэй адил илүү их зай эзэлдэг. Молекулууд бие биенээ илүү хүчтэй түлхэж, энэ нь усны хэмжээг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

2. Ус хөргөхөд багасдаг

Саванд байгаа усыг тасалгааны хэм хүртэл хөргөнө, эсвэл шинэ ус нэмээд хөргөгчинд хийнэ. Хэсэг хугацааны дараа та өмнө нь дүүрсэн сав дүүрхээ больсон болохыг олж мэдэх болно. Цельсийн 3.89 хэм хүртэл хөргөхөд температур буурах тусам усны хэмжээ буурдаг. Үүний шалтгаан нь молекулуудын хөдөлгөөний хурд буурч, хөргөлтийн нөлөөн дор бие биетэйгээ нийлэх явдал байв.Бүх зүйл маш энгийн юм шиг санагдаж байна: ус хүйтэн байх тусам түүний эзэлхүүн бага байх болно, гэхдээ ...

3. ... усны хэмжээ хөлдөхөд дахин нэмэгддэг

Савыг ирмэг хүртэл усаар дүүргээд картон цаасаар бүрхэнэ. Үүнийг хөлдөөгчид хийж, хөлдөх хүртэл хүлээнэ үү. Та картон "таг"-ыг түлхэж гаргасныг олж мэдэх болно. Цельсийн 3.89-аас 0 градусын температурт, өөрөөр хэлбэл хөлдөх цэг рүүгээ явах замд ус дахин өргөжиж эхэлдэг. Энэ нь ийм шинж чанартай цөөн хэдэн мэдэгдэж байгаа бодисуудын нэг юм.Хэрэв та нягт таглааг ашиглавал мөс нь савыг зүгээр л хагалах болно. Усны хоолой хүртэл мөсөөр хагардаг гэж та сонсож байсан уу?

4. Мөс уснаас хөнгөн

Нэг аяга усанд хэдэн шоо мөс хийнэ. Мөс гадаргуу дээр хөвөх болно. Ус хөлдөх үед өргөсдөг. Үүний үр дүнд мөс нь уснаас хөнгөн байдаг: түүний эзэлхүүн нь усны зохих эзэлхүүний 91 орчим хувийг эзэлдэг.
Усны энэ шинж чанар нь тодорхой шалтгааны улмаас байгальд байдаг. Энэ нь маш тодорхой зорилготой. Өвөл гол мөрөн хөлддөг гэж ярьдаг. Гэвч үнэн хэрэгтээ энэ нь бүхэлдээ үнэн биш юм. Ихэвчлэн жижиг дээд давхарга нь хөлддөг. Энэ мөсөн бүрхүүл нь шингэн уснаас хөнгөн тул живдэггүй. Энэ нь голын гүн дэх усны хөлдөлтийг удаашруулж, загас болон бусад гол нуурын амьтдыг өвлийн хүйтэн жавараас хамгаалж, нэг төрлийн хөнжил болдог. Физикийг судалснаар та байгальд байгаа олон зүйлийг оновчтой зохион байгуулдаг гэдгийг ойлгож эхэлдэг.

5. Цоргоны ус нь эрдэс бодис агуулдаг

5 хоолны халбага цоргоны энгийн усыг жижиг шилэн аяганд хийнэ. Ус уурших үед аяга дээр цагаан хүрээ үлдэх болно. Энэ обуд нь хөрсний үеийг дайран өнгөрөхөд усанд ууссан эрдэс бодисоор үүсдэг.Данхныхаа дотор талыг харвал тэнд ашигт малтмалын орд харагдана. Усанд орохдоо ус зайлуулах нүхэнд ижил товруу үүсдэг.Борооны усыг ууршуулж, эрдэс бодис агуулагдаж байгаа эсэхийг шалгаарай.