Сургуулийн үеэс усны томъёог хэн мэддэг вэ? Мэдээжийн хэрэг, бүх зүйл. Химийн хичээлийг бүхэлд нь судалж үзээгүй хүмүүсийн хувьд H2O томьёо юуг илэрхийлдэг талаарх мэдлэг л үлдсэн байх магадлалтай. Харин одоо бид ус гэж юу вэ гэдгийг аль болох нарийвчлан, гүнзгий ойлгохыг хичээх болно. Түүний үндсэн шинж чанарууд юу вэ, яагаад үүнгүйгээр дэлхий дээр амьдрах боломжгүй юм.
Ус бодис болох
Усны молекул нь бидний мэдэж байгаагаар нэг хүчилтөрөгч, хоёр устөрөгчийн атомаас бүрддэг. Түүний томьёо нь дараах байдлаар бичигдсэн: H2O. Энэ бодис нь гурван төлөвтэй байж болно: хатуу - мөс хэлбэрээр, хий - уур хэлбэрээр, шингэн - өнгө, амт, үнэргүй бодис. Дашрамд хэлэхэд энэ бол байгалийн нөхцөлд гурван мужид нэгэн зэрэг оршин тогтнох боломжтой гараг дээрх цорын ганц бодис юм. Жишээлбэл: Дэлхийн туйлд - мөс, далайд - ус, нарны туяа дор уурших нь уур юм. Энэ утгаараа ус хэвийн бус байна.
Мөн ус бол бидний хамгийн түгээмэл бодис юмгариг. Энэ нь дэлхийн гаригийн гадаргууг бараг далан хувиар эзэлдэг - эдгээр нь далай, нуур бүхий олон гол мөрөн, мөсөн голууд юм. Дэлхий дээрх усны ихэнх хэсэг нь давстай байдаг. Архи уух, газар тариалан эрхлэхэд тохиромжгүй. Цэвэр ус нь манай гараг дээрх нийт усны ердөө хоёр хагас хувийг бүрдүүлдэг.
Ус бол маш хүчтэй, өндөр чанартай уусгагч юм. Үүнээс болж усан дахь химийн урвалууд асар хурдацтай явагддаг. Үүнтэй ижил шинж чанар нь хүний бие дэх бодисын солилцоонд нөлөөлдөг. Насанд хүрсэн хүний биеийн далан хувь нь ус байдаг нь бидний мэддэг зүйл. Хүүхдэд энэ хувь илүү өндөр байдаг. Нас ахих тусам энэ үзүүлэлт далангаас жаран хувь болж буурдаг. Дашрамд хэлэхэд, усны энэ онцлог нь хүний амьдралын үндэс гэдгийг тод харуулж байна. Бие дэхь ус их байх тусам эрүүл, идэвхтэй, залуу байдаг. Тиймээс бүх орны эрдэмтэд, эмч нар их уух хэрэгтэй гэдгийг уйгагүй давтан хэлдэг. Энэ нь цэвэр ус бөгөөд цай, кофе болон бусад ундааг орлуулж болохгүй.
Ус нь манай гаригийн уур амьсгалыг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь хэтрүүлэг биш юм. Далай дахь халуун урсгал нь бүх тивийг халаана. Энэ нь ус нарны илчийг их хэмжээгээр шингээж, улмаар хөргөж эхлэхэд нь гадагшлуулдагтай холбоотой юм. Тиймээс энэ нь гараг дээрх температурыг зохицуулдаг. Ногоон гариг дээр ийм их ус байгаагүй бол дэлхий аль эрт хөрч, чулуу болон хувирах байсан гэж олон эрдэмтэд ярьдаг.
Усны шинж чанар
Ус маш олон сонирхолтой шинж чанартай.
Жишээ нь ус агаараас хойшхи хамгийн хөдөлгөөнт бодис юм. Сургуулийн курсээс харахад олон хүн байгаль дахь усны эргэлт гэх мэт зүйлийг санаж байгаа нь гарцаагүй. Жишээлбэл: нарны шууд тусгалын нөлөөн дор урсгал нь ууршиж, усны уур болж хувирдаг. Цаашилбал, энэ уур нь салхиар хаа нэгтээ зөөгдөж, үүлэнд, тэр ч байтугай аянга цахилгаантай үүлэнд хуримтлагдаж, цас, мөндөр, бороо хэлбэрээр ууланд унадаг. Цаашилбал, уулнаас горхи дахин урсаж, хэсэгчлэн ууршдаг. Тиймээс тойрог дотор - мөчлөг сая сая удаа давтагдана.
Мөн ус маш өндөр дулаан багтаамжтай. Үүний улмаас усны биетүүд, ялангуяа далай тэнгисүүд дулааны улирал эсвэл өдрийн цагийг хүйтэн цаг руу шилжүүлэх үед маш удаан хөрдөг. Үүний эсрэгээр, агаарын температур нэмэгдэхэд ус маш удаан халдаг. Үүнээс үүдэн дээр дурдсанчлан ус манай гараг даяар агаарын температурыг тогтворжуулдаг.
Мөнгөн усны дараа усны гадаргуугийн хурцадмал байдал хамгийн их байдаг. Хавтгай гадаргуу дээр санамсаргүй асгарсан дусал заримдаа гайхалтай толбо болж хувирдагийг анзаарахгүй байхын аргагүй юм. Энэ нь усны уян хатан чанарыг харуулж байна. Өөр нэг шинж чанар нь температур дөрвөн градус хүртэл буурах үед илэрдэг. Ус энэ тэмдэг хүртэл хөрмэгц илүү хөнгөн болно. Тиймээс мөс нь усны гадаргуу дээр үргэлж хөвж, царцдас хэлбэрээр хөлддөг бөгөөд гол мөрөн, нууруудыг бүрхдэг. Үүний ачаар загас өвлийн улиралд хөлддөг усан санд хөлддөггүй.
Ус цахилгаан дамжуулагч
Эхлээд та цахилгаан дамжуулах чанар (усыг оруулаад) гэж юу болохыг олж мэдэх хэрэгтэй. Цахилгаан дамжуулах чадвар нь aэсвэл бодисууд цахилгаан гүйдлийг өөрсдөө дамжуулдаг. Үүний дагуу усны цахилгаан дамжуулах чанар нь усны гүйдэл дамжуулах чадвар юм. Энэ чадвар нь шингэн дэх давс болон бусад хольцын хэмжээнээс шууд хамаардаг. Жишээлбэл, нэрмэл усны цахилгаан дамжуулах чанар нь ийм усыг сайн цахилгаан дамжуулахад зайлшгүй шаардлагатай янз бүрийн нэмэлтүүдээс цэвэрлэдэг тул бараг л багасдаг. Маш сайн гүйдэл дамжуулагч бол давсны агууламж маш өндөр байдаг далайн ус юм. Цахилгаан дамжуулах чанар нь усны температураас хамаарна. Температур өндөр байх тусам усны цахилгаан дамжуулах чанар нэмэгддэг. Энэ хэв маяг нь физикчдийн олон туршилтын ачаар илэрсэн.
Усны цахилгаан дамжуулах чанарыг хэмжих
Кондуктометр гэдэг ийм нэр томъёо байдаг. Энэ бол уусмалын цахилгаан дамжуулах чанарт суурилсан цахилгаан химийн шинжилгээний аргуудын нэг юм. Энэ аргыг давс, хүчлийн уусмал дахь концентрацийг тодорхойлох, түүнчлэн үйлдвэрлэлийн зарим уусмалын найрлагыг хянахад ашигладаг. Ус нь амфотер шинж чанартай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, нөхцөл байдлаас шалтгаалан хүчиллэг ба үндсэн шинж чанарыг хоёуланг нь харуулах чадвартай байдаг - хүчил ба суурь хоёулаа ажиллах боломжтой.
Энэ шинжилгээнд ашигласан төхөөрөмж нь кондуктометр хэмээх тун төстэй нэртэй. Кондуктометр ашиглан уусмал дахь электролитийн цахилгаан дамжуулах чанарыг хэмждэг бөгөөд шинжилгээг хийж байна. Магадгүй өөр нэр томъёог тайлбарлах нь зүйтэй болов уу - электролит. Энэ бодис нь ууссан эсвэл хайлсан үедионуудад задардаг бөгөөд үүний улмаас дараа нь цахилгаан гүйдэл үүснэ. Ион нь цахилгаан цэнэгтэй бөөмс юм. Үнэн хэрэгтээ кондуктометр нь усны цахилгаан дамжуулалтын тодорхой нэгжийг үндэслэн түүний цахилгаан дамжуулах чанарыг тодорхойлдог. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь анхны нэгж болгон авсан тодорхой хэмжээний усны цахилгаан дамжуулах чанарыг тодорхойлдог.
Өнгөрсөн зууны далаад оны эхэн үеэс ч гэсэн цахилгаан дамжуулах чанарыг илэрхийлэх хэмжүүрийн нэгжийг "mo" ашигладаг байсан бөгөөд энэ нь эсэргүүцлийн гол нэгж болох Ом-ын өөр хэмжигдэхүүний дериватив юм.. Цахилгаан дамжуулах чанар нь эсэргүүцэлтэй урвуу хамааралтай хэмжигдэхүүн юм. Одоо үүнийг Siemens-д хэмждэг. Энэ утгыг Германы физикч Вернер фон Сименсийн нэрэмжит болгон нэрлэжээ.
Siemens
Siemens (Cm ба S-ээр тэмдэглэж болно) нь цахилгаан дамжуулах чанарын нэгж болох Ом-ын эсрэг утга юм. Нэг см нь эсэргүүцэл нь 1 Ом байх аливаа дамжуулагчийн цахилгаан дамжуулах чадвартай тэнцүү байна. Siemens томъёогоор илэрхийлсэн:
Усны дулаан дамжуулалт
Одоо дулаан дамжилтын илтгэлцүүр гэж юу болох талаар ярилцъя. Дулаан дамжуулалт гэдэг нь бодисын дулааны энергийг дамжуулах чадвар юм. Энэ үзэгдлийн мөн чанар нь тухайн бие, бодисын температурыг тодорхойлдог атом ба молекулуудын кинетик энергийг шилжүүлдэгт оршино.харилцан үйлчлэлийн явцад өөр бие эсвэл бодис. Өөрөөр хэлбэл, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь бие, бодис, түүнчлэн бие ба бодисын хоорондох дулаан солилцоо юм.
Усны дулаан дамжуулалт ч маш өндөр. Хүмүүс өдөр бүр усны энэ шинж чанарыг анзааралгүй хэрэглэдэг. Жишээлбэл, саванд хүйтэн ус асгаж, дотор нь ундаа эсвэл хоол хөргөх. Хүйтэн ус нь лонх, савнаас дулаан авч, хүйтэн өгөхийн оронд урвуу хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой.
Одоо ижил үзэгдлийг гаригийн хэмжээнд хялбархан төсөөлж болно. Зуны улиралд далай халж, дараа нь хүйтэн цаг агаар эхлэхэд аажмаар хөргөж, дулаанаа агаарт өгч, улмаар тивүүдийг халаана. Өвлийн улиралд сэрүүцсэний дараа далай хуурай газартай харьцуулахад маш удаан дулаарч зуны наранд гандсан тивүүдэд сэрүүн байдлаа өгч эхэлдэг.
Усны нягт
Загаснууд өвлийн улиралд ус бүхэлдээ царцдастай хөлддөг тул цөөрөмд амьдардаг гэж дээр хэлсэн. Ус тэг градусын температурт мөс болж эхэлдэг гэдгийг бид мэднэ. Усны нягт нь мөсний нягтаас их байдаг тул мөс гадаргуу дээр хөвж, хөлддөг.
Усны исэлдүүлэх шинж чанар юу вэ
Мөн өөр өөр нөхцөлд ус нь исэлдүүлэгч болон бууруулагч бодис байж болно. Өөрөөр хэлбэл, ус электроноо өгснөөр эерэг цэнэгтэй, исэлддэг. Эсвэл электрон авч, сөрөг цэнэглэгддэг, энэ нь сэргээгдсэн гэсэн үг юм. Эхний тохиолдолд ус исэлдэж, үхсэн гэж нэрлэдэг. Тэр эзэмшдэгмаш хүчтэй нян устгах шинж чанартай, гэхдээ та үүнийг уух шаардлагагүй. Хоёр дахь тохиолдолд ус нь амьд байна. Энэ нь эрч хүч өгч, биеийг нөхөн сэргээхэд түлхэц өгч, эсэд энерги авчирдаг. Усны эдгээр хоёр шинж чанарын ялгааг "улаан исэлдэх потенциал" гэсэн нэр томъёогоор илэрхийлдэг.
Ус ямар урвалд орох вэ
Ус нь дэлхий дээр байдаг бараг бүх бодистой урвалд орох чадвартай. Цорын ганц зүйл бол эдгээр урвал явагдахын тулд та тохирох температур, бичил цаг уурыг хангах хэрэгтэй.
Жишээ нь, өрөөний температурт ус нь натри, кали, бари зэрэг металлуудтай сайн урвалд ордог - тэдгээрийг идэвхтэй гэж нэрлэдэг. Галоген нь фтор ба хлор юм. Халах үед ус төмөр, магни, нүүрс, метантай сайн урвалд ордог.
Төрөл бүрийн катализаторын тусламжтайгаар ус нь амид, карбоксилын хүчлийн эфиртэй урвалд ордог. Катализатор нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг харилцан урвал руу түлхэж, хурдасгадаг бодис юм.
Дэлхийгээс өөр хаана ч ус байдаг уу?
Одоогоор дэлхийгээс бусад нарны аймгийн аль ч гаригт ус олдоогүй байна. Тийм ээ, тэд Бархасбадь, Санчир, Далай ван, Тэнгэрийн ван зэрэг аварга гаригуудын хиймэл дагуул дээр байгаа гэж таамаглаж байгаа боловч одоогоор эрдэмтэд тодорхой мэдээлэлгүй байна. Ангараг гараг болон дэлхийн хиймэл дагуул болох Сар дээрх гүний усны тухай бүрэн батлагдаагүй өөр нэг таамаглал бий. Ангараг гарагийн тухайд энэ гараг дээр нэгэн цагт далай байсан гэсэн хэд хэдэн онолыг дэвшүүлсэн бөгөөд түүний боломжит загварыг эрдэмтэд хүртэл зохион бүтээжээ.
Нарны аймгийн гадна том жижиг олон гаригууд байдаг бөгөөд эрдэмтдийн үзэж байгаагаар тэнд ус байж болзошгүй. Гэхдээ үүнд итгэлтэй байх өчүүхэн ч арга алга.
Усны дулаан ба цахилгаан дамжуулалтыг практикт хэрхэн ашиглах вэ
Ус нь дулааны багтаамж ихтэй учир дулааны шугамд дулаан зөөгч болгон ашигладаг. Энэ нь үйлдвэрлэгчээс хэрэглэгч рүү дулаан дамжуулах боломжийг олгодог. Олон атомын цахилгаан станцууд усыг маш сайн хөргөлтийн бодис болгон ашигладаг.
Анагаах ухаанд мөсийг хөргөхөд, уурыг халдваргүйжүүлэхэд хэрэглэдэг. Мөсийг нийтийн хоолны системд мөн ашигладаг.
Олон цөмийн реакторуудад усыг амжилттай цөмийн гинжин урвалын зохицуулагч болгон ашигладаг.
Даралттай усыг чулууг хагалах, сэтлэх, бүр огтлоход ашигладаг. Үүнийг туннель, газар доорх байгууламж, агуулах, метро барихад идэвхтэй ашигладаг.
Дүгнэлт
Өгүүллээс үзэхэд ус бол өөрийн шинж чанар, үйл ажиллагааны хувьд дэлхий дээрх хамгийн орлуулашгүй, гайхалтай бодис юм. Дэлхий дээрх хүн болон бусад амьтдын амьдрал уснаас хамаардаг уу? Мэдээж тийм. Энэ бодис нь хүний шинжлэх ухааны үйл ажиллагаанд хувь нэмэр оруулдаг уу? Тиймээ. Ус нь цахилгаан дамжуулалт, дулаан дамжуулалт болон бусад ашигтай шинж чанартай байдаг уу? Хариулт нь бас тийм. Өөр нэг зүйл бол дэлхий дээр ус улам багасч, бүр илүү цэвэр ус байна. Бидний даалгавар бол үүнийг (тиймээс бид бүгдээрээ) хамгаалж, хамгаалах явдал юмалга болсон.
