Ус бол нарийн судлах шаардлагатай ер бусын бодис юм. Зөвлөлтийн академич И. В. Петрянов энэхүү гайхалтай бодисын тухай "Дэлхийн хамгийн ер бусын бодис" хэмээх ном бичсэн. Усны физик шинж чанарын ямар гажуудал онцгой анхаарал татаж байна вэ? Бид хамтдаа энэ асуултын хариултыг хайх болно.
Сонирхолтой баримтууд
Бид "ус" гэдэг үгийн утгыг бараг боддоггүй. Манай гаригийн нийт нутаг дэвсгэрийн 70 гаруй хувийг гол мөрөн, нуур, далай, далай, мөсөн уулс, мөсөн гол, намаг, уулын орой дээрх цас, мөнх цэвдэг эзэлдэг. Ийм их хэмжээний ус байгаа хэдий ч зөвхөн 1% нь л ууж болно.
Биологийн ач холбогдол
Хүний биеийн 70-80% ус байдаг. Энэ бодис нь бүх амин чухал үйл явцын урсгалыг баталгаажуулдаг, ялангуяа үүний ачаар хорт бодисыг зайлуулж, эсүүд сэргээгддэг. Амьд эс дэх усны үндсэн үүрэгбүтцийн болон эрчим хүчний шинж чанартай бөгөөд хүний биед тоон агуулга нь багасах тусам "багасдаг".
Амьд организмд H2Oгүйгээр ажиллах тийм систем байхгүй. Усны хэвийн бус байдлыг үл харгалзан энэ нь дулааны хэмжээ, масс, температур, өндрийг тодорхойлох стандарт юм.
Үндсэн ойлголт
H2O - 11.19% устөрөгч, 88.81% хүчилтөрөгч агуулсан устөрөгчийн исэл. Энэ нь үнэр, амтгүй өнгөгүй шингэн юм. Ус бол үйлдвэрлэлийн процессын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм.
Энэ бодисыг анх удаа 18-р зууны төгсгөлд Г. Кавендиш нийлэгжүүлсэн. Эрдэмтэн хүчилтөрөгч, устөрөгчийн холимогийг цахилгаан нумаар дэлбэлсэн. Г. Галилей анх 1612 онд мөс ба усны нягтын ялгааг шинжилжээ.
1830 онд Францын эрдэмтэн П. Дюлонг, Д. Араго нар уурын хөдөлгүүрийг бүтээжээ. Энэхүү нээлт нь ханасан уурын даралт ба температурын хоорондын хамаарлыг судлах боломжийг олгосон. 1910 онд Америкийн эрдэмтэн П. Бридгман, Германы Г. Тэмман нар өндөр даралтын үед мөсөнд хэд хэдэн полиморф өөрчлөлтийг илрүүлсэн.
1932 онд Америкийн эрдэмтэн Г. Урей, Э. Уашберн нар хүнд усыг нээжээ. Тоног төхөөрөмж, судалгааны аргыг сайжруулснаар энэ бодисын физик шинж чанарт гажиг илэрсэн.
Физик шинж чанарын зарим зөрчил
Цэвэр ус нь тунгалаг, өнгөгүй шингэн юм. -аас шингэн болж хувирах үед түүний нягтхатуу бодис нэмэгдэж, энэ нь усны шинж чанарын гажиг илэрдэг. 0-ээс 40 градус хүртэл халаах нь нягтрал нэмэгдэхэд хүргэдэг. Өндөр дулаан багтаамжийг усны гажиг гэж тэмдэглэх нь зүйтэй. Талсжих температур Цельсийн 0 хэм, буцлах цэг 100 хэм байна.
Энэ органик бус нэгдлийн молекул нь өнцгийн бүтэцтэй. Түүний цөмүүд нь суурь дээрээ хоёр протон, орой дээрээ хүчилтөрөгчийн атом бүхий ижил өнцөгт гурвалжин үүсгэдэг.
Нягтын гажиг
Эрдэмтэд H2O-ийн дөч орчим шинж чанарыг тодорхойлж чадсан. Усны гажиг нь анхааралтай авч үзэх, судлах шаардлагатай. Эрдэмтэд хүчин зүйл бүрийн шалтгааныг тайлбарлаж, шинжлэх ухааны үндэслэлтэй тайлбар өгөхийг хичээж байна.
Усны нягтын гажиг нь энэ бодис нь хамгийн их нягтын утга нь +3, 98 ° C-аас эхэлдэгт оршино. Дараа нь хөргөхөд шингэнээс хатуу төлөвт шилжих үед нягтрал буурч байна.
Бусад нэгдлүүдийн хувьд шингэн дэх нягт нь температур буурах тусам буурдаг, учир нь температурын өсөлт нь молекулуудын кинетик энергийг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг (тэдгээрийн хөдөлгөөний хурд нэмэгддэг), энэ нь бодисын уян хатан чанар нэмэгдэхэд хүргэдэг.
Усны ийм гажигуудыг харгалзан үзэхэд энэ нь температур нэмэгдэхийн хэрээр хурд нь нэмэгдэх хандлагатай байдаг боловч нягтрал нь зөвхөн өндөр температурт буурдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Мөсний нягтыг бууруулсны дараа усны гадаргуу дээр байх болно. Энэ үзэгдлийг болор дахь молекулууд нь орон зайн үечилсэн тогтмол бүтэцтэй байдагтай холбон тайлбарлаж болно.
Хэрэв энгийн нэгдлүүдийн молекулууд нь талст хэлбэрээр нягт савлагдсан бол бодис хайлж дууссаны дараа тогтмол байдал арилдаг. Үүнтэй төстэй үзэгдэл нь молекулууд нэлээд хол зайд байрлах үед л ажиглагддаг. Металл хайлуулах явцад нягтын бууралт нь 2-4% -иар тооцоолсон ач холбогдолгүй утга юм. Усны нягт мөсний нягтралаас 10 хувиар давсан байна. Тиймээс энэ нь усны гажигийн илрэл юм. Хими энэ үзэгдлийг диполь бүтэц, түүнчлэн ковалент туйлын холбоогоор тайлбарладаг.
Шахалтын гажиг
Усны онцлогийн талаар үргэлжлүүлэн яръя. Энэ нь ер бусын температурын зан үйлээр тодорхойлогддог. Түүний шахагдах чадвар, өөрөөр хэлбэл даралт ихсэх тусам эзэлхүүн буурах нь усны физик шинж чанарын гажиг жишээ гэж үзэж болно. Энд ямар онцлог шинж чанаруудыг анхаарч үзэх хэрэгтэй вэ? Бусад шингэнийг даралтын дор шахахад илүү хялбар байдаг ба ус зөвхөн өндөр температурт ийм шинж чанарыг олж авдаг.
Дулааны багтаамжийн температурын төлөв
Энэ гажиг нь усны хамгийн хүчтэй эмгэгүүдийн нэг юм. Дулааны багтаамж нь температурыг 1 градусаар нэмэгдүүлэхэд хэр их дулаан хэрэгтэйг хэлж өгдөг. Олон бодисын хувьд хайлж дууссаны дараа шингэний дулааны багтаамж 10 хувиас ихгүй нэмэгддэг. Мөн мөс хайлсны дараа усны хувьд энэ физик хэмжигдэхүүн хоёр дахин нэмэгддэг. Аль ч бодис байхгүйДулааны багтаамж ийм нэмэгдээгүй.
Мөсөнд халаахад нийлүүлдэг энерги нь ихэвчлэн молекулуудын хөдөлгөөний хурдыг (кинетик энерги) нэмэгдүүлэхэд зарцуулагддаг. Хайлсны дараа дулааны багтаамж мэдэгдэхүйц нэмэгдэж байгаа нь дулааны оролтыг шаарддаг усанд эрчим хүч их шаарддаг бусад процессууд явагддаг болохыг харуулж байна. Эдгээр нь дулааны багтаамжийг нэмэгдүүлэх шалтгаан болдог. Энэ үзэгдэл нь ус хуримтлагдах шингэн төлөв бүхий бүх температурын мужид тохиолддог.
Уур болж хувирмагц гажиг арилдаг. Одоогийн байдлаар олон эрдэмтэд хэт хөргөсөн усны шинж чанарын шинжилгээнд хамрагдаж байна. Энэ нь талсжих цэгийн 0°C-ээс доош шингэн хэвээр байх чадвартайдаа оршдог.
Усыг нимгэн хялгасан судсанд, түүнчлэн туйлшгүй орчинд жижиг дусал хэлбэрээр хэт хөргөх бүрэн боломжтой. Ийм нөхцөлд нягтралын гажиг юу ажиглагддаг вэ гэсэн байгалийн асуулт гарч ирдэг. Ус хэт хөргөхөд усны нягт мэдэгдэхүйц буурч, температур буурах тусам мөсний нягт руу чиглэдэг.
Гадаад харагдах шалтгаан
: "Усны гажигуудыг нэрлэж, тэдгээрийн шалтгааныг тайлбарла" гэж асуухад тэдгээрийг бүтцийн өөрчлөлттэй холбох шаардлагатай. Аливаа бодисын бүтэц дэх бөөмсийн зохион байгуулалт нь түүний доторх бөөмс (атом, ион, молекул) -ын харилцан зохион байгуулалтын онцлогоор тодорхойлогддог. Устөрөгчийн хүч нь усны молекулуудын хооронд үйлчилдэг бөгөөд энэ шингэнийг буцалгах ба хайлах цэгүүдийн хоорондын хамаарлаас зайлуулдаг.шингэн агрегацын төлөвт байгаа бусад бодисын шинж чанар.
Электрон нягтын тархалтын онцлогоос шалтгаалан өгөгдсөн органик бус нэгдлүүдийн молекулуудын хооронд үүсдэг. Устөрөгчийн атомууд тодорхой эерэг цэнэгтэй байдаг бол хүчилтөрөгчийн атомууд сөрөг цэнэгтэй байдаг. Үүний үр дүнд усны молекул нь ердийн тетраэдр хэлбэртэй байдаг. Үүнтэй төстэй бүтэц нь 109.5 ° -ийн холбоосын өнцгөөр тодорхойлогддог. Хамгийн таатай зохицуулалт бол хүчилтөрөгч ба устөрөгчийг өөр өөр цэнэгтэй нэг мөрөнд байрлуулах явдал тул устөрөгчийн холбоо нь электростатик шинж чанартай байдаг.
Тиймээс усны ер бусын (гажиг) шинж чанарууд нь түүний молекулын тусгай электрон бүтцийн үр дагавар юм.
Усны дурсамж
Ус нь санах ойтой, энерги хуримтлуулж, дамжуулж, биеийг виртуал мэдээллээр тэжээдэг гэсэн үзэл бодол байдаг. Японы эрдэмтэн Масару Эмото удаан хугацааны турш энэ асуудлыг шийдэж ирсэн. Доктор Эмото судалгааныхаа үр дүнг "Уснаас ирсэн захиас" номондоо нийтлүүлсэн. Эрдэмтэд тэрээр эхлээд нэг дусал усыг 5 градусын температурт хөлдөөж, дараа нь талстуудын бүтцийг микроскопоор шинжлэх туршилт хийжээ. Үр дүнг бичихийн тулд тэрээр камер барьсан микроскоп ашигласан.
Туршилтын нэг хэсэг болох Масау Эмото усанд янз бүрийн аргаар нөлөөлж, дараа нь дахин хөлдөөж, гэрэл зураг авчээ. Тэрээр мөсөн талстуудын хэлбэр ба хөгжмийн хоорондын хамаарлыг олж чадсан.ус үүнийг сонссон. Гайхалтай нь эрдэмтэн сонгодог болон ардын хөгжмийг ашиглан хамгийн зохицсон цасан ширхгийг бичжээ.
Орчин үеийн хөгжим ашиглах нь Масаугийн хэлснээр усыг "бохирдуулдаг" тул тэдгээр нь жигд бус хэлбэртэй тогтсон талстууд байжээ. Нэг сонирхолтой баримт бол талстуудын хэлбэр ба хүний энерги хоорондын хамаарлыг Японы эрдэмтэн тодорхойлсон явдал юм.
Ус бол манай гараг дээр их хэмжээгээр агуулагддаг хамгийн гайхалтай бодис юм. Орчин үеийн хүний идэвхтэй оролцдоггүй аливаа үйл ажиллагааны чиглэлийг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Энэ бодисын олон талт байдлыг усны тетраэдр бүтцээс үүдэлтэй гажиг тодорхойлдог.
