Чтобы вещество смогло проводить электрический ток, в нем должны присутствовать заряженные частицы, способные свободно перемещаться через весь его объем под действием приложенного электрического поля. В металлических проводниках, например, такими заряженными частицами выступают свободные электроны, а в электролитах — положительно и отрицательно заряженные ионы.

Диэлектрики вовсе не проводят постоянный электрический ток, поскольку заряженные частицы в их структуре хотя и есть, однако они связаны друг с другом, и не могут свободно перемещаться, образуя ток.

Но переменный ток пропускают даже диэлектрики, это называется током смещения, например конденсатор в цепи переменного тока на определенной частоте будет проводить ток так, словно является проводником.

Обычная неочищенная вода

Что касается обычной воды (речной, водопроводной, особенно — морской и т. д.), то в ней всегда присутствуют растворенные минеральные вещества, которые под действием приложенного электрического поля распадаются на ионы, способные двигаться как в электролите.

По этой причине обычная неочищенная вода проводит ток, ведя себя подобно слабому электролиту. Если через такую воду попытаться пропустить ток, то в течение небольшого времени он будет через нее идти, хотя и слабо.

Теоретически идеально чистая вода

Теоретически, если воду полностью очистить от примесей, то есть удалить из ее объема абсолютно все вещества, включая соли, газы, остатки кислот, то она станет диэлектриком, и будет вести себя как изолятор.

В ней не будет ионов, способных двигаться под действием электрического поля и образовывать ток, а сами молекулы воды — электрически нейтральны. Такую воду можно было бы использовать, например, в качестве диэлектрика между пластинами конденсатора.

Реальная дистиллированная вода

Но в реальности даже дистиллированная вода (вода, очищенная путем испарения с последующей конденсацией пара) не бывает абсолютно чистой.

Есть российский ГОСТ 6709-72, определяющий массовую концентрацию остатка примесей в такой дистиллированной воде — не более 5 мг на литр, и минимальное удельное сопротивление не менее 2 кОм*м.

То есть куб дистиллированной воды со стороной длиной в 1 метр, с приложенными к нему по краям электродами, будет иметь сопротивление минимум 2 кОм. А если представить разлитую по полу дистиллированную воду, скажем, в объеме одного стакана (200 мл), то ее сопротивление в лучшем случае окажется 200 кОм. Можно сказать, что это практически — диэлектрик.

Нет смысла пытаться использовать такую воду как проводник постоянного тока. С этой точки зрения дистиллированная вода не проводит электрический ток. Ее обычно используют для коррекции плотности электролитов.

Почему стоит опасаться контакта любой воды с электричеством

Однако люди не зря боятся контакта любой воды с электричеством, особенно — с переменным напряжением из розетки. Даже сетевое напряжение с провода, упавшего в лужу воды, на которую может случайно наступить человек, способно вызвать миллиамперный переменный ток, которого будет достаточно для причинения организму вреда.

Человеческое тело и фаза из розетки, соединенные через лужу разлитой воды, образуют цепь с реактивными элементами, и если человек в такой ситуации случайно коснется заземленного предмета, то его ударит током. Вот почему необходимо избегать контакта электричества с водой. Как вы понимаете, с дистиллированной водой риск причинения вреда меньше, но он все равно остается. Поэтому лучше избегать попадания любой воды на электрические приборы.

Источник

Какая вода не проводит электричество и почему

Мы привыкли считать, что вода прекрасно проводит электрический ток. Но это не совсем верное утверждение. Что в нем не так, и есть ли такая вода, что является диэлектриком? Будем разбираться!

Вода — проводник…

Вода часто задает загадки исследователям, это одна из самых таинственных жидкостей на планете. Даже, казалось бы, простой вопрос о ее проводимости оказывается совсем неоднозначным.

Вода прекрасно проводит электричество. Это аксиома, об этом знают многие. Нас часто предупреждают, что плавать в открытых водоемах в грозу нельзя, что не стоит трогать включенные бытовые приборы влажными руками.

… и диэлектрик

Но оказалось, что проводником является вовсе не вода сама по себе, а те примеси, что в ней практически всегда присутствуют. Что абсолютно точно: вода является универсальным растворителем, поэтому в ней всегда есть какие-то взвеси или хорошо растворенные примеси. В том числе, ионы минеральных солей, которые как раз и проводят ток.

Очистить живительную жидкость, сделать ее дистиллированной можно, такие способы существуют. И тогда она становится диэлектриком, то есть, практически не пропускает через себя ток.

Чистота — понятие временное

Дистиллированную воду мы можем увидеть и приобрести в некоторых торговых точках и в аптечных заведениях. Ее применяют при выработке некоторых видов продукции, она нужна в медицине, например, для разведения порошковых лекарств, применяемых для инъекций; и в других отраслях человеческой деятельности.

Вот только, если мы приобрели какой-то объем такой очищенной воды, она не будет долго оставаться стерильной. Соответственно, и диэлектриком она не будет всегда. Снова вступят в права ее свойства растворимости, она впитает в себя газы из воздуха, частички веществ со стенок сосудов и пр.

Источник

Почему вода проводит ток для детей

Главная
• Список секций
• Физика
• ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ ОТ ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ЗАВИСИМОСТЬ КАЧЕСТВА ВОДЫ ОТ ЕЁ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Тема моей исследовательской работы звучит так:»Зависимость качества воды от её электрических свойств». Меня всегда волновали и интересовали экологические вопросы, я интересуюсь биологией. А сейчас я начала заниматься физикой и меня заинтересовала проблема качества воды, способы определения чистоты воды. Основой жизни всех живых организмов является вода. Количество воды, содержащейся в человеке, составляет 65 — 70 % его массы. Суточное потребление организма человека в воде в нормальных условиях составляет около 2,5 литра. С химическим составом воды, используемой для питья, связывают развитие некоторых массовых неинфекционных заболеваний населения. От того какую воду мы потребляем, зависит наше здоровье. В результате деятельности человека происходит загрязнение окружающей среды. Особенно в полосе нашей станции, где ежедневно провозят большое количество различных грузов. Весной при таянии снега много нечистот попадает в подземные горизонты, колодцы, ручьи, реки, озера. Качество питьевой воды оставляет желать лучшего. Я убеждена в актуальности данной проблемы. За последние десятилетия существенным образом возрос интерес человека к основному минералу природы, воде, ее происхождению, свойствам, ее роли как основы живой природы, основы здоровья человека, всего живого на нашей планете, чем больше человек изучает воду, тем более вода открывает всё новые свойства, кажется из нескончаемой казны своих тайн.

С другой стороны, с каждым днем жизнь человека на Земле, обостряется вопросом качественной питьевой воды, каким образом современные экологические проблемы окружающей среды проявляются на биоэнергоинформационных свойствах воды, в частности на здоровье человека, какую питьевую воду должен пить человек, чтобы быть здоровым. Именно, в этом плане тема моего исследования является актуальной, тем более в год экологии.

Электрические свойства воды зависят от количества растворенных в ней солей. Значит, электрические свойства воды связаны с её качеством – в этом и состоит моя гипотеза.

Сформулированные цели и задачи предстоящей работы должны были помочь мне подтвердить или опровергнуть мою гипотезу

Цель работы: исследовать электрические свойства воды и возможность оценивания её качества по электрическим свойствам.

Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:

1)Найти и изучить информацию об электрическом токе, об электропроводности воды.

2)Подготовить необходимое оборудование и материалы.

1.Измерить сопротивление школьной водопроводной воды в электролитической ванночке.

2.Измерить сопротивление воды в детском садике «Берёзка».

3.Измерить сопротивление водопроводной воды, пропущенной через аквафильтр.

4. Измерить сопротивление воды из скважины в амбулатории.

5. Измерить сопротивление артезианской питьевой воды «Липетская»(глубина скважины 100 метров).

6.Измерить сопротивление дистиллированной воды, полученной при таянии снега.

4) Вести наблюдения и сделать анализ.

5)Показать практическую значимость исследования электропроводности воды

В работе я использовала известные методы исследования:

1. Теоретические методы — это гипотетический (изучение с помощью научной гипотезы)

и общелогические методы (анализ, синтез, аналогия, обобщение)

2. Эмпирические методы — это, прежде всего эксперимент (исскуственное воспроизведение явлений и процессов в заданных условиях, в ходе, которого проверяется гипотеза), наблюдение, сравнение, измерение, описание

1 этап. Теоретический.

1)подбор литературы и дополнительной информации, изучение и оформление найденных материалов.

Я много интересного нашла в сети Интернет, изучила несколько не очень больших статей о воде и ее свойствах. Валерий Георгиевич помогал мне разобраться с трудностями.

1) Я узнала, что ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля. Частицами могут быть: электроны, протоны, ионы.

Электрический ток — это скорость изменения электрического заряда во времени.

Заряд электронов отрицателен. Протоны — частицы с положительным зарядом.

2) Я узнала, что такое сила тока, это количество тех самых заряженных частиц протекающих через поперечное сечение проводника в единицу времени. А проводник – это в простейшем случае — проволока, сделанная из металла (чаще применяется медь).Растворы солей это тоже проводники, в них находятся положительные и отрицательные ионы.

3)Электропроводность воды.

6

Электропроводность— это способность водного раствора проводить электрический ток, выраженная в числовой форме. Электропроводность природной воды зависит от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Поэтому по величине электрической проводимости воды можно судить о степени минерализации воды.

4) Какие ионы содержатся в воде?

Вода — слабый амфолит, и поэтому в ней всегда содержатся в небольших количествах ионы Н + и ОН — Природная вода представляет собой раствор смесей сильных и слабых электролитов. Минеральная часть воды состоит из ионов натрия (Na+), калия (K+), кальция (Ca2+), хлора (Cl-), сульфата (SO42-), гидрокарбоната (HCO3-). Именно эти ионы и обуславливают электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа (Fe3+ и Fe2+), марганца (Mn2+), алюминия (Al3+), нитрата (NO3-), HPO4-, H2PO4- и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах).

5) Почему вода проводит ток?

Поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. Водные растворы всех кислот, щелочей и солей проводят ток.

Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Соли и щелочи проводят ток не только в растворе, но и в расплавленном состоянии.

По электрическим свойствам все жидкости можно разделить на 2 группы: проводящие и непроводящие.

Проводящие – это содержащие свободные заряженные частицы (диссоциирующие) – электролиты. К ним относятся растворы (чаще всего водные) и расплавы солей, кислот и оснований.

Непроводящие – это не содержащие свободные заряженные частицы (недиссоциирующие). К ним относятся дистиллированная вода, спирт, минеральное масло.

Электролитической диссоциацией называется распад нейтральных молекул вещества в растворителе на положительные и отрицательные ионы.

2 этап.Экспериментальная работа .

Эксперимент: Исследование электропроводности воды из различных источников. Я приготовила

воду из различных источников и растопила снег для получения воды.

№1-Водопроводная вода в школе

№2-Водопроводная вода из садика: «Берёзка»

№3-Водопроводная вода, пропущенная через аквафильтр

№4-Вода из скважины из амбулатории

№5-Питьевая вода из артезианской скважины «Липецкая»

№6-Дисцилированная вода из талого снега

Собрала электрическую цепь, которая состояла из источника постоянного тока, микроамперметра, вольтметра выключателя и двух электродов

Описание эксперимента

Для измерения сопротивления воды был взят источник постоянного тока: выпрямитель универсальный с регулируемым напряжением. Вода находилась в электролитической ванночке. Напряжение измерялось вольтметром, а сила тока миллиамперметром. Для начала, я взяла водопроводную воду в школе и измерила её сопротивление по силе тока и напряжению. Сопротивление рассчитывалось по закону Ома для участка

цепи. Таким же образом проделывала работу с другими водами из разных источников. То есть водопроводная вода из садика «Берёзка»; водопроводная вода, пропущенная через Аква фильтр; вода из скважины из амбулатории; питьевая вода из артезианской скважины «Липецкая» и дистиллированная вода из талого снега.

Последовательно провела опыты:

1.Измерила сопротивление школьной водопроводной воды в электролитической ванночке.

2. Измерила сопротивление воды из детского садика «Берёзка».

3.Измерила сопротивление водопроводной воды, пропущенной через аквафильтр.

4. Измерила сопротивление воды из скважины в амбулатории.

5. Измерила сопротивление артезианской питьевой воды «Липецкая»(глубина скважины 100 метров).

6.Измерила сопротивление дистиллированной воды, полученной при таянии снега.

Сопротивление каждый раз рассчитывала по закону Ома для участка цепи.

Все результаты измерений заносила в таблицу.

Таблица результатов измерения сопротивления воды из разных источников

Источник