Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."— Zapis prezentacji:

1 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie

2 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: VIII Liceum Ogólnokształcące im. Adama Mickiewicza w Poznaniu ID grupy: 97/94_MF_G1 Opiekun: Wiesława Wolniak Kompetencja: matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Woda Semestr/rok szkolny: 2011/2012

3 DANE INFORMACYJNE Nazwa szkoły: Zespół Szkół Ponadgimnazjalnych im. gen. Władysława Andersa w Złocieńcu ID grupy: 97/37_mf_g1 Opiekun: Andrzej Pokrzywnicki Kompetencja: Matematyczno-fizyczna Temat projektowy: Woda Semestr/rok szkolny: 2011/2012

4 WODA

5 COŚ O WODZIE Woda (tlenek wodoru; nazwa systematyczna IUPAC: oksydan) – związek chemiczny o wzorze H 2 O, występujący w warunkach standardowych w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określa się mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia – lodem. Słowo woda jako nazwa związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu skupienia. Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych. Większość występującej w przyrodzie wody jest "słona" (około 97,38%), tzn. zawiera dużo rozpuszczonych soli, głównie chlorku sodu. W naturalnej wodzie rozpuszczone są gazy atmosferyczne, z których w największym stężeniu znajduje się dwutlenku węgla. Woda naturalna w wielu przypadkach przed zastosowaniem musi zostać uzdatniona. Proces uzdatniania wody dotyczy zarówno wody pitnej jak i przemysłowej.

6 WYSTĘPOWANIE WODY Woda jest na Ziemi bardzo rozpowszechniona. Występuje głównie w oceanach, które pokrywają 70,8% powierzchni globu, ale także w rzekach, jeziorach i w postaci stałej w lodowcach. Część wody znajduje się pod powierzchnią ziemi lub w atmosferze (chmury, para wodna). Niektóre związki chemiczne zawierają cząsteczki wody w swojej budowie (hydraty – określa się ją wówczas mianem wody krystalizacyjnej). Woda występująca w przyrodzie jest roztworem soli i gazów. Najwięcej soli mineralnych zawiera woda morska i wody mineralne; najmniej woda z opadów atmosferycznych. Wodę o małej zawartości składników mineralnych nazywamy wodą miękką, natomiast zawierającą znaczne ilości soli wapnia i magnezu – wodą twardą. Oprócz tego wody naturalne zawierają rozpuszczone substancje pochodzenia organicznego, np. mocznik, kwasy humusowe itp.

7 GLOBALNY CYKL HYDROLOGICZNY

8 PODZIAŁ WÓD NA ZIEMI Wody słodkie: - rzeki, jeziora (nadbrzeżne, przydeltowe, morenowe, rynnowe, cyrkowe, krasowe, tektoniczne, kraterowe) i bagna, wody gruntowe i podziemne, lodowce, pokrywa śnieżna i para wodna w atmosferze Wody słone: - oceany i morza (zatoki i morza = część przybrzeżna oceanów, oprócz Morza Kaspijskiego, które jest jeziorem o powierzchni 376 km2), czyli wszechocean (ocean światowy).

9 WODA WE WSZECHŚWIECIE NASA odkryła wodę na Marsie 31 lipca 2008 roku. Obecność wody na Księżycu w głębi zacienionego krateru została wykazana podczas misji LCROSS 8 października 2009 r. Występowanie znaczących ilości wody na innych ciałach niebieskich nie zostało wykazane, chociaż istnieją pośrednie dowody jej występowania, np. na niektórych księżycach Jowisza.

10 LODOWE OLBRZYMY URANNEPTUN

11 ZNACZENIE BIOLOGICZNE WODY Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego, np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje temperaturę. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio 70% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej, 60–70% limfy, 95% osocza krwi, 90% liści, owoców, 20% kości, 10% szkliwa zębów, tkanki tłuszczowej.Aż miliard ludzi na świecie nie ma bezpośredniego dostępu do wody pitnej. Każdego dnia choroby wynikające z niedostatku czystej wody powodują śmierć wielu tysięcy ludzi, głównie dzieci.

12 ZNACZENIE KULTUROWE WODY W kulturowej symbolice woda jest jednym z żywiołów: czterech w kulturze europejskiej, pięciu w tradycji chińskiej, pięciu w tradycji japońskiej, trzech w tradycji celtyckiej (tu woda jest tylko częścią jednego z żywiołów). Przeciwstawiana jest ogniowi, powietrzu i ziemi (w Europie), ogniowi, metalowi, drewnu i ziemi (w Chinach), ogniowi, powietrzu, ziemi i piorunowi (w Japonii). W tradycji celtyckiej żywioły to Ziemia, Ogień i Sztorm, woda jest częścią tego ostatniego.Symbolizuje życie, płodność i oczyszczenie (choć bywa także ukazywana jako siła zła, zwłaszcza w przeciwstawieniu wody czystej i brudnej). Woda jest częstym elementem mitów kosmogonicznych. Bywa też uważana za medium ułatwiające przejście z jednego świata do drugiego (w mitologii greckiej Charon przewoził łodzią duszę zmarłego do Hadesu, gdzie pijąc wodę ze źródła Lete zapominała o minionej egzystencji). W wielu religiach zanurzenie w wodzie symbolizuje oczyszczenie i odrodzenie.

13 WODA JAKO ŻYWIOŁ Nie da się dokładnie poznać, okiełznać żadnego z żywiołów. Tak też jest i z wodą. Człowiek jednak, chociaż w bardzo małym stopniu, potrafi poskromić ten żywioł. Umie z nim żyć. I chociaż wie, że bardzo trudno jest kształtować taką siłę jaką jest woda, on próbuje i często mu się to udaje.

14 POWODZIE Powodzie występują od najwcześniejszych lat, nawet p.n.e. Biblia opisuje wielki potop. Woda ta zabiła wszystkie zwierzęta oraz ludzi, zatopiła szczyty gór. Obecnie powodzie występują z powodu długotrwałych bądź intensywnych opadów deszczu albo z powodu szybkiego topnienia śniegów.

15 TSUNAMI Prehistoryczne tsunami na półwyspie Jukatan uformowały tereny. Tsunami to kompletnie zniekształciło 3000 km linii brzegowej! 900 lat przed naszą erą potężne tsunami zniszczyły główne ośrodki peruwiańskiej cywilizacji rozmieszczone wzdłuż wybrzeża Pacyfiku. Pod koniec 2004 roku w Tajlandii tsunami zabiła ogromną liczbę ludzi, zniszczyła wyspy, budowle… Miliony ludzi straciły dach nad głową oraz miejsca pracy.

16 ZASTOSOWANIE WODY Jako substancja użytkowa woda ma wiele zastosowań. Najważniejsza jest woda pitna, w gospodarstwach domowych jest używana woda do celów sanitarno-bytowych, w rolnictwie zaś do nawadniania pól. Znaczne ilości wody zużywają zakłady przemysłowe. Woda przemysłowa może służyć jako substancja będąca przekaźnikiem ciepła, magazynująca ciepło lub je odbierająca (substancja chłodząca), poza tym jako reagent, rozpuszczalnik itp.

17 ZAGROŻENIA DLA WODY Jak wiemy, woda jest wykorzystywana w wielu dziedzinach życia. Jednak mało kto martwi się jej czystością. Niewiele osób wie, że choćby używając do czyszczenia środki chemiczne, niszczymy ją. Największym trucicielem wody jest przemysł wytwarzający gigantyczne ilości odpadów, które czasami zamiast do utylizacji trafiają wprost do pobliskiej rzeki. Przykład mamy tuż pod nosem, Katowicka Rawa mimo oczyszczania jest brudna, na odcinku przy Uniwersytecie Śląskim kwalifikuje się do ścieków. Musimy mieć trochę wyobraźni i bardziej dbać o czystość wody, ponieważ przy obecnym postępie przemysłowym Ziemia nie potrafi poradzić sobie z zanieczyszczeniami.

18 ZANIECZYSZCZENIE WODY Zanieczyszczenia wód występują, gdy organizmy żywe, zanieczyszczenia mechaniczne lub substancje chemiczne, które występują naturalnie, są w stężeniu przekraczającym dopuszczalną normę, lub nie są naturalnymi składnikami wody. Zanieczyszczenia wód mają katastrofalny wpływ na życie w zbiorniku wodnym (plansze pod spodem) oraz na wszystkie inne istoty korzystające ze skażonej wody. Zanieczyszczona woda ma inny smak, zapach jest mętna. Najważniejszymi czynnikami zanieczyszczającymi wodę są: azotany, chlorki, siarczany, fosforany, jony metali ciężkich, fenole, aminy aromatyczne, barwniki, pestycydy, detergenty, policykliczne węglowodany aromatyczne, polichloropochodne bifenylu, radioizotopy, bakterie Escherichia coli. Za zanieczyszczenia wód w przeważającej mierze odpowiadają ludzie wylewając ścieki oraz wrzucając do wód różne przedmioty

19 OCZYSZCZANIE WODY 1.Odcedzanie. Najpierw za pomocą siatek z drutu odcedza się patyki, papier itp. Następnie się je spala albo zakopuje. 2.Osadniki piasku. Odcedzone ścieki gromadzi się w zbiornikach, w których następuje osadzenie się: piasku, kamieni oraz innych ciężkich obiektów. 3.Osadniki cząsteczek lżejszych. Ścieki przepompowuje się następnie do innych zbiorników, w których następuje osadzenie się lżejszych cząstek. Osadzony szlam używa się do produkcji nawozów. 4.Napowietrzanie. Płynne ścieki są napowietrzane za pomocą wpuszczonego z dołu powietrza, które ma umożliwić wzrost bakterii. Bakterie trawią odpadki zamieniając je na niegroźne odpadki. 5.Oczyszczanie biologiczne. Płyn wprowadzany jest za pomocą spryskiwaczy do zbiorników wypełnionych kamykami i żużlem. Pokryte są one bakteriami, które trawią kolejne porcje składników zawartych w ściekach. W wyniku tych zabiegów powstaje oczyszczona ciecz, którą wypuszcza się do rzeki.

20 CIEKAWOSTKI Od 1992 r. 22 marca obchodzony jest Światowy Dzień wody.

21 POWSTAWANIE W REAKCJACH CHEMICZNYCH Woda jest produktem ubocznym wielu reakcji chemicznych, np. Spalanie wodoru i związków organicznych w obecności tlenu, np. 2H 2 + O 2 2H 2 O 2C 2 H 5 OH + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O reakcje zobojętnania np. NaOH + HCl NaCl + H 2 O Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O K 2 O + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + H 2 O redukcja wodorem związków chemicznych zawierających tlen, np. Na 2 SO 4 + 4H 2 Na 2 S + 4H 2 O niektóre reakcje kondensacji, np. C 2 H 5 OH + HCOOH HCOOC 2 H 5 + H 2 O

22 AUTODYSOCJACJA WODY W fazie ciekłej woda ulega samoistnej jonizacji zwanej autodysocjacja zgodnie z reakcją: H 2 O + H 2 O H 3 O + + OH Równowagę autodysocjacji wody opisuje tzw. Iloczyn jonowy wody, który w temperaturze 20 °C jest równy ok (zwykle wielkość bezwymiarowa lub mol 2 /kg 2 ) (zobacz skala pH).

23 STRUKTURA CHEMICZNA WODY Cząsteczki wody są nieliniowe, a wiązania H–O są silnie spolaryzowane i stąd woda ma trwały moment dipolowy – czyli jest silnie polarna. Kąt między wiązaniami wodór-tlen- wodór (HOH) w fazie ciekłej wynosi ok. 105°. W postaci stałej (lodu) kąt między tymi wiązaniami jest równy ok. 108°. W fazie ciekłej nieustannie powstają i pękają wiązania wodorowe pomiędzy cząsteczkami wody. Woda ulega łatwej protonacji i deprotonacji od kwasów tworząc jon hydroniowy H 3 O +. Jon ten również łączy się wiązaniami wodorowymi tworząc kation Zundela H 5 O 2 +, kation Egiena H 7 O 3 + i większe aglomeraty. W strukturze krystalicznej wiązania wodorowe nie ulegają zrywaniu i determinują heksagonalny układ krystalograficzny wody. Gdy podda się wodę ciśnieniu większym niż 3900 MPa woda zwiększa gęstość do około 1,5 g/cm³ i powstaje lód o temperaturze powyżej 0 °C.

24 NUREK KARTEZJUSZA Nurek Kartezjusza (!) Przyrządy i materiały - duża butelka plastikowa ze szczelną zakrętką, - mała buteleczka (np. po aromacie do ciasta) albo rurka o średnicy 5 – 10 mm z zamkniętym jednym końcem, - plastelina.

25 OCEANY JAKO ZASOBNIKI CIEPŁA Zasoby energii maretermicznej wynikają z występowania różnicy temperatur głębin i powierzchni mórz. Oceany są naturalnym zasobnikiem ciepła. Na skutek pochłaniania energii promieniowania słonecznego następuje podwyższenie temperatury warstw powierzchniowych oceanów. Temperatura wód powierzchniowych w rejonach gorących wynosi (23 – 30)°C. Ocenia się, że różnica temperatury miedzy po­wierzchnią wody a głębokością 400 m wynosi średnio 12 K, a w pobliżu równika osią­ga nawet 20 K. W celu wykorzystania energii maretermicznej rozpatruje się najczęściej za­stosowanie niskotemperaturowego obiegu Rankinea, z wykorzystaniem pośredniego czynnika niskowrzącego.Ze względu na niewielkie różnice temperatur (15 – 26) K, można oczekiwać, że sprawność energetyczna netto takiej elektrowni wyniesie ok. 2,5%. W celu poprawy sprawności niskotemperaturowych obiegów siłowni maretermicznych prowadzi się prace nad podwyższeniem temperatury górnego źródła, co można osiągnąć za pomocą kolektorów lub stawów słonecznych. Staw słoneczny zawiera dwa rodzaje wody o różnym stopniu zasolenia.

26 Jest to podstawowe prawo hydro- i aerostatyki określające siłę wyporu. Nazwa prawa wywodzi się od jego odkrywcy Archimedesa z Syrakuz. Na ciało zanurzone w płynie (cieczy, gazie lub plazmie) działa pionowa, skierowana ku górze siła wyporu. Wartość siły jest równa ciężarowi wypartego płynu. Siła ta jest wypadkową wszystkich sił parcia płynu na ciało. Prawo Archimedesa

27 Jest to ciśnienie jakie wywiera na otaczające ciała ciecz nie będąca w ruchu. (ciśnienie te w gazie określane jest mianem ciśnienia aerostatycznego) Ciśnienie hydrostatyczne nie zależy od wielkości i kształtu zbiornika, a zależy wyłącznie od głębokości - im większe zanurzenie, tym większe ciśnienie. Wynika to z faktu, że mechanizmem to ciśnienie wywołującym jest nacisk (ciężar) ze strony słupa płynu położonego nad punktem pomiaru - im wyższy słup, typ większy nacisk Np. na Ziemi ciśnienie w wodzie (ciśnienie hydrostatyczne) zwiększa się co 10 m o jedną atmosferę (1 atmosfera to ok. 100 tys. paskali). Inny wniosek z tego faktu wynikający to fakt, że ciężar słupa powietrza nad nami jest równy ciężarowi słupa wody o wysokości 10m (a jest to nie byle co, bo 10 ton wody na każdy metr kwadratowy!). Ciśnienie te możemy obliczyć wzorem p = ρcieczy · g· h Znaczenie symboli: p – ciśnienie hydrostatyczne g – przyspieszenie grawitacyjne h – głębokość zanurzenia w cieczy Ciśnienie hydrostatyczne

28 Wodę, która osiągnęła temperaturę poniżej 0°C pod normalnym ciśnieniem atmosferycznym nazywamy wodą przechłodzoną. Pierwszy opis tego zjawiska podał w 1721 roku Gabriel Daniel Fahrenheit. Taki stan jest termodynamicznie nietrwały. Dla przykładu możliwe jest przechłodzenie wody do temperatury 231 K (42 °C), podczas gdy jej temperatura krzepnięcia wynosi 273,15 K (0 °C). Możemy otrzymać przechłodzoną wodę wykonując następujący eksperyment: Należy użyć butelki plastikowej napełnionej, nie do pełna, wodą destylowaną. Butelka i woda muszą być idealnie czyste. Po zakręceniu butelki wstawiamy ją na kilka godzin do zamrażarki (czas ustalamy doświadczalnie), a potem delikatnie wyjmujemy (oczywiście zawartość butelki musi być w stanie ciekłym) i energicznie uderzamy butelką np. o podłogę. Jeżeli woda była w stanie przechłodzenia powinna natychmiast zamarznąć. Należy podkreślić, że ten eksperyment jest trudny do wykonania. Przechłodzenie wody

29 Siły istniejące między cząsteczkami cieczy i ściankami naczynia powodują powstawanie menisków w cienkich rurkach (kapilarach). Jeśli siły te są przyciągające, to ciecz zwilża ściankę i w rezultacie powstaje zakrzywienie jej powierzchni tak, jak na rysunku A (menisk wklęsły). Gdy między cieczą a ścianką występuje odpychanie, ciecz nie zwilża tej ściany i powierzchnia cieczy uwypukla się ku górze (rysunek B). Zakrzywiona powierzchnia ma większą energię powierzchniową i dlatego dąży do zmniejszenia powierzchni. Przejawem tej tendencji jest dodatkowe ciśnienie, które jest skierowane w górę w przypadku A i w dół - w przypadku B. Wartość tego ciśnienia dana jest wzorem: p = gdzie r oznacza promień krzywizny powierzchni (na ogół większy od promienia samej rurki). Ciśnienie tego rodzaju występuje również wewnątrz pęcherzyków pary, pojawiających się podczas wrzenia cieczy. Powoduje ono niewielki wzrost temperatury wrzenia. Zjawisko włoskowatości

30 Kropla – ciało ciekłe – zazwyczaj małej objętości – ograniczone w całości lub większości powierzchnią swobodną. Przykładem są krople deszczu, rosy lub tłuszczu w śmietanie. Powstawanie : Krople w laboratorium wytwarza się poprzez wolny wypływ cieczy z pionowej rurki o małej średnicy, gdy formująca się wisząca kropla przekroczy określoną wielkość. Zjawisko to jest stosowane w praktyce we wkraplaczach, biuretach i pipetach. Własności fizyczne i znaczenie : Formująca się kropla, wypływająca z pionowej rurki, jest przyciągana przez siły ciężkości, a utrzymywana przez siły napięcia powierzchniowego, jednocześnie gdy kropla rośnie powstaje przewężenie ze zmniejszającą się średnicą. Po oderwaniu się kropli siły lepkości tłumią powstałą na jej powierzchni falę, a siły napięcia powierzchniowego formują bryłę o jak najmniejszej powierzchni przy danej objętości - kulę. Zastosowano je w zaliczanym do jednego z najpiękniejszych eksperymentów fizycznych doświadczalnym wyznaczeniu ładunku elektronu, przeprowadzonym przez R. Millikana. Krople wody znajdujące się w atmosferze nazwane są mgłą, zamgleniem, chmurą, deszczem w zależności od wielkości kropel i ich koncentracji. Na kroplach wody tworzą się różnego rodzaju zjawiska optyczne, takie jak tęcza. Tęcza powstaje w wyniku załamania i odbicia światła w kropli wody w powietrzu, a szczególnie jest efektem zależności współczynnika załamania światła dla wody od długości fali świetlnej. Kulisty kształt kropli

31 Jeżeli na płyn (ciecz lub gaz) w zbiorniku zamkniętym wywierane jest ciśnienie zewnętrzne, to (pomijając ciśnienie hydrostatyczne) ciśnienie wewnątrz zbiornika jest wszędzie jednakowe i równe ciśnieniu zewnętrznemu. Prawo to zostało sformułowane w połowie XVII w. przez Blaise'a Pascala, jest prawdziwe wówczas, gdy można pominąć siły grawitacji i inne siły masowe oraz ciśnienia wywołane przepływem płynu. Prawo to wynika z tego, że cząsteczki płynu mogą poruszać się w dowolnym kierunku, wywieranie nacisku z jednej strony zmienia ruch cząstek we wszystkich kierunkach. Przykładowe zastosowania prawa Pascala: * pompowanie dętki, materaca, układy hamulcowe, dmuchanie balonów, młot pneumatyczny, działanie urządzeń pneumatycznych (prasa pneumatyczna) * działanie urządzeń hydraulicznych (układ hamulcowy, podnośnik hydrauliczny, prasa hydrauliczna, pompa hydrauliczna) Prawo Pascala Zasada działania prasy hydraulicznej

32 Heron z Aleksandrii by chyba najinteligentniejszym konstruktorem starożytności. Jego dziełem była m.in. fontanna składająca się z trzech naczyń: jednego otwartego A (patrz rys. poniżej), w którym znajdował się wylot wodotrysku i dwóch zamkniętych B i C, służących do zapewnienia odpowiedniego ciśnienia wody u wylotu strumienia. Fontanna działa, jeśli w naczyniu środkowym B było dostatecznie dużo wody, a sprężone powietrze z naczynia dolnego C zapewniało dostatecznie wysokie ciśnienie. Powietrze w zbiornikach C i B było oczywiście sprężone przez wodę przepływającą z otwartego zbiornika A do zbiornika dolnego C. Demonstracja działania fontanny Herona jest bardzo efektowna. Czas demonstracji zależy przede wszystkim od objętości naczyń zamkniętych B i C oraz średnicy wylotu wodotrysku. Fontanna Herona

33 Temperatura topnienia – temperatura, w której kryształ zamienia się w ciecz. Jest to też najwyższa możliwa temperatura, w której może rozpocząć się krystalizacja tej substancji. Krystalizacja zachodzi jednak często przy niższej temperaturze niż temperatura topnienia, co zależy od wielu czynników, np. obecności zarodków krystalizacji, tempa schładzania czy ciśnienia. Temperatura topnienia zależy od ciśnienia. Im wyższe ciśnienie, tym niższa temperatura topnienia. Zależnie od tego, czy ciecz przy ochładzaniu zwiększa czy zmniejsza swoją objętość, zmiany ciśnienia mają różny wpływ. Jeżeli ciecz, tak jak woda, zwiększa swoją objętość w czasie krzepnięcia, to zwiększenie ciśnienia spowoduje obniżenie temperatury topnienia. Zmniejszenie ciśnienia spowoduje, że ciesz będzie krzepnąć wyższej temperaturze. Na przykład dla wody, temperatura topnienia zmienia się o około 0,007°C na 1 atm. Jeżeli ciecze zmniejszają swoją objętość podczas krzepnięcia, na przykład parafiny, to wzrost ciśnienia powoduje wzrost temperatury topnienia. In niższe ciśnienie, tym w niższej temperaturze topi się ciało. Dla parafiny zmiana temperatury topnienia z ciśnieniem wynosi około 0,04 stopnia na 1 atm. Zależność temperatury topnienia od ciśnienia

34 Dodatkowe ciśnienie Δp wywierane na ciecz przez siły napięcia powierzchniowego. Dla menisku wypukłego Δp > 0 Dla menisku wklęsłego Δp 0, gdy środek krzywizny znajduje się wewnątrz cieczy R1, R2 < 0, gdy środek krzywizny poza cieczą. σ - napięcie powierzchniowe Przykłady: - POWIERZCHNIA PŁASKA R1 = R2 =, p = 0. - POWIERZCHNIA KULISTA Wewnątrz kulistej bańki mydlanej dodatkowe ciśnienie wynosi (dwie warstwy powierzchniowe). - POWIERZCHNIA CYLINDRYCZNA Ciśnienie pod zakrzywioną powierzchnią cieczy

35 Przyrząd służący do pomiaru prędkości przepływu płynu (tj. gazu lub cieczy) na podstawie zjawiska spadku ciśnienia w cieczy wraz ze wzrostem jej prędkości. Zwężka Venturiego składa się z barometru różnicowego i rurki o zwężonym przepływie (właściwej dyszy). Jedna z końcówek barometru włączona jest przed zwężeniem, a druga w samej dyszy. Korzystając z równania Bernoulliego i warunku ciągłości przepływu, można wykazać, że różnica ciśnień wskazywanych przez barometr jest proporcjonalna do kwadratu prędkości przepływu płynu v przed dyszą i wynosi: (ρ/2)v2[(S2/s2) - 1], gdzie: ρ - gęstość płynu, S - pole przekroju przed dyszą, s - pole przekroju w dyszy. Przyrząd wynalazł włoski fizyk G.B. Venturi ( ). Rurka Venturiego

36 Zjawisko napięcia powierzchniowego przejawia się w istnieniu na powierzchni cieczy cienkiej błonki, która posiada, w zakresie działania niewielkich sił, własność sprężystości postaci. Istotą występowania tego zjawiska jest to, że na cząsteczki znajdujące się wewnątrz cieczy działają siły pochodzące od otaczających je wokół innych cząsteczek. Ze względu na symetrię, oddziaływania te wzajemnie równoważą się. Tej symetrii nie doznają natomiast cząsteczki znajdujące się w warstwie powierzchniowej, gdyż od góry stykają się one co najwyżej z cząsteczkami powietrza, których jest względnie mało i z którymi oddziaływanie jest dużo słabsze. Tak więc wypadkowa siła działająca na takie cząsteczki jest różna od zera i skierowana jest do wnętrza cieczy. Tym samym powierzchnia cieczy ma własność sprężystej błonki, która dążąc do maksymalnego zmniejszenia powierzchni cieczy nadaje na przykład kropli cieczy kształt kulisty Zjawiska powierzchniowe w cieczy

37 SIŁY PRZYLEGANIA Są to siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy i cząsteczkami naczynia. Powierzchnia swobodna cieczy znajdującej się w naczyniu może przyjmować kształt wklęsły lub wypukły. Zjawisko to nazywamy meniskiem Menisk wklęsły tworzy się dla cieczy zwilżających ściany naczynia. Siły spójności są mniejsze od sił przylegania. Menisk wypukły tworzy się dla cieczy nie zwilżających ścian naczynia. Siły spójności są większe od sił przylegania.

38 Zjawisko fizyczne polegające na zmniejszaniu się objętości wody w miarę wzrostu temperatury w przedziale od 0 stopni Celsjusza do 4 stopni Celsjusza. Jednocześnie wiąże się to ze wzrostem gęstości wody. Woda, jako jedna z niewielu substancji, nie zwiększa swojej objętości monotonicznie z temperaturą w całym przedziale temperatur od 0 do 100 °C. Poniżej +3,98 °C objętość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, co wśród ogółu substancji chemicznych jest anomalią. Anomalia spowodowana jest specyficznym kształtem cząsteczki wody oraz istnieniem silnych wiązań wodorowych. Wiązania te nadają wodzie względnie dużą gęstość, a ponadto pękają w obszarze anomalnym, zwiększając nieuporządkowanie wśród cząsteczek, a co za tym idzie, zwiększając również objętość cieczy. Z tego samego powodu objętość wody wzrasta również podczas krzepnięcia – dlatego lód pływa po powierzchni wody, rozsadza naczynia, kruszy spękane skały, niszczy nawierzchnię dróg itp. Anomalna rozszerzalność termiczna wody

39 Czysta woda bez jakichkolwiek obcych jonów może być izolatorem. Charakteryzuje się dużym oporem właściwym. Wartość jest jeszcze większa dla lodu. Przewodnictwo wody zwiększa się, gdy mamy do czynienia z obecnością obcych jonów, które pochodzą z rozpuszczonych soli oraz gazów. Przewodnictwo wzrasta z temperaturą. Zwiększeniu ulega proces dysocjacji wody na kation H+ oraz anion OH-. Złe przewodnictwo wody

40 Jest to ilość energii potrzebnej do stopienia jednostki masy danej substancji. W układzie SI jednostką ciepła topnienia jest J/kg (dżul na kilogram). Zależność ciepła pobranego przez substancję od masy substancji jest wyrażona przybliżonym, doświadczalnym wzorem: gdzie: Q – ilość dostarczonego ciepła, m – masa ciała, q – ciepło topnienia. Topnienie przeprowadzane jest zazwyczaj przy stałym ciśnieniu, dlatego odpowiada ono entalpii przemiany i jest zwane entalpią topnienia Ciepło topnienia

41 ŹRÓDŁA cinienie_pod_zakrzywion_powierzchni_cieczy.html

42 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie


Pobierz ppt "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google