เมื่อของเหลวถูกทำให้ร้อนก็จะเกิดขึ้น จะเกิดอะไรขึ้นกับน้ำเมื่อถูกความร้อน

หนึ่งในสารที่พบมากที่สุดในโลก: น้ำ มันก็เหมือนกับอากาศที่จำเป็นสำหรับเรา แต่บางครั้งเราก็ไม่สังเกตเห็นเลย เธอก็แค่เป็น แต่ปรากฎว่า

หนึ่งในสารที่พบมากที่สุดในโลก: น้ำ มันก็เหมือนกับอากาศที่จำเป็นสำหรับเรา แต่บางครั้งเราก็ไม่สังเกตเห็นเลย เธอก็แค่เป็น แต่ปรากฎว่าน้ำธรรมดาสามารถเปลี่ยนปริมาตรและมีน้ำหนักไม่มากก็น้อย เมื่อน้ำระเหย ร้อนและเย็น สิ่งมหัศจรรย์อย่างแท้จริงก็เกิดขึ้น ซึ่งเราจะเรียนรู้กันในวันนี้
Muriel Mandell ในหนังสือเพื่อความบันเทิงของเธอเรื่อง "การทดลองทางฟิสิกส์สำหรับเด็ก" ได้สรุปความคิดที่น่าสนใจเกี่ยวกับคุณสมบัติของน้ำ โดยที่ไม่เพียงแต่นักฟิสิกส์รุ่นเยาว์เท่านั้นที่สามารถเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ มากมาย แต่ผู้ใหญ่ยังจะฟื้นฟูความรู้ของพวกเขาด้วยซึ่งมี ไม่ต้องใช้นานก็เลยกลายเป็นลืมไปนิดหน่อยวันนี้เราจะมาพูดถึงปริมาตรและน้ำหนักของน้ำ ปรากฎว่าปริมาตรน้ำที่เท่ากันไม่ได้มีน้ำหนักเท่ากันเสมอไป และถ้าคุณเทน้ำลงในแก้วและไม่หกเกินขอบก็ไม่ได้หมายความว่าจะใส่ลงในแก้วได้ไม่ว่าในกรณีใด

1- เมื่อน้ำร้อนจะมีปริมาตรเพิ่มขึ้น

วางขวดที่เต็มไปด้วยน้ำลงในกระทะที่เต็มไปด้วยน้ำเดือดประมาณห้าเซนติเมตรน้ำและเคี่ยวด้วยไฟอ่อน น้ำจากโถจะเริ่มล้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะเมื่อน้ำร้อนขึ้น เช่นเดียวกับของเหลวอื่นๆ น้ำจะเริ่มกินพื้นที่มากขึ้น โมเลกุลจะผลักกันด้วยความเข้มข้นที่มากขึ้น และทำให้ปริมาณน้ำเพิ่มขึ้น

2. เมื่อน้ำเย็นลงก็จะหดตัว

ปล่อยให้น้ำในขวดเย็นลงที่อุณหภูมิห้อง หรือเติมน้ำใหม่แล้วนำไปแช่ในตู้เย็น สักพักจะพบว่าขวดที่เต็มก่อนหน้านี้ไม่เต็มอีกต่อไป เมื่อเย็นลงถึง 3.89 องศาเซลเซียส ปริมาณน้ำจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง เหตุผลนี้คือความเร็วการเคลื่อนที่ของโมเลกุลลดลงและการเข้าหากันภายใต้อิทธิพลของการทำความเย็นดูเหมือนว่าทุกอย่างจะง่ายมาก ยิ่งน้ำเย็น ปริมาณน้ำก็จะยิ่งน้อยลง แต่...

3. ...ปริมาตรน้ำจะเพิ่มขึ้นอีกครั้งเมื่อกลายเป็นน้ำแข็ง

เติมน้ำให้เต็มขวดแล้วปิดด้วยกระดาษแข็ง วางไว้ในช่องแช่แข็งและรอจนกว่าจะแข็งตัว คุณจะพบว่ากระดาษแข็ง "ฝา" ถูกผลักออกมา ที่อุณหภูมิระหว่าง 3.89 ถึง 0 องศาเซลเซียส นั่นคือเมื่อเข้าใกล้จุดเยือกแข็ง น้ำจะเริ่มขยายตัวอีกครั้ง เป็นหนึ่งในสารไม่กี่ชนิดที่ทราบคุณสมบัตินี้ถ้าคุณปิดฝาให้แน่น น้ำแข็งก็จะทุบขวดโหลได้ คุณเคยได้ยินไหมว่าแม้แต่ท่อน้ำก็สามารถหักได้ด้วยน้ำแข็ง?

4. น้ำแข็งเบากว่าน้ำ

วางน้ำแข็งสองสามก้อนลงในแก้วน้ำ น้ำแข็งจะลอยอยู่บนผิวน้ำ เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ปริมาณจะเพิ่มขึ้น และเป็นผลให้น้ำแข็งเบากว่าน้ำ โดยมีปริมาตรประมาณ 91% ของปริมาตรน้ำที่สอดคล้องกัน
คุณสมบัติของน้ำนี้มีอยู่ในธรรมชาติด้วยเหตุผล มันมีจุดประสงค์เฉพาะเจาะจงมาก พวกเขาบอกว่าในฤดูหนาวแม่น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็ง แต่ในความเป็นจริงสิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด โดยปกติแล้วจะมีเพียงชั้นบนสุดเล็กๆ เท่านั้นที่ค้าง แผ่นน้ำแข็งนี้ไม่จมเพราะเบากว่าน้ำของเหลว มันชะลอการแข็งตัวของน้ำที่ระดับความลึกของแม่น้ำและทำหน้าที่เป็นผ้าห่มชนิดหนึ่งเพื่อปกป้องปลาและชีวิตในแม่น้ำและทะเลสาบอื่น ๆ จากน้ำค้างแข็งในฤดูหนาวที่รุนแรง เมื่อเรียนฟิสิกส์ คุณจะเริ่มเข้าใจว่าสิ่งต่างๆ มากมายในธรรมชาติถูกจัดเรียงไว้อย่างเหมาะสม

5. น้ำประปามีแร่ธาตุ

เทน้ำประปาธรรมดา 5 ช้อนโต๊ะลงในชามแก้วใบเล็ก เมื่อน้ำระเหยออกไป ขอบสีขาวจะยังคงอยู่บนชาม ขอบนี้เกิดจากแร่ธาตุที่ละลายในน้ำเมื่อไหลผ่านชั้นดินมองเข้าไปในกาต้มน้ำแล้วคุณจะเห็นแร่ธาตุสะสมอยู่ สารเคลือบชนิดเดียวกันนี้จะเกิดขึ้นบนรูระบายน้ำในอ่างอาบน้ำลองระเหยน้ำฝนเพื่อทดสอบตัวเองว่ามีแร่ธาตุหรือไม่

ระดับ: 5

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• ขยายความรู้เกี่ยวกับน้ำ คุณสมบัติของน้ำ ความหมายของน้ำ แนะนำแนวคิดเกี่ยวกับสารละลาย สารแขวนลอย ความหมายของสารละลายในธรรมชาติและชีวิตมนุษย์
• พัฒนาการสังเกต กิจกรรมทางจิต ปลูกฝังทัศนคติที่เอาใจใส่ต่อน้ำ

อุปกรณ์:

• เครื่องแก้วเคมีสำหรับการทดลอง
• ตะเกียงแอลกอฮอล์,
• สารสำหรับการทดลอง
• เครื่องแต่งกายสำหรับหยดถึง
• การ์ดสำหรับงานอิสระ

ในระหว่างเรียน

สวัสดีทุกคน! วันนี้บทเรียนของเราเน้นเรื่องน้ำและมีชื่อว่า “สมเด็จ – น้ำ” ในระหว่างบทเรียนเราจะขยายความรู้เกี่ยวกับน้ำ ทำความคุ้นเคยกับคุณสมบัติของน้ำ รวมถึงน้ำที่เป็นตัวทำละลายของสาร เรามาดูกันว่าวิธีแก้ปัญหาคืออะไรและการระงับคืออะไร

เราเปิดสมุดบันทึกที่เราเขียนหัวข้อบทเรียน "Her Majesty is Water"

ทุกคนใช้น้ำในการปรุงอาหารและความต้องการอื่นๆ ภายในบ้าน สำหรับองค์กรอุตสาหกรรม เพื่อปลูกพืชและสัตว์ หยดน้ำจะบอกเราว่าน้ำคืออะไร

หยดที่ 1: น้ำเป็นสสารที่คุ้นเคยและแปลกตา นักวิทยาศาสตร์พูดถูกอย่างแน่นอน ไม่มีสสารใดบนโลกที่สำคัญสำหรับเรามากไปกว่าน้ำธรรมดา เกือบสามในสี่ของพื้นผิวโลกของเราถูกครอบครองโดยทะเลและมหาสมุทร น้ำแข็ง - หิมะและน้ำแข็ง - ครอบคลุมพื้นที่ 20% สภาพภูมิอากาศของโลกของเราขึ้นอยู่กับน้ำ โลกคงจะเย็นลงนานแล้วและกลายเป็นหินไร้ชีวิตถ้าไม่ใช่เพราะน้ำ เมื่อน้ำร้อนขึ้น มันจะดูดซับความร้อน และเมื่อมันเย็นลงก็จะปล่อยออกมา น้ำที่กระจัดกระจายในชั้นบรรยากาศในเมฆในรูปของไอน้ำ ช่วยปกป้องโลกจากความหนาวเย็นของจักรวาล

หยดที่ 2: น้ำมีคุณสมบัติที่น่าทึ่งมากมายซึ่งทำให้ไม่เหมือนกับสสารอื่นๆ ทั้งหมด แต่ในหมู่พวกเขามีสิ่งหนึ่งที่ผิดปกติ - นี่คือความเป็นอมตะของเธอ มนุษยชาติใช้น้ำประมาณหนึ่งพันล้านตันต่อวัน แต่ปริมาณน้ำรวมไม่ลดลง เมื่อหลายล้านปีก่อน ในยุคของเราก็มีมากเท่าๆ กัน

หยดที่ 3: บทบาทของน้ำต่อชีวิตบนโลกนั้นยอดเยี่ยมมาก สิ่งมีชีวิตบนโลกของเราได้ปรับตัวเข้ากับสภาวะต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นความมืดมิด ความร้อน และความหนาวเย็น แต่ไม่มีสิ่งมีชีวิตใดสามารถอยู่รอดได้หากไม่มีน้ำ พืชและสัตว์ทุกชนิดมีน้ำ และร่างกายของเราเองก็มีน้ำสามในสี่ คุณรู้ไหมว่าเมื่อบุคคลสูญเสียน้ำ 1 ลิตร (หรือประมาณ 2% ของน้ำหนักตัว) จะรู้สึกกระหายน้ำ เมื่อสูญเสียความชื้นไป 6-8% บุคคลจะเข้าสู่สภาวะกึ่งเป็นลม การสูญเสียน้ำ 10% ทำให้เกิดภาพหลอน และด้วยความสูญเสียมากกว่า 12% ทำให้ผู้คนเสียชีวิต

ครู:แล้วน้ำคืออะไร? (คำตอบของเด็ก)น้ำเป็นสารเคมีที่มีคุณสมบัติในตัวเอง ในสมุดบันทึกเราเขียน: คุณสมบัติของน้ำ

คุณคุ้นเคยกับคุณสมบัติบางอย่างของน้ำอยู่แล้ว จำพวกเขาไว้แล้วหนังสือเรียนของเราจะช่วยเราในเรื่องนี้ (ทำงานกับตำราเรียน)

คุณสมบัติของน้ำ:

• โปร่งใส;
• ไม่มีสี;
• ไม่มีรสจืดและไม่มีกลิ่น
• ของเหลว;
• สามารถอยู่ในสถานะการรวมสามสถานะ
• สามารถย้ายจากสถานะการรวมกลุ่มหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งได้

(คุณสมบัติของน้ำเขียนลงในสมุดบันทึก)

ตอนนี้เรามาทำความรู้จักกับคุณสมบัติของมันกันดีกว่า การทดลองจะช่วยเราในเรื่องนี้

อุปกรณ์:

• 2 ขวดพร้อมท่อจ่ายแก๊ส
• เครื่องตกผลึก 2 เครื่อง

สาร:

• น้ำ,
• น้ำร้อน,

มาดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราเอาน้ำสองขวดที่เหมือนกันมาใส่น้ำแล้วทำเครื่องหมายระดับน้ำด้วย วางอันหนึ่งไว้ในน้ำแข็งและอีกอันในน้ำร้อน เกิดอะไรขึ้น?

เราสังเกตเห็นว่าในน้ำร้อน น้ำในขวดจะลอยขึ้นเหนือเครื่องหมาย และในขวดซึ่งจุ่มลงในน้ำแข็ง กลับตกลงไป

เราสรุปได้ว่าน้ำจะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง

มาดูประสบการณ์กันอีก

ประสบการณ์ 2:

(ประสบการณ์นี้แสดงให้เห็นโดยนักเรียนเมื่อทำการบ้านเสร็จแล้ว)

อุปกรณ์:

• ขวดแก้วพร้อมฝาปิด

สาร:

นักเรียน:ฉันหยิบขวดแก้วมาเติมน้ำ ปิดฝาให้แน่น แล้วเอาออกมาแช่เย็น เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ขวดก็แตกออกเป็นชิ้นๆ สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะน้ำขยายตัวเมื่อมันกลายเป็นน้ำแข็ง

วันหนึ่ง นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองคล้าย ๆ กันนี้ แต่แทนที่จะใช้ขวด พวกเขาเอาลูกบอลเหล็กหล่อ เติมน้ำ ขันสกรูในรูแล้ววางไว้ในน้ำค้างแข็งรุนแรง น้ำที่กลายเป็นน้ำแข็งทำให้ลูกบอลแตกออกจากกัน พลังแห่งการขยายน้ำนั้นยิ่งใหญ่มาก

ครู:พวกคุณหลังจากสาธิตการทดลองแล้วจะได้ข้อสรุปอะไรได้บ้าง? น้ำมีคุณสมบัติอะไรบ้างนอกเหนือจากคุณสมบัติที่เราเขียนไว้? (คำตอบของเด็ก)

มาเขียนคุณสมบัติของน้ำลงในสมุดบันทึกของเรา:

• น้ำขยายตัวเมื่อถูกความร้อน
• น้ำหดตัวเมื่อระบายความร้อน
• น้ำจะขยายตัวเมื่อแข็งตัว

ถึงเวลารวบรวมความรู้ที่ได้รับในบทเรียนของเรา กรุณาตอบคำถามต่อไปนี้ให้ฉัน:

1. หากคุณเทน้ำลงในกาต้มน้ำหรือกระทะจนสุดขอบแล้วเริ่มให้ความร้อน หลังจากนั้นไม่นานน้ำก็เริ่มกระเซ็นออกมาที่ขอบ ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? (น้ำขยายตัวเมื่อถูกความร้อน)
2. เหตุใดชาวสวนจึงระบายน้ำออกจากท่อในแปลงสวนเสมอก่อนเริ่มฤดูหนาว? (เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็งจะขยายตัวจึงป้องกันไม่ให้ท่อแตกชาวสวนจึงระบายน้ำ)
3. น้ำเข้าไปในรอยแตกเล็กๆ ของหิน ทำให้หินพังทลายลง คุณสมบัติของน้ำเกี่ยวข้องกับอะไร? (การทำลายหินเกิดจากการขยายตัวของน้ำเมื่อแข็งตัว)
4. เป็นที่รู้กันว่าเมื่อถูกความร้อนเป็นเวลานานน้ำจะเดือด จุดเดือดอยู่ที่หนึ่งร้อยองศา น้ำเดือดใช้ในชีวิตประจำวันและในการผลิต คุณจะพบน้ำร้อนได้ที่ไหนในธรรมชาติ? (ในกีย์เซอร์).

เมื่อถูกความร้อนและต้มไอน้ำจะลอยขึ้นเหนือน้ำ - การระเหยจะเกิดขึ้น มาเขียนคำจำกัดความ (การทำงานกับสมุดบันทึก) ลงในสมุดบันทึกของเรากัน

การระเหยคือการเปลี่ยนน้ำของเหลวให้เป็นน้ำก๊าซ

การระเหยเกิดขึ้นที่อุณหภูมิใดๆ ก็ตาม แต่ที่อุณหภูมิสูงกว่า การระเหยจะเกิดขึ้นได้เร็วกว่า ตัวอย่างเช่น: แอ่งน้ำแห้งหลังฝนตกทั้งในฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วงที่หนาวเย็น แต่ในฤดูร้อนจะแห้งเร็วกว่าในฤดูใบไม้ร่วง

ประสบการณ์ 3:

(ประสบการณ์นี้แสดงโดยกลุ่มนักเรียนเมื่อทำการบ้านเสร็จแล้ว)

อุปกรณ์ : ถ้วยตวง 3 ถ้วย 4 แก้วเหมือนกัน

สาร:

• น้ำ..

นักเรียน:เราเอาถ้วยตวงแล้วตวงน้ำ 100 มล. ลงในแต่ละถ้วย ถ้วยน้ำหนึ่งใบวางอยู่บนขอบหน้าต่าง อีกใบหนึ่งบนโต๊ะ และถ้วยที่สามอยู่ใกล้หม้อน้ำ วันรุ่งขึ้นมีการเปรียบเทียบผลลัพธ์ เราเอาแก้วที่เหมือนกัน เทน้ำ 100 มล. ลงในแก้วแรก (ควบคุม) และเทน้ำจากถ้วยลงในอีกสามแก้ว เราเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ได้: น้ำจากถ้วยที่วางอยู่บนขอบหน้าต่างระเหยไปหนึ่งในสามในถ้วยที่วางอยู่บนโต๊ะ - ครึ่งหนึ่งและถ้วยที่วางอยู่ข้างหม้อน้ำแห้งสนิท - น้ำระเหยไปหมด สรุป: ยิ่งอุณหภูมิแวดล้อมสูง การระเหยก็จะยิ่งเร็วขึ้นเท่านั้น

ครู:เราจะมาทำความคุ้นเคยกับความสำคัญของการระเหยในชีวิตของมนุษย์และสัตว์ในหน้าตำราเรียน (ทำงานกับตำราเรียน)

ตอบคำถามฉันเพื่อการรวมบัญชี

1. การระเหยของน้ำคืออะไร? (การแปลงน้ำของเหลวเป็นน้ำก๊าซ)
2. อุณหภูมิและลมส่งผลต่อการระเหยของน้ำอย่างไร? (ยิ่งอุณหภูมิสูงและลมแรงก็ยิ่งระเหยเร็วขึ้น)
3. เมื่อไหร่ผ้าจะแห้งเร็วขึ้น: ในสภาพอากาศที่มีลมแรงหรือสงบ? (ในวันที่ลมแรง)

ลองดูการทดลองอื่น

ประสบการณ์ 4:

อุปกรณ์:

• ตะเกียงแอลกอฮอล์,
• ขาตั้งกล้อง,
• กระติกน้ำพร้อมท่อจ่ายแก๊ส
• แผ่นเหล็ก.

สาร:

• น้ำ.

เราอุ่นขวดด้วยน้ำโดยใช้ตะเกียงแอลกอฮอล์เพื่อให้น้ำเดือด และนำแผ่นเย็นไปที่ท่อจ่ายแก๊ส ไอน้ำจะเกาะอยู่บนจานในรูปของหยด

สรุป: น้ำก๊าซจะถูกเปลี่ยนเป็นของเหลว

กระบวนการนี้เรียกว่าการควบแน่น

(เขียนลงในสมุดบันทึก)

การควบแน่นคือการเปลี่ยนไอน้ำให้เป็นน้ำ

เราจะพบกับปรากฏการณ์นี้ที่ไหน? เราค้นพบจากเรื่องราว

นักเรียน:เราต้องเผชิญกับการควบแน่นของไอน้ำในชีวิตประจำวัน ในช่วงเย็นของฤดูร้อนหรือเช้าตรู่ เมื่ออากาศเย็นลง น้ำค้างก็ตกลงมา นี่คือไอน้ำในอากาศซึ่งเมื่อเย็นลงจะเกาะอยู่บนพื้นหญ้า ใบไม้ และวัตถุอื่นๆ ในรูปของหยดน้ำขนาดเล็ก เมฆยังก่อตัวขึ้นจากการควบแน่นของไอน้ำ ไอระเหยนี้ลอยขึ้นมาเหนือพื้นดินและแหล่งน้ำขึ้นสู่ชั้นอากาศที่เย็นกว่า ก่อตัวเป็นเมฆที่ประกอบด้วยหยดน้ำขนาดเล็ก หากอุณหภูมิอากาศต่ำเพียงพอ หยดน้ำจะแข็งตัว หิมะและลูกเห็บตกจากเมฆดังกล่าวบางครั้ง

ครู:ขอบคุณสำหรับข้อความ

ตอนนี้เรามาทำงานในห้องทดลองกันดีกว่า บนโต๊ะคุณมีทุกสิ่งที่คุณต้องการสำหรับงาน: สารเคมีและสารเคมี: น้ำ ชอล์ก เกลือ

เอาเกลือแล้วละลายในน้ำ คุณกำลังสังเกตอะไรอยู่? (เกลือละลายหมดแล้ว) เราได้รับสารละลายเกลือ

สามารถเขียนเป็นแผนผังได้ดังนี้:

ตัวทำละลาย + ตัวถูกละลาย = สารละลาย

น้ำ + เกลือ = สารละลายเกลือ

ทีนี้ลองเอาชอล์กมาละลายในน้ำแล้วเปรียบเทียบกับสารละลายเกลือ เรากำลังสังเกตอะไรอยู่? (สารละลายชอล์กมีเมฆมาก) มากรองผลลัพธ์ที่ได้ เราเห็นอะไร? (ไส้กรองใสแต่ตะกอนยังค้างอยู่ที่ไส้กรอง) ของเหลวเดิมเรียกว่าสารแขวนลอย

บทสรุป:

• หากไม่สามารถมองเห็นอนุภาคของสารในน้ำและผ่านตัวกรองพร้อมกับน้ำสารดังกล่าวจะเรียกว่าละลายได้และสถานะเรียกว่าสารละลาย
• หากสารลอยอยู่ในน้ำและค้างอยู่บนตัวกรองแสดงว่าสารนี้ไม่สามารถละลายได้ แต่จะถูกแขวนลอย

น้ำเป็นตัวทำละลายที่มีลักษณะเฉพาะซึ่งได้รับความเคารพนับถือมากที่สุด

วันนี้เรามาทำความรู้จักกับคุณสมบัติของน้ำกันดีกว่า ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าน้ำจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อน หดตัวเมื่อเย็นลง และขยายตัวเมื่อถูกแช่แข็ง คุณยังทราบด้วยว่าการระเหยและการควบแน่นคืออะไร และความสำคัญของมันคืออะไร สารละลายและสารแขวนลอยคืออะไร ตอนนี้เรามาดูกันว่าคุณได้เรียนรู้เนื้อหาใหม่อย่างไร

งานอิสระโดยใช้บัตร

(เพิ่มคำที่จำเป็นแทนจุด)

1. น้ำเมื่อถูกความร้อน………………………………………………..
2. น้ำเย็น…………………………………………………………
3. น้ำเมื่อแช่แข็ง………………………………………………………
4. น้ำเดือดที่อุณหภูมิ…………………………………………………
5. การเปลี่ยนน้ำของเหลวเป็นน้ำก๊าซคือ………………..
6. การเปลี่ยนไอน้ำเป็นน้ำคือ ………………………………………………
7. วิธีแก้ปัญหาคืออะไร? -
8. จะแยกวิธีแก้ปัญหาออกจากระบบกันสะเทือนได้อย่างไร? -

เราส่งมอบงาน

นี่เป็นการสรุปบทเรียนของเรา ขอบคุณทุกคน. ลาก่อน.

ในระบบทำน้ำร้อน น้ำจะถูกใช้เพื่อถ่ายเทความร้อนจากเครื่องกำเนิดไปยังผู้บริโภค
คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของน้ำคือ:
ความจุความร้อน;
การเปลี่ยนแปลงปริมาตรระหว่างการทำความร้อนและความเย็น
ลักษณะการเดือดเมื่อเปลี่ยนความดันภายนอก
โพรงอากาศ
พิจารณาคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำเหล่านี้

ความร้อนจำเพาะ

คุณสมบัติที่สำคัญของสารหล่อเย็นคือความจุความร้อน ถ้าเราแสดงมันผ่านความแตกต่างของมวลและอุณหภูมิของสารหล่อเย็น เราจะได้ความจุความร้อนจำเพาะ มันเขียนแทนด้วยตัวอักษร คและมีมิติ กิโลจูล/(กก. เคลวิน) ความร้อนจำเพาะ- คือปริมาณความร้อนที่ต้องถ่ายโอนไปยังสาร 1 กิโลกรัม (เช่น น้ำ) เพื่อให้ร้อนขึ้น 1 °C ในทางกลับกัน สารจะปล่อยพลังงานในปริมาณเท่ากันเมื่อถูกทำให้เย็นลง ความจุความร้อนจำเพาะเฉลี่ยของน้ำระหว่าง 0 °C ถึง 100 °C คือ:
c = 4.19 กิโลจูล/(กก. เคลวิน) หรือ c = 1.16 Wh/(กก. เคลวิน)
ปริมาณความร้อนที่ดูดซับหรือปล่อยออกมา ถามแสดงใน เจหรือ เคเจขึ้นอยู่กับมวล มแสดงใน กิโลกรัม, ความจุความร้อนจำเพาะ คและความแตกต่างของอุณหภูมิ แสดงเป็น เค.

การเพิ่มและลดปริมาณ

วัสดุธรรมชาติทั้งหมดจะขยายตัวเมื่อถูกความร้อนและหดตัวเมื่อเย็นลง ข้อยกเว้นประการเดียวสำหรับกฎนี้คือน้ำ คุณสมบัติพิเศษนี้เรียกว่าความผิดปกติของน้ำ น้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ +4 °C โดยที่ 1 dm3 = 1 ลิตรมีมวล 1 กิโลกรัม

หากน้ำร้อนหรือเย็นลงเมื่อเทียบกับจุดนี้ ปริมาตรจะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นลดลง กล่าวคือ น้ำจะเบาลง เห็นได้ชัดเจนจากตัวอย่างถังที่มีจุดล้น ถังบรรจุน้ำได้ 1,000 cm3 พอดี โดยมีอุณหภูมิ +4 °C เมื่อน้ำร้อนขึ้น บางส่วนจะไหลออกจากอ่างเก็บน้ำไปยังถ้วยตวง หากคุณให้น้ำร้อนถึง 90 °C ปริมาณ 35.95 cm3 พอดีจะเทลงในภาชนะตวง ซึ่งเท่ากับ 34.7 ก. นอกจากนี้ น้ำยังขยายตัวเมื่อเย็นลงต่ำกว่า +4 °C

เนื่องจากความผิดปกติของน้ำใกล้แม่น้ำและทะเลสาบ ทำให้ชั้นบนสุดกลายเป็นน้ำแข็งในฤดูหนาว ด้วยเหตุผลเดียวกัน น้ำแข็งจึงลอยอยู่บนพื้นผิว และดวงอาทิตย์ในฤดูใบไม้ผลิก็สามารถละลายน้ำแข็งได้ สิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นหากน้ำแข็งหนักกว่าน้ำและจมลงสู่ก้นทะเล

อ่างเก็บน้ำที่มีจุดล้น

อย่างไรก็ตามความสามารถในการขยายตัวนี้อาจเป็นอันตรายได้ ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ของรถยนต์และปั๊มน้ำอาจระเบิดได้หากน้ำในนั้นกลายเป็นน้ำแข็ง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จึงมีการเติมสารเติมแต่งลงในน้ำเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ไกลคอลมักใช้ในระบบทำความร้อน ดูข้อกำหนดของผู้ผลิตสำหรับอัตราส่วนน้ำต่อไกลคอล

ลักษณะการต้มน้ำ

หากให้น้ำร้อนในภาชนะเปิด น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 100°C หากวัดอุณหภูมิน้ำเดือดก็จะคงอยู่ที่ 100 °C จนกระทั่งหยดสุดท้ายระเหยไป ดังนั้นการใช้ความร้อนคงที่จึงทำให้น้ำระเหยไปจนหมด เช่น เปลี่ยนสถานะการรวมตัว

พลังงานนี้เรียกอีกอย่างว่าความร้อนแฝง (ความร้อนแฝง) หากการจ่ายความร้อนดำเนินต่อไป อุณหภูมิของไอน้ำที่เกิดขึ้นจะเริ่มสูงขึ้นอีกครั้ง

กระบวนการที่อธิบายไว้ได้รับที่ความดันอากาศ 101.3 kPa ที่ผิวน้ำ ที่ความดันอากาศอื่นๆ จุดเดือดของน้ำจะเปลี่ยนจาก 100 °C

หากเราทำการทดลองซ้ำตามที่อธิบายไว้ข้างต้นที่ระดับความสูง 3,000 ม. เช่น บนซุกสปิตเซ่ ซึ่งเป็นยอดเขาที่สูงที่สุดในเยอรมนี เราจะพบว่าน้ำที่นั่นมีอุณหภูมิเดือดอยู่ที่ 90 °C สาเหตุของพฤติกรรมนี้คือความดันบรรยากาศลดลงตามระดับความสูง

ยิ่งความดันที่ผิวน้ำต่ำ จุดเดือดก็จะยิ่งต่ำลง ในทางกลับกัน จุดเดือดจะสูงขึ้นเมื่อความดันผิวน้ำเพิ่มขึ้น คุณสมบัตินี้ใช้ในหม้ออัดแรงดัน เป็นต้น

กราฟแสดงการขึ้นต่อกันของจุดเดือดของน้ำกับความดัน ความดันในระบบทำความร้อนเพิ่มขึ้นโดยเจตนา ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ฟองก๊าซก่อตัวในระหว่างสภาวะการทำงานที่สำคัญ และยังป้องกันไม่ให้อากาศภายนอกเข้าสู่ระบบอีกด้วย

การขยายตัวของน้ำเมื่อถูกความร้อนและป้องกันแรงดันเกิน

ระบบทำน้ำร้อนทำงานที่อุณหภูมิน้ำสูงถึง 90 °C โดยทั่วไประบบจะเติมน้ำที่อุณหภูมิ 15°C ซึ่งจะขยายตัวเมื่อได้รับความร้อน ต้องไม่อนุญาตให้ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดแรงดันส่วนเกินและของเหลวล้น

เมื่อปิดระบบทำความร้อนในฤดูร้อน ปริมาณน้ำจะกลับสู่ค่าเดิม ดังนั้นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการขยายตัวของน้ำอย่างไม่จำกัด จึงจำเป็นต้องติดตั้งถังขนาดใหญ่เพียงพอ

ระบบทำความร้อนแบบเก่ามีถังขยายแบบเปิด พวกมันจะอยู่เหนือส่วนที่สูงที่สุดของไปป์ไลน์เสมอ เมื่ออุณหภูมิในระบบเพิ่มขึ้นทำให้น้ำขยายตัวระดับในถังก็เพิ่มขึ้นด้วย เมื่ออุณหภูมิลดลงก็ลดลงตามไปด้วย

ระบบทำความร้อนสมัยใหม่ใช้ถังขยายเมมเบรน (MEV) เมื่อความดันในระบบเพิ่มขึ้น จะต้องไม่อนุญาตให้ความดันในท่อและองค์ประกอบอื่นๆ ของระบบเพิ่มขึ้นเกินค่าขีดจำกัด

ดังนั้นข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับระบบทำความร้อนทุกระบบคือการมีวาล์วนิรภัย

เมื่อความดันเพิ่มขึ้นสูงกว่าปกติ วาล์วนิรภัยจะต้องเปิดและปล่อยปริมาณน้ำส่วนเกินที่ถังขยายไม่สามารถรองรับได้ อย่างไรก็ตาม ในระบบที่ออกแบบและบำรุงรักษาอย่างระมัดระวัง สภาวะวิกฤติเช่นนี้ไม่ควรเกิดขึ้น

ข้อควรพิจารณาทั้งหมดนี้ไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่าปั๊มหมุนเวียนจะเพิ่มแรงดันในระบบต่อไป ต้องสร้างความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิน้ำสูงสุด ปั๊มที่เลือก ขนาดของถังขยาย และแรงดันตอบสนองของวาล์วนิรภัยด้วยความระมัดระวังสูงสุด ในกรณีนี้การเลือกองค์ประกอบระบบแบบสุ่มแม้จะขึ้นอยู่กับต้นทุนแล้วก็ตาม

ถังขยายเมมเบรนถูกเติมด้วยไนโตรเจน ต้องปรับแรงดันเริ่มต้นในถังไดอะแฟรมขยายโดยขึ้นอยู่กับระบบทำความร้อน น้ำที่ขยายตัวจากระบบทำความร้อนจะเข้าสู่ถังและบีบอัดห้องแก๊สผ่านไดอะแฟรม ก๊าซสามารถบีบอัดได้ แต่ของเหลวไม่สามารถบีบอัดได้

ความดัน

การกำหนดความดัน
ความดันคือความดันสถิตของของเหลวและก๊าซ วัดในภาชนะและท่อที่สัมพันธ์กับความดันบรรยากาศ (Pa, mbar, bar)

แรงดันคงที่
ความดันสถิตคือความดันของของไหลที่อยู่นิ่ง
ความดันคงที่ = ระดับเหนือจุดตรวจวัดที่สอดคล้องกัน + ความดันเริ่มต้นในถังขยาย

ความดันไดนามิก
ความดันไดนามิกคือความดันของกระแสของเหลวที่กำลังเคลื่อนที่ แรงดันปล่อยปั๊ม นี่คือแรงดันที่ทางออกของปั๊มแรงเหวี่ยงระหว่างการทำงาน

ความดันลดลง
แรงดันที่พัฒนาโดยปั๊มหอยโข่งเพื่อเอาชนะความต้านทานรวมของระบบ วัดระหว่างทางเข้าและทางออกของปั๊มแรงเหวี่ยง

แรงดันใช้งาน
แรงดันที่มีอยู่ในระบบเมื่อปั๊มทำงาน แรงดันใช้งานที่อนุญาต ค่าสูงสุดของแรงดันใช้งานที่อนุญาตภายใต้สภาวะการทำงานที่ปลอดภัยของปั๊มและระบบ

การเกิดโพรงอากาศ

การเกิดโพรงอากาศ- นี่คือการก่อตัวของฟองก๊าซซึ่งเป็นผลมาจากการปรากฏตัวของแรงดันในท้องถิ่นต่ำกว่าความดันไอของของเหลวที่ถูกสูบที่ทางเข้าของใบพัด สิ่งนี้ส่งผลให้ประสิทธิภาพ (ความดัน) และประสิทธิภาพลดลงและทำให้เกิดเสียงดังและการทำลายวัสดุของชิ้นส่วนภายในของปั๊ม โดยการยุบฟองอากาศในพื้นที่แรงดันสูง (เช่น ทางออกของใบพัด) การระเบิดด้วยกล้องจุลทรรศน์จะทำให้เกิดแรงดันไฟกระชากที่สามารถสร้างความเสียหายหรือทำลายระบบไฮดรอลิกได้ สัญญาณแรกของสิ่งนี้คือเสียงดังในใบพัดและการสึกกร่อน

พารามิเตอร์ที่สำคัญของปั๊มหอยโข่งคือ NPSH (ความสูงของคอลัมน์ของเหลวเหนือท่อดูดของปั๊ม) โดยจะกำหนดแรงดันทางเข้าปั๊มขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับปั๊มประเภทหนึ่งเพื่อให้ทำงานโดยไม่มีการเกิดโพรงอากาศ กล่าวคือ แรงดันเพิ่มเติมที่จำเป็นเพื่อป้องกันฟองอากาศ ค่า NPSH จะขึ้นอยู่กับประเภทใบพัดและความเร็วของปั๊ม ปัจจัยภายนอกที่มีอิทธิพลต่อพารามิเตอร์นี้คืออุณหภูมิของของเหลวและความดันบรรยากาศ

การป้องกันการเกิดโพรงอากาศ
เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดโพรงอากาศ ของเหลวจะต้องเข้าสู่ทางเข้าของปั๊มแรงเหวี่ยงที่ระดับความสูงในการดูดขั้นต่ำที่แน่นอน ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันบรรยากาศ
วิธีอื่นในการป้องกันการเกิดโพรงอากาศ ได้แก่:
แรงดันสถิตที่เพิ่มขึ้น
ลดอุณหภูมิของเหลว (ลดความดันไอ PD)
การเลือกปั๊มที่มีหัวไฮโดรสแตติกคงที่ต่ำกว่า (ค่าแรงดูดขั้นต่ำ, NPSH)
ผู้เชี่ยวชาญของ Agrovodcom ยินดีช่วยคุณตัดสินใจเลือกปั๊มที่เหมาะสมที่สุด ติดต่อเรา!

อเล็กซานเดอร์ 2013-10-22 09:38:26 [คำตอบ] [ตอบกลับด้วยคำพูด][ยกเลิกการตอบกลับ] นิโคไล 2016-01-13 13:10:54 ข้อความจาก อเล็กซานเดอร์ พูดง่ายๆ: หากระบบทำความร้อนแบบปิดมีปริมาณน้ำ 100 ลิตร และอุณหภูมิ 70 องศา ปริมาณน้ำจะเพิ่มขึ้นเท่าใด แรงดันน้ำในระบบ 1.5 บาร์ 3.5--4.0 ลิตร [คำตอบ] [ตอบกลับด้วยคำพูด][ยกเลิกการตอบกลับ]

เราถูกล้อมรอบด้วยน้ำโดยตัวมันเอง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสสารและร่างกายอื่นๆ อาจเป็นของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ แต่น้ำอยู่รอบตัวเราเสมอ เหตุใดยางมะตอยจึงแตกร้าวบนถนน ทำไมน้ำในขวดแก้วถึงแตกในที่เย็น ทำไมหน้าต่างจึงมีหมอกในฤดูหนาว เหตุใดเครื่องบินจึงทิ้งร่องรอยสีขาวไว้บนท้องฟ้า - เราจะค้นหาคำตอบสำหรับสิ่งเหล่านี้ และ “ทำไม” อื่นๆ ในบทเรียนนี้ เราจะเรียนรู้ว่าคุณสมบัติของน้ำเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อถูกความร้อน ทำให้เย็นลง และกลายเป็นน้ำแข็ง ถ้ำใต้ดินและรูปร่างแปลกประหลาดก่อตัวอย่างไร เทอร์โมมิเตอร์ทำงานอย่างไร

หัวข้อ: ธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต

บทเรียน: คุณสมบัติของน้ำของเหลว

ในรูปแบบที่บริสุทธิ์ น้ำไม่มีรส กลิ่น หรือสี แต่แทบไม่เคยเป็นเช่นนั้นเลย เพราะมันละลายสารส่วนใหญ่ในตัวเองอย่างแข็งขันและรวมตัวกับอนุภาคของพวกมัน น้ำยังสามารถทะลุเข้าไปในร่างกายต่างๆ ได้ (นักวิทยาศาสตร์พบน้ำแม้กระทั่งในหิน)

ถ้าคุณเติมน้ำประปาลงในแก้ว แก้วก็จะดูสะอาด แต่ในความเป็นจริง มันเป็นสารละลายของสารหลายชนิด ซึ่งมีก๊าซ (ออกซิเจน อาร์กอน ไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์) สิ่งสกปรกต่างๆ ที่บรรจุอยู่ในอากาศ เกลือที่ละลายจากดิน เหล็กจากท่อน้ำ อนุภาคฝุ่นเล็กๆ ที่ยังไม่ละลาย ฯลฯ

หากคุณปิเปตหยดน้ำประปาลงบนกระจกที่สะอาดแล้วปล่อยให้ระเหยไป จุดที่แทบจะมองไม่เห็นจะยังคงอยู่

น้ำในแม่น้ำและลำธาร และทะเลสาบส่วนใหญ่มีสิ่งเจือปนต่างๆ เช่น เกลือที่ละลายอยู่ แต่มีน้อยเพราะน้ำนี้สด

น้ำไหลทั้งบนพื้นดินและใต้ดิน เติมลำธาร ทะเลสาบ แม่น้ำ ทะเล และมหาสมุทร ทำให้เกิดพระราชวังใต้ดิน

เมื่อน้ำทะลุผ่านสารที่ละลายได้ง่าย น้ำจะซึมลึกลงไปใต้ดิน พาพวกมันไปด้วย และผ่านรอยกรีดและรอยแตกในหิน ก่อตัวเป็นถ้ำใต้ดิน หยดลงมาจากหลังคา ทำให้เกิดประติมากรรมที่แปลกประหลาด หยดน้ำหลายพันล้านหยดระเหยไปเป็นเวลาหลายร้อยปี และสสารที่ละลายในน้ำ (เกลือ หินปูน) ตกลงบนส่วนโค้งของถ้ำ ก่อตัวเป็นน้ำแข็งย้อยที่เรียกว่าหินย้อย

การก่อตัวที่คล้ายกันบนพื้นถ้ำเรียกว่าหินงอก

และเมื่อหินย้อยและหินงอกรวมตัวกันเป็นเสาหินจะเรียกว่าหินงอก

เมื่อสังเกตการลอยตัวของน้ำแข็งในแม่น้ำ เราจะเห็นน้ำในของแข็ง (น้ำแข็งและหิมะ) ของเหลว (ไหลอยู่ข้างใต้) และสถานะก๊าซ (อนุภาคเล็กๆ ของน้ำที่ลอยขึ้นไปในอากาศ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าไอน้ำ)

น้ำสามารถอยู่ในทั้งสามสถานะได้ในเวลาเดียวกัน โดยจะมีไอน้ำในอากาศและเมฆอยู่เสมอ ซึ่งประกอบด้วยหยดน้ำและผลึกน้ำแข็ง

ไอน้ำไม่สามารถมองเห็นได้ แต่สามารถตรวจจับได้ง่ายหากคุณทิ้งแก้วน้ำแช่เย็นไว้ในตู้เย็นเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงในห้องอุ่น ๆ หยดน้ำจะปรากฏขึ้นบนผนังกระจกทันที เมื่อสัมผัสกับผนังเย็นของกระจก ไอน้ำที่มีอยู่ในอากาศจะถูกแปลงเป็นหยดน้ำและเกาะอยู่บนพื้นผิวของกระจก

ข้าว. 11. การควบแน่นบนผนังกระจกเย็น ()

ด้วยเหตุผลเดียวกัน ด้านในของกระจกหน้าต่างจึงมีฝ้าขึ้นในช่วงฤดูหนาว อากาศเย็นไม่สามารถกักเก็บไอน้ำได้มากเท่ากับอากาศอุ่น ดังนั้น ไอน้ำบางส่วนจึงควบแน่นกลายเป็นหยดน้ำ

เส้นทางสีขาวด้านหลังเครื่องบินที่บินอยู่บนท้องฟ้าก็เป็นผลมาจากการควบแน่นของน้ำเช่นกัน

หากคุณนำกระจกมาที่ริมฝีปากและหายใจออก หยดน้ำเล็กๆ จะยังคงอยู่บนพื้นผิว นี่เป็นการพิสูจน์ว่าเมื่อบุคคลหนึ่งหายใจเอาไอน้ำเข้าไปกับอากาศ

เมื่อน้ำร้อน น้ำจะ "ขยายตัว" สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ด้วยการทดลองง่ายๆ: ใส่หลอดแก้วลงในขวดน้ำและวัดระดับน้ำในนั้น จากนั้นจึงหย่อนขวดลงในภาชนะที่มีน้ำอุ่น และหลังจากให้ความร้อนกับน้ำแล้ว ระดับในท่อก็ถูกวัดอีกครั้ง ซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด เนื่องจากปริมาตรของน้ำจะเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน

ข้าว. 14. ขวดที่มีท่อ ตัวเลข 1 และเส้นแสดงระดับน้ำเริ่มต้น

ข้าว. 15. กระติกน้ำแบบมีท่อ เลข 2 และเส้นแสดงระดับน้ำเมื่อถูกความร้อน

เมื่อน้ำเย็นลง มันจะ "บีบอัด" สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้ด้วยการทดลองที่คล้ายกัน: ในกรณีนี้ ขวดที่มีท่อถูกหย่อนลงในภาชนะที่มีน้ำแข็ง หลังจากเย็นลง ระดับน้ำในท่อจะลดลงเมื่อเทียบกับเครื่องหมายเดิม เนื่องจากปริมาตรของน้ำลดลง

ข้าว. 16. ขวดที่มีท่อ ตัวเลข 3 และเส้นแสดงระดับน้ำระหว่างการทำความเย็น

สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอนุภาคของน้ำโมเลกุลเคลื่อนที่เร็วขึ้นเมื่อถูกความร้อนชนกันถูกผลักออกจากผนังของถังระยะห่างระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้นดังนั้นของเหลวจึงมีปริมาตรมากขึ้น เมื่อน้ำเย็นลง การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะช้าลง ระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะลดลง และของเหลวนั้นต้องการปริมาตรน้อยลง

ข้าว. 17. โมเลกุลของน้ำที่อุณหภูมิปกติ

ข้าว. 18. โมเลกุลของน้ำเมื่อถูกความร้อน

ข้าว. 19. โมเลกุลของน้ำระหว่างการทำความเย็น

ไม่เพียงแต่น้ำเท่านั้น แต่ยังมีของเหลวอื่นๆ (แอลกอฮอล์ ปรอท น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด) ที่มีคุณสมบัติดังกล่าวด้วย

ความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของของเหลวนี้นำไปสู่การประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์ (เทอร์โมมิเตอร์) ที่ใช้แอลกอฮอล์หรือปรอท

เมื่อน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง มันจะขยายตัว สิ่งนี้สามารถพิสูจน์ได้หากภาชนะที่บรรจุน้ำจนเต็มมีฝาปิดอย่างหลวม ๆ แล้วนำไปแช่ในช่องแช่แข็ง หลังจากนั้นไม่นานเราจะเห็นว่าน้ำแข็งที่ก่อตัวจะยกฝาขึ้นจนเลยภาชนะออกไป

คุณสมบัตินี้ถูกนำมาพิจารณาเมื่อวางท่อน้ำซึ่งจะต้องหุ้มฉนวนเพื่อว่าเมื่อแช่แข็งน้ำแข็งที่เกิดจากน้ำจะไม่ทำให้ท่อแตก

ในธรรมชาติ น้ำที่เย็นจัดสามารถทำลายภูเขาได้ หากน้ำสะสมอยู่ในรอยแตกของหินในฤดูใบไม้ร่วง น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งในฤดูหนาว และภายใต้แรงกดดันของน้ำแข็งซึ่งมีปริมาตรมากกว่าน้ำที่ก่อตัว หินจะแตกและพังทลายลง

น้ำแข็งในรอยแตกของถนนนำไปสู่การทำลายผิวทางแอสฟัลต์

แนวยาวที่มีลักษณะคล้ายรอยพับบนลำต้นของต้นไม้คือบาดแผลจากการแตกของไม้ภายใต้แรงกดดันของน้ำนมต้นไม้ที่แข็งตัวอยู่ในนั้น ดังนั้นในฤดูหนาวคุณจะได้ยินเสียงต้นไม้แตกในสวนสาธารณะหรือป่าไม้

1. Vakhrushev A.A., Danilov D.D. โลกรอบตัวเรา 3. ม. : บัลลาส.
2. Dmitrieva N.Ya., Kazakov A.N. โลกรอบตัวเรา 3. ม.: สำนักพิมพ์ Fedorov
3. Pleshakov A.A. โลกรอบตัวเรา 3. M.: การศึกษา

1. เทศกาลแห่งแนวคิดการสอน ()
2. วิทยาศาสตร์และการศึกษา ()
3. ชั้นเรียนสาธารณะ ()

1. ทำแบบทดสอบสั้นๆ (คำถาม 4 ข้อ พร้อมตัวเลือกคำตอบ 3 ข้อ) ในหัวข้อ “น้ำรอบตัวเรา”
2. ทำการทดลองเล็กๆ โดยวางแก้วน้ำเย็นจัดหนึ่งแก้วไว้บนโต๊ะในห้องอุ่น อธิบายว่าจะเกิดอะไรขึ้น อธิบายว่าทำไม
3. *วาดการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำในสภาวะร้อน ปกติ และเย็น หากจำเป็น ให้เขียนคำบรรยายบนภาพวาดของคุณ

สำหรับคำถาม เหตุใดน้ำจึงขยายปริมาตรเมื่อเย็นลง เมื่อสารอื่นหดตัวเมื่อเย็นลง? มอบให้โดยผู้เขียน ทำให้เป็นคริสต์คำตอบที่ดีที่สุดคือ เมื่อน้ำเย็นลง ในตอนแรกจะมีพฤติกรรมเหมือนกับสารประกอบอื่นๆ โดยจะค่อยๆ มีความหนาแน่นมากขึ้นและลดปริมาตรจำเพาะลง แต่ที่อุณหภูมิ 4 oC (แม่นยำยิ่งขึ้นที่ 3.98 °C) ภาวะวิกฤติเกิดขึ้น - การปรับโครงสร้างใหม่ และเมื่ออุณหภูมิลดลงอีก ปริมาณน้ำจะไม่ลดลงอีกต่อไป แต่เพิ่มขึ้น เมื่อเย็นลงภายใต้สภาวะปกติต่ำกว่า 0 °C น้ำจะตกผลึกกลายเป็นน้ำแข็ง ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่า และมีปริมาตรมากกว่าปริมาตรของน้ำเดิมเกือบ 10%
ปริมาตรที่เพิ่มขึ้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแต่ละโมเลกุลในโครงสร้างน้ำแข็งเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลอื่นอีกสี่โมเลกุล เป็นผลให้ในช่วงน้ำแข็งโครงสร้าง openwork ถูกสร้างขึ้นโดยมี "โพรง" ระหว่างโมเลกุลของน้ำคงที่ซึ่งทำให้เกิดการขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญของมวลแช่แข็งทั้งหมด โครงสร้างผลึกของน้ำแข็งมีลักษณะคล้ายกับโครงสร้างของเพชร โดยแต่ละโมเลกุลของ H2O ถูกล้อมรอบด้วยโมเลกุลสี่โมเลกุลที่อยู่ใกล้ที่สุด มีส่วนร่วมในการก่อตัวของพันธะไฮโดรเจนและอยู่ห่างจากมันเท่ากัน เท่ากับ 2.76 อังสตรอม และตั้งอยู่ที่จุดยอดของ จัตุรมุขปกติที่มุมเท่ากับ 109°28" ( ดูรูป) เนื่องจากหมายเลขการประสานงานต่ำ โครงสร้างของน้ำแข็งจึงเป็นตาข่ายซึ่งส่งผลต่อความหนาแน่นต่ำ โครงสร้างฉลุของน้ำแข็งนำไปสู่ความจริงที่ว่าความหนาแน่นของมัน เท่ากับ 916.7 กก./ลบ.ม. ที่ 0 °C ซึ่งต่ำกว่าความหนาแน่นของน้ำ (999.8 กก./ลบ.ม.) ที่อุณหภูมิเดียวกัน
ดังนั้นน้ำที่กลายเป็นน้ำแข็งจึงเพิ่มปริมาตรประมาณ 9%:

ในระหว่างกระบวนการหลอมละลาย ที่อุณหภูมิ 0 °C น้ำประมาณ 10-15% จะสูญเสียพันธะกับสารประกอบ ส่งผลให้การเคลื่อนที่ของโมเลกุลบางส่วนเพิ่มขึ้น และพวกมันก็พุ่งเข้าไปในโพรงที่มีโครงสร้างฉลุของน้ำแข็งอยู่ รวย. สิ่งนี้อธิบายการอัดของน้ำแข็งระหว่างการละลายและความหนาแน่นของน้ำที่เกิดขึ้นที่สูงขึ้น ซึ่งเพิ่มขึ้นประมาณ 10% เราสามารถสรุปได้ว่าค่านี้บ่งบอกถึงจำนวนโมเลกุลของน้ำที่ติดอยู่ในฟันผุในทางหนึ่ง ความหนาแน่นของน้ำที่เกิดขึ้นจะไปถึงค่าสูงสุดที่อุณหภูมิ 4 °C และเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีก การขยายตัวตามธรรมชาติของน้ำที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลที่เพิ่มขึ้นจะเกินกว่าผลของการจัดเรียงโครงสร้างใหม่แบบ "น้ำน้ำแข็ง" และ ความหนาแน่นของน้ำเริ่มลดลงเรื่อยๆ

คำตอบจาก 22 คำตอบ[คุรุ]

สวัสดี! ต่อไปนี้เป็นหัวข้อต่างๆ พร้อมคำตอบสำหรับคำถามของคุณ: เหตุใดน้ำจึงขยายตัวในปริมาตรเมื่อถูกทำให้เย็นลง เมื่อสารอื่นๆ หดตัวเมื่อถูกระบายความร้อน

คำตอบจาก เพลเซอร์[มือใหม่]
น้ำไม่ขยายตัวเมื่อระบายความร้อน หลังจากที่น้ำแข็งตัวและกลายเป็นน้ำแข็งเท่านั้น ปริมาตรของมันจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากระยะห่างระหว่างโมเลกุลของน้ำเพิ่มขึ้น

คำตอบจาก ไมค์ เทียรอฟ[คุรุ]
น้ำก็สัญญา... ตั้งคำถามไม่ถูกต้อง - น้ำหดตัวถึง -4 องศา แล้วขยายตัว... สิ่งนี้เรียกว่าการเปลี่ยนสถานะ และในระหว่างการเปลี่ยนสถานะ สารจะมีพฤติกรรมในลักษณะที่ไม่อาจจินตนาการได้โดยสิ้นเชิง... เมื่อถูกความร้อนถึง 100 องศา การขยายตัวจะเกิดขึ้น แต่อุณหภูมิไม่สูงขึ้น แต่จะเกิดการเปลี่ยนผ่านเป็นไอน้ำ - ยังเป็นการเปลี่ยนเฟส... พันธะระหว่างโมเลกุลได้รับคุณสมบัติที่แตกต่างกัน - การตกผลึกเริ่มต้นในน้ำ...