რატომ არის კონდუქტომეტრული მნიშვნელობა?

ვინც დიდ დროს ატარებს საცურაო აუზზე, სწრაფად აღმოაჩენს, რომ ხალხი ძალიან კარგია შეშფოთებულია ელექტრული მოწყობილობების წყალთან ახლოს არსებობა - მით უფრო, თუ მოხდება მათი ჩართვა წელს

სინამდვილეში ეს ასეა უმეტეს შემთხვევაში, როდესაც წყლის საკმარისი რეზერვუარი არსებობს ელექტროენერგიის ცნობილი ნაკადების მახლობლად. წყალგამტარობის წყალობით, ეშმაკური დანაშაული "აბაზანაში" არის ძველი კლიშის, მკვლელობის საიდუმლოებით მოცული ამბების საყვარელი კლიშე.

აქ საქმე იმაში არ არის, რომ ელექტროენერგიით შეიძლება ზიანი მიაყენოთ საკუთარ თავს, თუმცა ამის გათვალისწინება ყოველთვის მნიშვნელოვანია; ეს არის ის, რომ მოზარდებმა სიფხიზლე შეიტანეს და საშუალო სკოლის ბავშვებმაც იციან, რომ წყალი არ უნდა აურიონ რაიმე ფორმით, იციან ეს ფიზიკა თუ არა. (სინამდვილეში, არსებობს ზედმეტად ფრთხილი იდეები, მაგალითად, მოსაზრება, რომ თქვენ შეიძლება შოკი გქონდეთ, თუკი თითების დასველებისას შეეხო პლასტმასის შუქის გადართვას.)

ამ დროისთვის უფრო მნიშვნელოვანია საკითხი, თუ როგორ "მიედინება" ელექტროენერგია მინიმუმზოგიერთისითხეები, თუნდაცზოგიერთიმყარი შეიძლება შეიცავდეს მას. მხოლოდ წყალია, რომელიც ამ გზით ურთიერთქმედებს ელექტროენერგიასთან? რაც შეეხება დაღვრილ რძეს ან წვენს? ზოგადად, მატერიის რომელი თვისებები განაპირობებს მისი მნიშვნელობას

ელექტროენერგიის სახელით ცნობილი ფენომენი უფრო მეტია, ვიდრე მოძრაობაელექტრონებიგარკვეული სახის ფიზიკური საშუალების, ან მასალის საშუალებით.

თქვენ შეიძლება არ იფიქროთ ჰაერზე, როგორც მასალაზე, მაგრამ სინამდვილეში, სხვადასხვა მოლეკულებით მდიდარი ჰაერი, რომელსაც ვერ ხედავთ, რომელთაგან ბევრს შეუძლია და მონაწილეობს ელექტრონულ დინებაში. თქვენ აშკარად ვერ ხედავთ ელექტრონებს, ასე რომ, თუ გჯერათ ელექტროენერგიის, უნდა გჯეროდეთ, რომ გასაოცრად პაწაწინა საგნები დიდ როლს ასრულებენ ყოველდღიური მასალების ქცევაში!

სხვადასხვა მასალები იძლევა ელექტრონების ამ გავლას - და მათთან ერთად, მათი ელექტრული მუხტებიც - სხვადასხვა ხარისხით, რაც დამოკიდებულია ინდივიდუალურ მოლეკულურ და ატომურ სტრუქტურებზე. რაც უფრო ნაკლები შეჯახება ხდება სხვა პაწაწინა ობიექტებთან, რომელსაც ელექტრონები ანათებენ, მით უფრო ადვილად გადაეცემა ისინი ამ საკითხის მეშვეობით.

მიმდინარე დინების ზოგადი განტოლებაა

სადმეარის მიმდინარე დინება ამპერებში,ვარის ელექტრული პოტენციალის სხვაობა ვოლტებში ("ძაბვა") დარარის წინააღმდეგობა ომებში. წინააღმდეგობა უკავშირდება გამტარობას, როგორც ამას მალე გაიგებთ.

გამტარობა, ან უფრო ფორმალურადელექტროგამტარობა, არის მასალის ელექტროენერგიის გამტარუნარიანობის მათემატიკური საზომი. იგი წარმოდგენილია ბერძნული ასო სიგმით(σ)და მისი SI (მეტრული სისტემა) ერთეულიაsiemens თითო მეტრზე (S / m)​.

• სიემენებს ასევე უწოდებენ ამოჰ, რომელიც არის "ომი" დაწერილი უკან. თუმცა ეს ტერმინი საერთოდ აღარ გამოვიდა მე -20 საუკუნის ბოლოს.

გამტარობა მხოლოდ მათემატიკური საპასუხოაწინააღმდეგობის გაწევარეზისტენტობა წარმოდგენილია მცირე ბერძნული ასოთი rho (ρ) და იზომება ომ-მეტრით (Ωm), რაც ნიშნავს, რომ S / m ასევე შეიძლება შეფასდეს, როგორც საპასუხო ომმეტრი (1 / Ωm ან Ωm)^-1). გაფართოებით, ხედავთ, რომ siemen არის ომის საპასუხო მოქმედება. მას შემდეგდირიჟორობასაპირისპიროა რეალურ სამყაროში რაღაცწინააღმდეგობას უწევსმისი გავლა, ამას ფიზიკური აზრი აქვს.

მასალის გამტარობა არის ამ მასალის შინაგანი თვისება და არ უკავშირდება სქემის ან სხვა სისტემის აწყობას, რომლის აღრიცხვა ხდება "თითო მეტრზე" siemens ერთეულში. ეს უკავშირდება მასალის, ხშირად მავთულის ფიზიკურ პრობლემებს ამ სიტუაციებში, რომელიც გამოხატავს გამოხატვას

სადლარის სიგრძე, თუ მავთული მ-ში დაამისი განივი ფართობი მ-ში².

როგორც აღინიშნა, კონდუქტომეტრული დამოკიდებულება არ არის დამოკიდებული ექსპერიმენტულ წყობაზე და მხოლოდ იმის გამოხატულებაა, თუ როგორ არის მოცემული მასალა (მყარი, თხევადი ან აირისებრი). ზოგიერთი მასალა ბუნებრივად გააკეთეთ ძლიერი გამტარები (და ამრიგად ცუდი რეზისტორები), ხოლო სხვებს შეუძლიათ ელექტროენერგიის სუსტი ან საერთოდ გატარება და კარგი რეზისტორების (ან ელექტრული იზოლატორები).

ელექტრული წრის საშუალებით, თქვენ შეგიძლიათ დაარეგულიროთ დაყენება ისე, რომ მიიღოთ ნებისმიერი დონის თქვენთვის სასურველი დენის გათვალისწინებით, წინააღმდეგობის ელემენტების კომბინაციასაც. სწორედ ამიტომ არის დანიშნული წინააღმდეგობარდა არ აქვს სიგრძე თავის ერთეულებში; ეს არის სისტემის თვისებების საზომი და არა მასალის. შესაბამისად,გამტარობა(ასოთი სიმბოლოაგდა იზომება siemens) მუშაობს იგივე გზით. მაგრამ ეს ჩვეულებრივ უფრო მოსახერხებელია გამოსაყენებლადრანρვიდრე ეს არის წასვლაგანσ​.

როგორც ანალოგია, ჩათვალე, რომ საფეხბურთო გუნდის მწვრთნელს შეუძლია შეცვალოს მისი ინდივიდუალური მოთამაშეთა ძალა და სიჩქარე, მაგრამ საბოლოოდ, ყველა ფეხბურთი არსებულ გუნდს აქვს იგივე არსებითი შეზღუდვები: 11 ადამიანი მოთამაშე მხარეს, განსხვავდება მათი ფიზიკური შესაძლებლობებით, მაგრამ აქვს იგივე ძირითადი თვისებები.

ყველაზე შოკისმომგვრელი რამ, რასაც ამ სტატიაში შეისწავლით (და ეს არ არის მხოლოდ სიტყვიერი სიტყვა, პატიოსნად!) არის ის, რომ წყალი, მკაცრად რომ ვთქვათ, ელექტროენერგიის საშინელი გამტარია. რომ ვთქვათ, სუფთა H₂O (წყალბადის და ჟანგბადის 2: 1 თანაფარდობით) არ ატარებს ელექტროენერგიას.

როგორც უკვე ეჭვი არ გეპარებათ, ეს ნიშნავს, რომ ჭეშმარიტად სუფთა წყლის დანახვა ის არის, რაც არსებითად არასდროს ხდება. ლაბორატორიის პირობებშიც კი, იონებისთვის (დამუხტული ნაწილაკები) ადვილია "შეიპარონ" წყალში, რომელიც შედედებულია სუფთა ორთქლისგან, ანუ გამოხდილი.

წყალი მილებიდან და უშუალოდ ბუნებრივი წყაროებიდან ყოველთვის მდიდარია მინარევებით, მინერალებით, ქიმიკატებით და სხვადასხვა სახის გახსნილი ნივთიერებებით. რა თქმა უნდა, ეს სულაც არ არის ცუდი; მაგალითად, ყველა ეს მარილი ოკეანის წყალში, ოდნავ აადვილებს ზღვაში ცურვას, თუ ეს თქვენი თამაშია.

როგორც ეს ხდება, სუფრის მარილი (ნატრიუმის ქლორიდი, ან NaCl) ერთ – ერთი უკეთ ცნობილი ნივთიერებაა, რომელსაც შეუძლია წყალში საიზოლაციო თვისებები გაძარცოს,₂ო.

წყლის გამტარობა აშშ – ს მდინარეებში ფართოდ მერყეობს, დაახლოებით 50 – დან 1500 მკმ / სმ – მდე. შიდა მტკნარი წყლის ნაკადები, რომლებიც თევზებს აყვავების საშუალებას აძლევს, აქვთ 150 – დან 500 მკმ / სმ – მდე. უფრო მაღალი ან დაბალი გამტარობა შეიძლება მიუთითებდეს იმაზე, რომ წყალი არ არის შესაფერისი თევზის ან მაკროხერხემლიან ცხოველთა გარკვეული სახეობებისათვის. სამრეწველო წყლები შეიძლება აღემატებოდეს 10,000 მკ / სმ.

გამტარობა არის არაპირდაპირი საზომი, მაგალითად, ნაკადის წყლის ხარისხი. თითოეული საჰაერო ხომალდი გამოირჩევა შედარებით მუდმივი დიაპაზონით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სასმელი წყლის სტანდარტის საწყისი გამტარობა. გამტარობის რეგულარული შეფასება ხდება აწყლის გამტარობის მრიცხველი. კონდუქტომეტრული სისტემის მნიშვნელოვანმა ცვლილებებმა შეიძლება გაასუფთაოს გაწმენდის მცდელობა.

ეს სტატია აშკარად ეხება ელექტროგამტარობას. ფიზიკაში, თქვენ ალბათ მოისმენთ სითბოს გამტარობას, რაც ცოტათი განსხვავდება, რადგან სითბო იზომება ენერგიაში, ხოლო ელექტროენერგია, რომელსაც ენერგიის მიწოდება შეუძლია.

მასალის თერმული კონდუქტომეტრის ცვლილებები, როგორც წესი, მისი ელექტრული კონდუქტომეტრის პარალელური ცვლილებებია, თუმცა, ჩვეულებრივ, იმავე მასშტაბის არ არის. მასალების ერთი საინტერესო თვისება ის არის, რომ მათი უმეტესობა უფრო ღარიბი ხდება გამტარობით, რადგან თბება (ნაწილაკები უფრო სწრაფად ტრიალებენ გარშემო) და უფრო სწრაფად, როგორც ტემპერატურა ადის, ისინი უფრო ხშირად "ერევიან" ელექტრონებს), ეს არ შეესაბამება მასალების კლასს, ე.წ. ნახევარგამტარები.