Почему течет вода: Почему вода течет | Вокруг Света

Почему вода течет?

В самом деле, почему? Да потому, конечно, что она жидкость. А почему жидкость? Ну, это уже все равно, что спрашивать, почему твердое тело — твердо и газ — газообразен. Но, оказывается, не совсем все равно. Ибо в объяснении твердости твердого и газообразности газа ученые физики пришли к вполне определенным и общим выводам, а что касается жидкостей, то…

Как в автобусе

Как давно известно, в кристаллическом твердом теле молекулы и ионы выстраиваются в ряды, соблюдая строгий порядок. Он один и тот же на всей глубине тела, и в науке его принято изображать в виде пространственной решетки с материальными частицами в переплетениях — узлах. Это так называемый дальний порядок. Стоит его изменить, и вещество изменит свойство: станет мягче или тверже, потеряет форму, сожмется, расширится.

Решетка связывает движение мельчайших частиц тела. Они как бы соединены между собой пружинками, которые позволяют частицам лишь дрожать, колебаться по отношению друг к другу.

Совершенно иначе ведут себя молекулы газа. Они, словно пылинки в солнечном луче, вьются независимо одна от другой. Кажется, никаким законам не подчинено это беспорядочное движение. Но как оно ни хаотично, ученые смогли подсчитать среднюю скорость мельчайших частиц в газах. Первым научился это делать английский физик Д. К. Максвелл. Он рассуждал примерно так.

На улице города можно встретить и очень высоких людей и совсем маленьких. Но и тех и других сравнительно немного. В основном все жители какой-либо местности примерно одного роста.

Так и движение молекул газа. Некоторые развивают огромную скорость, часть молекул движется медленно. Однако у подавляющего большинства скорость примерно одинакова. Ее можно принять за среднюю.

У молекул водорода при обычной температуре она составляет два километра в секунду — больше 7000 километров в час. У молекулы кислорода всего 1800 километров в час. С жидкостью же пока дело обстоит иначе. Согласие между учеными далеко не достигнуто. Кажется, просто: сжатый или сильно охлажденный газ становится жидкостью, как и сильно нагретое твердое тело. Жидкость — среднее состояние. Но в чем ее внутренняя природа, как ведут себя в ней молекулы?

Пришли к выводу, что частицы жидкости, в отличие от газовых, связаны друг с другом. Но единого, общего для всего тела порядка они не образуют, а испытывают влияние только своих ближайших соседок и воздействуют только на них. Тут уже не дальний порядок связи, как в твердых кристаллических телах, а так называемый ближний. В переполненном автобусе нельзя сдвинуться с места, не потревожив ближайших соседей. Направляясь к выходу, поневоле «меняешь группы» окружающих людей. Примерно так же каждая отдельная молекула жидкости движется среди соседок.

Когда соседи все время одни и те же, ученые говорят о колебании молекулы около временного положения равновесия. Почему «временного»? Потому, что частицы не остаются постоянно в одинаковом же окружении, они перепрыгивают из одной группы соседей в другую — совершают, как говорят ученые, активированные скачки. Каждая молекула воды при комнатной температуре делает за секунду примерно 600 миллионов активированных скачков! (и это касается в том числе и воды в бутылях, стоящей в вашей кухне)

В спокойной жидкости они происходят одинаково во всех направлениях. То группа частиц и каждая из них в отдельности переместилась в одну сторону, то в другую. В общей массе направление скачков взаимно уравновешивается. Однако стоит приложить к жидкости какую-либо силу (избыток давления, силу тяжести, разность потенциалов), и равномерность скачков нарушается, частицы устремляются в одну сторону. Устремляются группами и в одиночку. Это и есть текучесть. От этого течет и вода.

Для того чтобы частицы жидкости могли совершать активизированные скачки, в ней должны быть пустоты. Существуют ли они на самом деле? Ведь если их нет, то приведенное выше объяснение текучести ошибочно. Что говорит об этом опыт? Поиски таких пустот были начаты очень давно.

В серебряном шаре

Флоренция. Старинные дворцы прищурились от яркого солнца резными глазницами окон. А внутри дворцовых покоев вот уже несколько часов неторопливо беседуют флорентийские академики. Один из них говорит:

— Можно ли объяснить текучесть жидкости тем, что в ней есть невидимые поры? Правда ли, что стремясь заполнить их, жидкость и расплывается? Это утверждение, на наш взгляд, ошибочно. Доказательства? Вот они. Перед вами серебряный шар. Он наполнен водой. Ей некуда вытечь, так как шар закупорен герметически. Попробуем ударить по шару тяжелым молотком. Если бы в воде были поры, она бы от удара сжалась, а на шаре образовались бы вмятины.

Молоток с силой опустился на серебряную поверхность. Раз, второй, третий… На шаре появились светлые пятнышки. Академик торжествующе дотронулся до одного из них. Это были крошечные водяные капельки.

Опыт повторили. И снова после ударов на поверхности шара выступали слезы. Серебро пропускало воду! Но как? Ведь оно не губка и не пористая пемза. Напрашивался единственный вывод: в металле есть мельчайшие пустоты.

А в жидкости? Раз воде было легче пробить металл, чем сжаться, значит в ней не нашлось никаких пустот? Выходит так? И долгое время физики считали воду несжимаемой, лишенной каких бы то ни было внутренних пор. Лишь в середине восемнадцатого столетия французский физик Контон доказал, что и вода сжимается, хотя совсем незначительно.

Надо приложить давление в 1000 атмосфер, чтобы уменьшить объем воды всего на одну двадцать пятую. Значит, «поры» в жидкости все-таки существуют, молекулы в ней «упакованы» не самым плотным из всех возможных способов!

Но какие это пустоты? Как расположены молекулы в группах «ближнего порядка»? И даже (но об этом — чуть дальше) именно ли пустоты играют роль причины текучести? В поисках ответа на эти вопросы были разработаны сложные теории, выдвинуты десятки гипотез. Тут и «теория дырок» (как ее называют на научном просторечии), и «теория ячеек», и кинетически-мультиплетно-контактная теория и многие другие. Независимо от простоты или сложности названия все они довольно сложны по существу. Многие из них предполагают, что в течение очень коротких отрезков времени и в небольших объемах молекулярная структура жидкости представляет собой подобие кристаллической решетки твердого тела. Эти построения из молекул то и дело разрушаются, молекулы собираются в новые правильные группы, и жидкость течет.

Один из сторонников таких взглядов, ученый Г. В. Стьюарт сравнивает жидкость со стадом свиней. Животные то и дело собираются в постоянно меняющиеся группы. Группы внутри стада то растут, то уменьшаются. Расстояния между ними, то сокращаются, то увеличиваются. И все-таки это порядок, имеющий определенное построение. Часть физиков считает, что упорядоченность в жидкости, в известной мере, подобна порядку в соответствующем ей твердом теле. Так, расположение мельчайших частиц раствора поваренной соли сходно со строением кристаллов хлористого натрия. Молекулы воды образуют фигуры, похожие на кристаллы льда.

Таинственные многогранники

Но действительно ли жидкости настолько близки к твердым телам? Против этого решительно возражает известный английский ученый Дж. Д. Бернал, который вообще отрицает все так называемые кристаллические теории жидкостей. Он убежден, что жидкость — это однородное (в отличие от гипотезы Стьюарта) и связанное силами сцепления построение молекул. Никаких кристаллических участков или «дырок» достаточно крупных, чтобы в них могли бы поместиться какие-либо молекулы, в ней нет. Вопреки тому, что жидкость сжимается!

Не создают молекулы жидкости и каких-нибудь одинаковых фигур. Но как же тогда жидкость течет? Бернал рассуждает следующим образом. У каждой молекулы жидкости есть 8—12 непосредственно соприкасающихся с ней соседей. Значит, вместе они должны составить фигуры с таким же количеством граней. Но какие? Ведь существуют 46 многогранников, у которых число граней доходит до 12. И есть сотни полторы разных многогранников с 14 гранями. Да и каждая грань не похожа на свою соседку. Мало того, что это могут быть и треугольники, и квадраты, и другие многоугольники. Дело еще в том, что они могут иметь разные стороны. Тогда все эти многоугольники даже при одинаковом количестве углов будут отличаться друг от друга. Высчитать точно, в какие многогранники, с какими гранями, под какими углами сложатся молекулы в капле жидкости очень трудно. И поэтому Бернал пошел по другому пути — решил воспроизвести в грубой форме молекулярную модель жидкости.

Вы можете, при желании, повторить его опыт. Сделайте из пластилина десятка два-три маленьких комочков, обваляйте их в меле и сожмите в один ком. Теперь давайте посмотрим, в какие фигурки превратились комочки при плотной их упаковке.

Видимо у вас, как и у Бернала, получится что-то схожее с неправильными многогранниками. Причем грани в одной фигуре будут разительно отличаться одна от другой. Такого не может быть в кристалле. В этом, по Берналу, и заключается главное отличие структуры жидкости от структуры твердого тела.

Теперь вспомните, что жидкость находится в постоянном движении. Значит, и многогранники и отдельные грани все время меняются. Треугольники превращаются в параллелепипеды, пятиугольники приобретают еще один угол. В других случаях, наоборот, углов становится меньше, грани сдваиваются, страиваются. Этим беспрестанным изменением объемных форм внутри жидкости и объясняет Бернал ее непрерывное течение.

Итак, новый геометрический подход принес новую интересную гипотезу, воскрешающую в какой-то мере старые идеи флорентийских мудрецов. Однако спор далеко не кончен. Общепринятой теории жидкости, согласного ответа на вопрос «почему вода течет?» в науке еще нет. И добыть его далеко не просто.

Кстати, вот что любопытно: большинство теоретиков склонно приближать жидкость скорее к твердому телу, чем к газу. А в практике инженеры и ученые-экспериментаторы применяют к жидкостям формулы, характеризующие тяжелые газы. Странное противоречие! Его тоже должно разрешить будущее. И результаты этого спора будут иметь не только чисто научный, познавательный интерес. В нем кровно заинтересованы и физико-химики, и геологи, и металлурги. Уточнение молекулярно-кинетической модели жидкости может принести пользу в сталеплавлении, гидромеханике, поиске редкоземельных элементов, добыче нефти и во многих других областях науки и техники.

Автор: Г. Вершубский.

Схожі записи:

Течет Холодильник.

Вода внутри холодильника Течет Холодильник. Вода внутри холодильника с 8:00 до 23:00 без выходных

+7(495)2013-795

Дежурный мастер 24ч: +7(985)112-11-00

Частые поломки Вопрос мастеру

Наши преимущества

Мы ремонтируем

Мы в соцсетях:…..

Появление воды в холодильнике или под ним – явление крайне неприятное, но это не значит, что потребуется ремонт. Одна из возможных причин – засорение сливной системы испарителя. Рассмотрим основные причины протечки.

Откуда течет вода?

Установление точной причины протекания холодильника поможет ускорить решение проблемы. Если вода собирается под агрегатом, следует проверить:

• Обстановку внутри холодильника: если везде сухо, отсутствует лужа под ящиком для овощей и фруктов, возможно, сместилась трубка дренажного слива, вследствие чего жидкость направляется мимо специального стока – следует поправить водоотводный шланг.
• Есть ли трещина в емкости для сбора воды, это часто происходит при транспортировке холодильника или его перемещении внутри помещения, надо отодвинуть агрегат и проверить состояние резервуара.
• Состояние стен морозильной камеры, если на них образуется значительное количество льда и снега, не исключена поломка нагревателя испарителя. Тогда модель с системой No Frost функционирует как обычная, а при открытии морозилки под воздействием теплого воздуха снежная «шуба» тает, образуется много воды, резервуар для ее сбора чрезмерно быстро наполняется. «Лечение» — следует заменить нагреватель испарителя.

Часто вода собирается и снаружи, и внутри холодильника. Это может возникать из-за ряда причин:

• Засорения дренажного отверстия морозильной камеры. Признаки: в морозилке образуется сильная наледь, присутствует незамерзшая вода, вытекающая в расположенный ниже отсек. Чистка дренажной трубы, расположенной внутри холодильника, требует определенного опыта и навыков, такую работу целесообразно доверить мастеру.
• Засорилось дренажное отверстие холодильной камеры. Признаки: вода протекает по лицевой части, собирается под нижним ящиком. Причина: попадание крошек и частиц продуктов. Очистка слива осуществляется при помощи спринцовки с теплой водой, впрыскиваемой в отверстие. Если это не помогает, придется воспользоваться трубочкой для коктейля или ватной палочкой.
• Износ уплотнителя дверки. Продукты перемораживаются, в нижней части холодильника накапливается вода со льдом, образуется лужица под холодильником. В этом случае потребуется замена уплотнителя.
• Неправильное расположение холодильника. Если он установлен неровно, дверца может плохо прилегать к корпусу, из-за чего внутрь попадет теплый воздух. Это приводит к интенсивной работе компрессора и перемораживанию продуктов, образуется значительное количество льда и воды, переполняющей резервуар. Проблема решается выставлением холодильника по уровню. Это можно сделать самостоятельно, не прибегая к услугам мастера.

Не получилось справиться с проблемой самостоятельно? Вызывайте нашего специалиста, и ваш холодильник заработает стабильно и надежно!

Уважаемые клиенты , также мы ведем специальный Блог на нашем сайте : Наши Ремонты .

В котором рассказываем вам о наиболее частых поломках холодильников и их ремонтах.

Наука о воде | Естествознание в Pre-K

Наука Цели исследования водных ресурсов

После изучения учащиеся смогут понять:

• Предметы могут тонуть, плавать или оставаться подвешенными в воде.

• Вода всегда течет вниз, если только сила не толкает ее вверх, например насос.

Физические свойства воды можно разделить на четыре основных компонента:

Течение, Капли, Тонут и Плавают и Пузыри.

Наука о течении воды

• Движение воды описывается как течение.

• Поскольку вода является жидкостью, она не имеет прочной внутренней структуры. Он принимает форму контейнера, в котором находится.

• Молекулы воды липкие! Вода всегда образует плоскую поверхность, если на нее не действует другая сила, например ветер.

• Предметы могут тонуть, плавать или оставаться подвешенными в воде.

• Воздух занимает место в воде и всплывает на поверхность.

• В природе вода стекает под действием силы тяжести. Мы видим это в реках, дожде, сточных канавах и т. д.

• Если мы воздействуем на воду силой, мы можем заставить ее двигаться вверх!

Смазка для индейки показывает, как вы можете всасывать воду в смазку или распылять воду в воздух, толкая ее.

Наука о каплях воды

• Капли прилипают друг к другу способом, называемым 9.0019 сплоченность . Мы можем видеть это по тому, как вода образует капли и может образовывать «кожу» на верхней части стакана.

• Когда молекулы воды прилипают к другим материалам, это называется адгезией . Вы также можете думать об этом как о поглощении . Мы можем увидеть это, когда наливаем воду на бумажное полотенце.

• Вощеная бумага не имеет хорошей адгезии , потому что она не впитывает много воды. Капля воды на вощеной бумаге остается там, где она есть, и сохраняет свою форму, но бумажное полотенце обладает отличной адгезией! Впитывает много воды. Капли воды на бумажных полотенцах всасываются в материал и не держат форму

Наука о погружении и плавании

Предметы тонут или плавают в зависимости от плотности: насколько тяжелый предмет по сравнению с тем, сколько места он занимает.

• Раковина : объекты тонут, когда их плотность превышает плотность воды. Примеры: камни, ваши ключи, холодильник.

• Плавающий : объекты плавают, когда они менее плотны, чем вода. Эти твердые объекты обычно содержат много воздуха. Примеры: дерево, яблоки, пластиковый мешок для мусора

Вопрос: Как корабли, сделанные из металла, плавают на поверхности воды?
Ответ: Некоторые формы позволяют плотным материалам плавать на поверхности воды. Форма лодки, например, позволяет металлу быть в основном заполненным воздухом, поэтому в целом лодка становится менее плотной

• Плотность (масса/объем) определяет, тонут ли объекты, плавают или остаются в воде во взвешенном состоянии.

• Однако пузырьки воздуха могут снизить эффективную плотность объекта.

• Эффективные формы для лодок распределяют вес материала более плотного, чем вода, таким образом, что заключенный в нем воздух делает всю лодку менее плотной.

Что такое воздушные пузыри?

• Воздух (или любой другой газ) занимает место в воде, как и твердые тела.

• Воздух (или любой газ) менее плотный, чем вода, поэтому пузырьки газа всплывают на поверхность воды.

• Воздух занимает место в контейнерах. Когда вода наливается в емкость, она занимает место воздуха, который уже был там.

• Если воздух не может выйти из контейнера, вода не может попасть внутрь.

Разместите несколько интересных материалов, чтобы привлечь учащихся к исследованию воды. Слишком много материалов может быть ошеломляющим. Слишком мало может потерять интерес студентов.

 

Поток воды | Encyclopedia.

com

Вода течет вниз под действием гравитации Земли (силы притяжения между двумя массами). Ручьи, как и реки, представляют собой движущиеся поверхностные воды, движущиеся под действием силы тяжести, которые истощают воду с континентов. Ученые-водники, называемые гидрологами, называют все проточные водоемы ручьями, независимо от их размера, поэтому в каком-то смысле реки — это большие, хорошо зарекомендовавшие себя потоки). В повседневном общении принято называть ручьи меньшими, чем реки.

Реки переносят воду, выпадающую на сушу в виде осадков (дождя, снега, мокрого снега и града), в океаны. Ручьи, опять же, как и реки, постоянно меняют свое русло и длину. Поток передается по определенному пути, называемому каналом. Вода, текущая в руслах ручьев, является мощным скульптором, вырезающим ландшафты и формирующим отложения (частицы камня, песка и ила). Он изнашивает горные хребты и прорезает глубокие каньоны в твердой скале. Речные воды поддерживают живые сообщества растений и животных, и они были источником жизненной силы человеческой цивилизации на протяжении тысячелетий. Реки формируют землю, а также являются неотъемлемой частью гидрологического цикла (циркуляции воды на Земле и вокруг нее).

Эрозия и отложение

Ручьи являются основным фактором эрозии (износа) на суше. Вода в быстрых ручьях обычно бурная. Текущая вода наполнена завихрениями и мелкими локализованными водовороты бурлящей воды, называемые водоворотами. Бурная вода подхватывает частицы отложений, выветрившихся из горных пород и почвы, и уносит их вниз по течению. (Выветривание — это разрушение горных пород в результате физических и химических процессов, таких как воздействие воды, льда, химикатов и изменение температуры.) Более быстро движущаяся вода может нести больше осадка в воде и может толкать более крупные камни. по дну канала. Некоторые горные потоки перемещают огромные валуны, в то время как вялые равнинные (низменные и равнинные) потоки несут лишь мелкие крупинки ила и грязи. Песчинки и более крупные фрагменты камней, которые скользят и подпрыгивают по руслам ручьев, точат твердую породу.

В прямом потоке вода с самой быстрой скоростью и область наибольшей эрозии обычно находится в середине русла. Там, где ручей изгибается, самое сильное течение (движущаяся масса воды) находится снаружи кривой.

Когда вода замедляется, она сбрасывает свои наносы, вызывая образование осадочных отложений вдоль русел ручьев в районах с медленным течением воды. Чем медленнее течение, тем мельче осадки, которые оно откладывает. В прямых руслах речные воды откладывают наносы по берегам ручьев. В изгибающихся каналах на внутренней стороне изгибов образуются осадочные отложения, называемые точечными барами. Отдельные зерна отложений путешествуют вниз по течению, как автостопщики. Иногда зерна подхватывает сильное течение или паводок, который уносит их далеко вниз по течению, но обычно они не уходят далеко за один проход. Каждая песчинка на пляже проделала долгий путь с множеством остановок, прежде чем достигла океана. То, движется ли отдельная крупинка отложений, зависит от скорости течения воды, которая меняется по мере изменения количества воды, протекающей через поток.

По мере того, как потоки воды становятся быстрее, они могут перемещать более крупные зерна.

Воды ручья также размывают горные породы, растворяя содержащиеся в них минералы, что приводит к их крошению. Химическое выветривание, также называемое растворением, происходит, когда слабокислая вода химически изменяет минералы в горных породах, что приводит к их разрушению. Чистая речная вода несет химические компоненты (части) минералов горных пород, называемые ионами (электрически заряженными). частицы). Когда условия в воде меняются (вода замедляется или охлаждается), ионы рекомбинируют в твердые минеральные кристаллы. Эта форма осадочного отложения называется осадком. Известняк, соль и гипс образуются в результате осаждения из воды. Океанические животные, такие как кораллы и моллюски, поглощают ионы и используют их для строительства своих раковин. Некоторые типы горных пород, в том числе мел и кремень (также известный как кремень), образуются из остатков организмов.

Водопад Виктория — это завеса грохочущей воды, где могучая река Замбези низвергается с высоких скал в Центральной Африке недалеко от границы между Замбией и Зимбабве. Это самый большой и, возможно, самый красивый водопад на Земле. (Водопад Анхель в Венесуэле — самый высокий водопад в мире.) Водопад Виктория — одно из семи чудес света. Путешественники отправляются туда, чтобы увидеть его невероятную стену падающей воды и облака вздымающегося тумана, которые переливаются радугой. Рев падающей воды можно услышать за 20 миль (32 километра), а в тумане растет тропический лес, наполненный редкими растениями и животными.

Легендарный британский исследователь Дэвид Ливингстон (1813–1873) был первым европейцем, который в 1855 году увидел то, что местные жители называли «гремящим дымом». из всего, что было свидетелем в Англии … такие прекрасные сцены, должно быть, видели ангелы в своем полете «. Ливингстон назвал водопад в честь королевы Виктории.

Водопад Виктория — яркий пример силы текущей воды. Река Замбизи вырезала пропасть под водопадом, размыв слабый слой горных пород. Утес за водопадом состоит из скалы, которая лучше противостоит напору воды. Водопад Виктория движется вверх по течению, поскольку бурная бурная вода в его основании размывает основание утеса.

Все ручьи стремятся достичь постоянного уклона (наклона), называемого ступенчатым профилем, путем размыва и отложения наносов. Профиль (вид сбоку) ступенчатого ручья (ручей с ступенчатым профилем) крутой у конца в гору и пологий у точки в конце, где ручей вливает воду в более крупный водоем. Положение нижнего конца профиля определяется уровнем воды на выходе, называемым базовым уровнем. Потоки не могут опуститься ниже базового уровня. Почти все речные системы впадают в море, поэтому уровень моря является конечным базовым уровнем для большинства рек.

Внезапные наводнения

Внезапные наводнения смертельно опасны. Они могут возникать практически без предупреждения после сильного дождя, разрушения плотины или дамбы (защитного барьера, построенного вдоль берегов ручья для предотвращения наводнений, часто сделанного из грязи) или выброса бревна или ледяного затора в реку. . Во многих отношениях внезапные наводнения похожи на все наводнения. Они случаются, когда вода переполняет русло ручья и разливается в области, которые обычно сухие. Как и все наводнения, они часто наносят ущерб имуществу, затопляют урожай и загрязняют питьевую воду. В отличие от других наводнений, внезапные паводки достигают катастрофических масштабов в течение нескольких часов или даже минут и оставляют людям мало шансов спастись от бурлящей воды.

Интенсивные ливни, вызывающие внезапные наводнения, часто возникают на небольшой территории в пределах более крупной речной системы. Всплеск воды устремляется вниз по системе через районы, где не было дождей, вызывая внезапные паводки, часто возникающие под солнечным небом и в засушливых регионах. Внезапные наводнения представляют особую опасность для туристов и других людей в каньонах юго-запада Америки. Летние грозы могут временно превратить сухие каньоны юго-западной пустыни с крутыми стенами в бурлящие потоки. Стремительные паводковые воды движутся вниз по течению так быстро, что пострадавшие вниз по течению не получают предупреждения даже с помощью современных систем связи. Внезапные наводнения убивают больше людей, чем любые другие погодные явления в Соединенных Штатах.

Условия постоянно меняются во всех водотоках, и продолжается процесс приспособления за счет эрозии и отложений. По мере того, как условия меняются на своем пути, поток меняет свой профиль, размывая наносы в одних местах и ​​откладывая их в других. Если базовый уровень падает, речные воды врезаются в поверхность земли. Если она поднимается, они откладывают больше осадка. Если движения нижележащих плит земной коры поднимаются (геологическое поднятие), чтобы сделать верхнюю часть потока более крутым, он будет разрушаться, чтобы восстановить свой градуированный профиль. Потоки также пытаются выравнивать препятствия на своем пути. Они работают над сносом плотин, как естественных, так и искусственных, путем эрозии и заполнения резервуара за ним наносами. Озера, таким образом, являются лишь временными особенностями речные системы и плотины прерывают естественный поток воды в ручье.

Лори Дункан, доктор философии.