Вода какую форму имеет: ? — — / ChemicalNow.ru — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Вода и её свойства

Цель: Формирование представления о различных состояниях воды. Познакомить со свойствами воды. Воспитывать у детей бережное отношение к воде.

Материал: цветные полоски (по 4 на каждого ребенка), стаканы разовые (по 4 шт. на каждого ребенка), соль, сахар, мел, краска (по 4 на каждого ребенка), воронка, промокательная бумага, толстая картонка, тазик маленький, 2 пустых стакана, 4 стакана с водой, крышка, верхняя часть пластиковой бутылки с крышкой, вата (для опыта воспитателя).

Игра: «Для чего нужна вода?»

Дети стоят в кругу, воспитатель в середине круга. Бросает каждому мяч, спрашивает: «Для чего нужна вода?» Дети по очереди: для питья, стирать, готовить, купаться, для омовения, поливать цветы, деревья, для птиц, для рыб и т. д.

Воспитатель: Дети, какая бывает природа?

Дети: Живая и неживая.

Воспитатель: Правильно, молодцы. А что входит в живую природу?

Ребенок: В живую природу входит — люди, птицы, животные, деревья, цветы, трава.

Воспитатель: Молодец! Кто мне назовет неживую природу?

Ребенок: Камни, песок, глина, облака, солнце, вода.

Воспитатель: Правильно, молодец. А кто скажет, какое полезное ископаемое самое ценное на Земле?

Ребенок: Это вода, без воды не может прожить ни человек, ни животное, ни растение.

Воспитатель: Да, правильно, это вода. Вода нам всем хорошо знакома. А что такое вода? Вода – это жидкость. Жидкую воду мы пьем. В природе мы наблюдали за туманом. Из чего он состоит?

Ребенок: Из маленьких капелек воды.

Воспитатель: Ранним утром на траве лежат круглые бисеринки. А что это за бисеринки?

Ребенок: Это роса, роса – это вода.

Воспитатель: Да, это вода, вода в жидком состоянии. Вода еще бывает и в твердом состоянии.

Ребенок: Это снег и лед.

Воспитатель: Вода, как и любое полезное ископаемое, обладает свойствами. Их вы можете установить сами. В этом вам помогут опыты, которые выполнили по плану.

Форма воды.

Опыт . Наливаем воду в стакан, чашку, блюдце. Обратите внимание: в стакане вода какую форму имеет?

Ребенок: В стакане вода имеет форму стакана.

Воспитатель: Молодец, в чашке, в блюдце.

Ребенок: В чашке форму чашки, в блюдце форму блюдца.

Воспитатель: Правильно, молодец. Сделаем вывод. Проверим: вода не имеет своей формы, а приобретает форму того сосуда, в который налита.

Опыт. Прозрачность воды.

Для изучения прозрачности воды опустим в стакан воды крышку от бутылки. Что можно сказать о прозрачности воды?

Ребенок: Мы видим крышку в воде, значит, вода – прозрачная.

Воспитатель: Да, вода – прозрачная. Но в природе вода не всегда бывает прозрачной, потому, что она нередко загрязнена различными отходами.

Цвет воды.

Перед вами полоски цветной бумаги: синей, желтой, зеленой, красной. Сравним цвет воды с цветом бумажных полосок. Вода имеет какой-нибудь цвет этих красивых полосок. И можно ли назвать ее зеленой, красной, синей, желтой?

Ребенок: Нет, вода не похожа ни на одну цветную полоску.

Воспитатель: Молодец, как мы видим, вода не окрашена ни в один из этих цветов. Какого же цвета вода?

Ребенок: Вода не имеет цвета.

Воспитатель: Правильно, вода не имеет цвета. Только в больших слоях вода имеет голубоватый цвет. Перед вами стаканы и краски желтого, зеленого, красного и синего цвета. Выберите любой цвет и смешайте с водой.

Когда мы окрасим воду, тогда она меняет цвет.

Вкус воды.

Каков вкус соли, сахара, лимона.

Ребенок: Соль – соленая, сахар – сладкий. Лимон – кислый, лук – горький.

Воспитатель: Хорошо знаком нам вкус молока, хлеба, вареной тыквы. Попробуем воду на вкус. Можно ли ее назвать сладкой, соленой, кислой, горькой?

Ребенок: Нет, нельзя, вода не имеет вкуса.

Воспитатель: Умница, совершенно чистая вода не имеет вкуса.

Запах воды.

Мама готовит борщ, печет пирог, а его аппетитный запах вы почувствуете уже за дверями вашей квартиры. Тонкий аромат издают цветы, духи. А чем пахнет вода? Понюхайте её.

Ребенок: Вода ничем не пахнет. Она без запаха.

Воспитатель: Правильно, вода без запаха. Это еще одно свойство воды.

Текучесть воды.

Опыт. Это толстая картонка. Нальём немного воды. Что вы заметили?

Ребенок: Вода растекается в разные стороны.

Воспитатель: Умница, правильно. По ровной поверхности вода растекается в разные стороны, по наклонной — стекает под углом. Возьмем один стакан пустой, другой с водой. Перельем воду в пустой стакан. Вода течет из стакана в стакан. Во всех этих случаях проявляется еще одно свойство воды. Какое же это свойство?

Ребенок: Вода течет.

Воспитатель: Правильно, это свойство называется текучестью. Вода текуча.

Вода растворитель.

Опыт . Перед вами по три стакана с питьевой водой. В один стакан положите немного соли, в другой – сахара, в третий – измельченного мела. Хорошо помешайте воду в стаканах. Наблюдаем, что произошло с солью, сахаром, медом. Попробуем на вкус воду в первом и втором стаканах. Изменилась ли вода?

Воспитатель: Вода в первом стакане стала соленой, во втором стакане сладкой. Теперь обратите внимание на соль, сахар, мел, который мы опускали в воду. Соли и сахара в стаканах не видно. Зато вода стала соленой и сладкой. Мел оседает на дно. Он хорошо виден. Теперь проверим прозрачность воды во всех трех стаканах, как мы это делали в опыте 2. Какая стала вода в 3-х стаканах?

Ребенок: Вода в стаканах, куда бросали соль, и сахар осталась прозрачной. А вода с мелом мутная.

Воспитатель: Молодец, почему не видно соли и сахара?

Ребенок: Соль и сахар растворились в воде.

Воспитатель: Правильно, умница. Вода имеет свойство растворять некоторые вещества. Это доказывает, что вода – растворитель. А теперь представьте, что вы в лесу. Вам хочется пить. Питьевая вода, которую вы взяли с собой закончилась. А в лужах вода мутная. Мутную воду пить вредно для организма. Можно ли очистить ее так, чтобы она стала чистой и прозрачной. Чтобы ответить на этот вопрос проделаем опыт.

Очистка воды.

Опыт . Берем верхнюю часть бутылки с крышкой. На крышке что вы видите?

Дети: Дырки.

Воспитатель: Кладем туда вату и ставим ее в пустой стакан дном вверх. Наливаем туда мутную от мела воду. Понаблюдаем, как очищается вода.

После сильных дождей и оттепели вода становится мутной. Люди изобрели такие препараты для очистки воды. У кого нет таких возможностей, можно самим очистить воду. Кто попробует?

Ребенок: Можно я?

Воспитатель: Можно. Возьми пустой стакан, воронку, промокательную бумагу. Согни бумагу вчетверо, сделаем из нее бумажную воронку, вставим в воронку, а воронку в пустой стакан. Осторожно налей воду в воронку. Наблюдаем за водой, которая будет вытекать из воронки. Проверим ее на прозрачность, сделаем вывод. Так можно очистить воду. Такая очистка получила название – фильтрование, а сделанная из промокательной бумаги воронка – бумажный фильтр. Хорошим фильтром является обычный песок. В природе именно он очищает воду. Люди давно заметили это свойство песка и при строительстве водопроводных станций стали использовать песок в качестве фильтра.

Детям предлагается встать и походить как водяные, затем все вновь возвращаются на свои места.

Так, о чем мы говорили на занятии?

Ребенок: О воде и ее свойствах.

Воспитатель: А какими свойствами обладает вода?

Ребенок: Не имеет своей формы, вода — прозрачная.

Ребенок: Вода не имеет цвета, вкуса, запаха.

Ребенок: Вода – текучая и растворяет некоторые вещества.

Воспитатель: Вот сколько разных свойств воды узнали мы сегодня.

Ребята, послушайте, что я еще вам расскажу про воду. Несмотря на то, что на Земле очень много воды, не всю ее можно использовать, не вся она пригодна для питья. Из 100 литров воды пресной только – 2 литра. После их очистки на человека остается только 1,5 стакана. Без воды человек может обойтись всего 2-3 дня, а после наступает обезвоживание организма. Без еды человек может жить 2-3 недели, а без воды – намного меньше, так что питьевой воды мало и достается она нелегко.

Давайте научимся экономить и беречь воду!

Давайте будем помнить об этом и старшие и младшие!

И конечно, никогда не оставляйте ненароком краны открытыми!

Анализ занятия дети проводят сами.

Какую воду можно считать безопасной и полезной

В Совете Федерации вместе с экспертами готовят книгу о питьевой воде и её рациональном потреблении. А пока сенаторы предложили запретить разливать воду из источников, вокруг которых нет санитарных зон, защищающих от попадания отравляющих веществ. Чем можно помочь своему организму и что делают в России, чтобы повысить качество питьевой воды, разбиралась «Парламентская газета».

От постоянной усталости и проблем с пищеварением
В Минприроды подозревают, что с качеством питьевой воды в 2020 году были связаны 1,1 процента дополнительных случаев заболеваний в России. Об этом следует из опубликованного 13 декабря доклада ведомства «О состоянии окружающей среды». Чаще всего это болезни мочеполовой системы, органов пищеварения, кожи, мышц и костей, эндокринной системы и нарушение обмена веществ.

Здоровье каждого человека и страны в целом зависит от качества потребляемой воды, считает первый зампредседателя Комитета Совета Федерации по аграрно-продовольственной политике и природопользованию, руководитель рабочей группы по противодействию незаконному обороту упакованной питьевой воды Сергей Митин.

Так что нужен целый комплекс мер, в том числе популяризация современных научных подходов в области изучения питьевой воды, её потребительских свойств.

«В этом случае люди будут более осознанно подходить к выбору воды для потребления», — подчеркнул сенатор на встрече с руководством Московского государственного университета пищевых производств.

Участники даже договорились вместе подготовить научно-популярную книгу о питьевой воде, сообщила пресс-служба сенатора. Это будет доступный широкому читателю материал, сказала «Парламентской газете» завкафедрой бродильных производств и виноделия МГУПП профессор Марина Мойсеяк.

«Говоря в целом о рациональном потреблении воды, важно сформировать желание у потребителя задаваться вопросом, какую именно воду он употребляет, полезна ли она и безопасна для него, и дать возможность получить на свой вопрос объективный ответ», — считает Мойсеяк.

Эксперт отметила, что у каждого человека своя потребность в жидкости, которая зависит, например, от его веса и телосложения, а также местного климата.

Но в среднем рекомендованная норма — 2-3 литра в день. При этом пить нужно регулярно, а не когда во рту уже чувствуется сухость, отметила эксперт.

«Сухость — это симптом обезвоживания, а его лучше не допускать. Так, например, дефицит воды в организме приводит к дополнительной нагрузке на почки, и им приходится при ограниченном объёме воды пропускать большое количество токсических веществ. В результате дефицита воды организм не очищается так, как это необходимо для поддержания здоровья. Происходит отравление организма, что приводит к постоянной усталости, могут быть спровоцированы болезни», — рассказала специалист.

Соблюдение питьевого режима на протяжении всей жизни, по мнению учёных, может увеличить её продолжительность в среднем на 15 лет. Регулярное потребление жидкости необходимо для нормального функционирования всех систем организма. Вода доставляет питательные вещества и кислород к клеткам, улучшает пищеварение, усвоение пищи и её преобразование в энергию, регулирует температуру тела и кровообращение, выводит токсины и шлаки.

У сорока регионов — чисто

Для начала вода должна быть безопасной — чистой, свободной от солей тяжёлых металлов и относительно стерильной, рассказала Марина Мойсеяк. Допускается содержание только ограниченного набора минералов, уже содержащихся в организме человека. Таким параметрам должна соответствовать вода и из центральной системы водоснабжения, и разлитая в бутылки.

В воде из-под крана, согласно СанПиН, не должно быть возбудителей кишечных инфекций, личинок паразитов, энтерококков — бактерий, которые способны вызвать инфекцию мочевых путей, отравление и другие заболевания. На ней не может быть поверхностной плёнки. Максимальная жёсткость, то есть содержание растворённых солей кальция и магния, — 7 миллиграмм-эквивалентов на литр.

Хотя водопроводная вода в любом регионе должна быть питьевого качества, выполняется это правило не везде, в том числе из-за ветхих труб, сказал «Парламентской газете» экс-глава Роспотребнадзора доктор медицинских наук Геннадий Онищенко.

В Минприроды составили список регионов, где качество водопроводной воды ниже всего. В 2020 году в Республике Тыва не соответствовало нормативам по содержанию микроорганизмов 19 процентов отобранных проб, в Ингушетии — 15 процентов, а в Кабардино-Балкарии — 12 процентов. По санитарно-химическим показателям больше 40 процентов проб не соответствовали нормативам в Калмыкии, Еврейской автономной области, Смоленской и Тамбовской областях, Ханты-Мансийском автономном округе, Ростовской и Новгородской областях.

Чаще всего в воде находили слишком много таких веществ, как бром, кремний, хлор, железо, натрий, литий, магний, марганец, хлороформ, бор, стронций и сероводород. А сами источники, из которых вода поступает в центральную систему водоснабжения, загрязнены сильнее всего в Дагестане, Карелии и Чечне, в основном из-за отсутствия санитарных зон водоёмов.

В 2018 году запустили федеральный проект «Чистая страна», по которому к концу 2024 года в России нужно обеспечить качественной водопроводной водой 90,8 процента жителей и 99 процентов городского населения. Пока по плану идут в 37 регионах. А в Камчатском крае качественную воду уже могут пить 99,9 процента горожан, говорится в докладе Минприроды. Всего по стране в 2020 году построили или реконструировали 171 объект питьевого водоснабжения и водоподготовки. Также нет претензий к Москве и Санкт-Петербургу, которые не участвуют в проекте, — там и так с водой всё хорошо.

Микробов убивают в несколько заходов

На сайте Мосводоканала рассказано, как очищают воду перед подачей в водопровод. Сначала её пропускают через смесители и камеры хлопьеобразования, где за счёт специальных реагентов грязь слипается в сгустки, напоминающие хлопья, а потом через отстойники, где они оседают. Следующий этап — песчаные фильтры, в которых задерживаются более мелкие включения. Затем воду обрабатывают озоном, который разрушает оставшиеся частицы грязи, и активированным углём, который всё это впитывает, что избавляет жидкость от неприятного запаха, привкуса, остаточного алюминия и микробов.

Чтобы расправиться с оставшимися бактериями, воду обрабатывают гипохлоритом натрия. Специалисты поясняют, что механизм действия у этого вещества такой же, как и у жидкого хлора, который применяли раньше, но зато он не может загореться и взорваться. Подобные реагенты используют и в других мегаполисах мира — в Париже, Лондоне, Нью-Йорке, Мадриде, Токио.

«Можно сказать, что хлорирование является платой за проживание в большом городе», — считают в Мосводоканале. При этом, по заверениям компании, режим дезинфекции оптимизировали, снизив концентрацию хлороформа до 4-22 микрограммов на литр при нормативе 60 микрограммов. Кстати, узнать, какая вода течёт из-под крана в конкретном доме, можно, введя свой адрес в специальную форму на сайте Мосводоканала

Если у жителя многоквартирного дома есть подозрения, что качество воды из-под крана стало хуже, первым делом нужно обратиться в управляющую компанию, пояснили в пресс-службе Российской ассоциации водоснабжения и водоотведения. Ведь водоканал отвечает за воду в трубах только до входа в дом, а за внутридомовыми сетями должна следить УК.

И если трубы ветхие и ржавые, в квартиры может поступать жидкость неприглядного цвета или даже заражённая бактериями.

Если в УК никаких проблем не зафиксировали, стоит зайти на сайт водоканала — если произошла авария, он обязан об этом сообщить. Можно позвонить и в диспетчерскую. Если же есть основания полагать, что вода опасна для здоровья, нужно подать жалобу в Роспотребнадзор.

«Предварительно можно обратиться в лабораторию, которая занимается анализом воды, чтобы специалисты взяли пробу и выяснили, соответствует ли вода СанПиН. Но это услуга платная», — сказал собеседник нашего издания.

Если подтвердится, что вода была некачественная, а потребитель продолжал за неё платить, он может потребовать произвести перерасчёт платы. В случае риска для здоровья людей подачу воды должны тут же прекратить. А пока проблему ликвидируют, по Закону «О водоснабжении и водоотведении» орган местного самоуправления обязан в течение суток обеспечить людей питьём, например привезти воду в канистрах или цистернах.

Сколько можно свинца

Всё это касается безопасности, а вот какая вода отвечает именно физиологическим потребностям человека и полезна для него, это другой вопрос, отметила Марина Мойсеяк. «К воде из центральной системы водоснабжения как к коммунальной услуге в соответствии с действующим законодательством требования менее жёсткие. Она пригодна для питья, однако также используется для хозяйственных нужд», — пояснила она.

А вот вода, полученная из подземных источников и разлитая по бутылкам, должна удовлетворять именно физиологическим потребностям человека. Но опять-таки, значительную часть рынка как в России, так и в мире занимает просто обработанная и очищенная вода из-под крана.

К расфасованной воде требования строже. Так, по техническому регламенту Евразийского экономического союза её нельзя очищать хлором. А таких токсичных металлов, как свинец, должно приходиться не больше 0,01 миллиграмма на литр, нитратов — до 50 миллиграммов. А если вода заявлена как лечебная йодная, то в ней должно быть больше 10 миллиграммов йода на литр.

Прошлогодняя проверка Роскачества показала, что на российском рынке не соответствовали техрегламенту 6 из 206 торговых марок. Например, в воде «Ахун» обнаружили остаточный хлор, из чего можно сделать вывод, что её обрабатывали хлоркой. В лечебно-столовой минералке «Обуховская-13» выявили повышенное содержание марганца, в воде «Тигирецкая», «Акватонус» и «Богородское» — нитратов и нитритов, а «Aquanika (Aqanika kids)» — нитратов. Правда, на тот момент новые требования к качеству ещё не вступили в силу, так что закон эти компании не нарушали.

Зато 59 видов товаров, проверенных Роскачеством, обладали признаками фальсификата. В Совете Федерации не раз обращали внимание на эту проблему.

«Это просто обман людей, это просто вода из-под крана, куда досыпается некий состав минеральных солей, это теневой оборот, это несоответствие названия воды, потому что её производители просто не имеют лицензии и доступа к источникам», — говорила спикер палаты регионов Валентина Матвиенко на встрече с Михаилом Мишустиным 28 февраля 2020 года. Тогда же она обратилась к премьер-министру с просьбой сделать маркировку воды в бутылках обязательной. И 31 мая прошлого года Правительство приняло такое постановление.

Уже с 1 января этого года все производители и импортёры должны быть подключены к системе прослеживаемости товаров и маркировать каждую выпущенную в оборот бутылку кодом с информацией о продукте. С 1 марта те же правила распространятся на все остальные виды воды, включая обработанную питьевую, которую набирают из-под крана и очищают перед продажей.

В Совете Федерации рассчитывают, что это должно снизить число контрафакта и фальсификата. По крайней мере, если взглянуть на рынки товаров, которые стали маркировать раньше, например молочной продукции, шуб, лекарств или табака, фальсификата и контрафакта становится в десятки раз меньше, рассказывал «Парламентской газете» Сергей Митин.

Покупатель же, просканировав маркировку с помощью приложения «Честный знак», может выяснить состав воды, источник, материал упаковки и так далее. И если возникнут опасения, что на полке стоит фальсификат, можно сообщить о нарушениях в госорганы, отметила Марина Мойсеяк.

Источники — под защиту

Сергей Митин и глава Комитета Совета Федерации по экономполитике Андрей Кутепов предложили закрыть и другие «дыры» в законодательстве о питьевой воде. 28 декабря сенаторы внесли в Госдуму законопроект, который запрещает использовать для разлива в бутылки воду из источников, вокруг которых нет зон санитарной охраны. Такие зоны устанавливают, чтобы предотвратить загрязнение. Там запрещено устраивать свалки, склады удобрений или фермы.

А чтобы нельзя было хвастливо указать на бутылке известный источник воды, к которому у производителя даже нет доступа, сенаторы предлагают создать реестры всех источников и производителей. Кроме того, Минздрав должен будет определить, как выдавать и аннулировать документы, подтверждающие, что вода имеет лечебно-профилактические свойства.

Насколько рынок воды станет чище и прозрачнее в результате всех этих мер, станет понятно спустя время — застарелые проблемы только-только начали решать.

Важная информация

Завкафедрой бродильных производств и виноделия МГУПП профессор Марина Мойсеяк привела примеры функциональной воды, специально созданной для поддержки человеческого организма. Например, это щелочная ионизированная вода. «Она быстро нормализует водный баланс в организме, является мощным антиоксидантом, способствует очищению и детоксикации, нормализует обмен веществ, укрепляет иммунитет и препятствует старению, уменьшая окислительные процессы», — рассказала профессор.

А кислотная вода с низким уровнем pH имеет сильные дезинфицирующие свойства и предотвращает распространение микробных популяций, способствуя стабилизации здоровой микробиоты человека, добавила она.

Минералка же показана не всем. «Важно понимать, что это вода ограниченного применения, её потребление эффективно только по рекомендации врача в рамках дробных курсов в течение года или всей жизни», — пояснила специалист.

Источник: Парламентская Газета

Ученые объединяют методы анализа данных с моделированием молекулярной динамики, чтобы понять структуру воды на поверхности материалов — ScienceDaily

Новости науки

от исследовательских организаций

2 Ученый сочетает методы анализа данных с моделированием молекулярной динамики, чтобы понять структуру воды на поверхности материалов

Дата:: 5 февраля 2020 г.
Источник:: Токийский университет науки
Резюме:: Вода — знакомое вещество, присутствующее практически везде. Свойства первых нескольких слоев молекул воды, находящихся в контакте с поверхностью материалов (называемых «поверхностной водой»), особенно важны в материаловедении. В недавнем исследовании ученые использовали инструменты статистического анализа данных, чтобы выяснить, что происходит с молекулами воды поверх графена.
Поделиться:: Фейсбук Твиттер Пинтерест LinkedIN Электронная почта

ПОЛНАЯ ИСТОРИЯ

Понимание различных молекулярных взаимодействий и структур, возникающих между молекулами поверхностной воды, позволит ученым и инженерам разрабатывать все виды новых гидрофобных/гидрофильных материалов или улучшать существующие. Например, трение, вызванное водой на кораблях, можно уменьшить с помощью инженерии материалов, что приведет к повышению эффективности. Другие области применения включают, помимо прочего, медицинские имплантаты и противообледенительные поверхности для самолетов. Однако явления, происходящие в поверхностных водах, настолько сложны, что Токийский университет науки (Япония) учредил специальный исследовательский центр под названием «Наука и технология водного фронтира», в котором различные исследовательские группы решают эту проблему с разных сторон (теоретический анализ, экспериментальные исследования, разработка материалов и т. д.). Профессор Такахиро Ямамото возглавляет группу ученых в этом центре, и они пытаются разгадать эту загадку с помощью моделирования микроскопических структур, свойств и функций воды на поверхности материалов.

В частности, для этого исследования, которое было опубликовано в Японском журнале прикладной физики , исследователи из Токийского научного университета в сотрудничестве с исследователями из отдела научных решений Информационно-исследовательского института Мидзухо, Inc. ., посвященный взаимодействию между молекулами воды и графеном, материалом на основе углерода с нейтральным зарядом, который можно сделать атомарно плоским. «Поверхностная вода на углеродных наноматериалах, таких как графен, привлекла большое внимание, потому что свойства этих материалов делают их идеальными для изучения микроскопической структуры поверхностных вод», — объясняет профессор Ямамото. В предыдущих исследованиях уже указывалось, что молекулы воды на графене имеют тенденцию образовывать стабильные многоугольные (двумерные) формы как в поверхностной воде, так и в «свободной» воде (молекулы воды вдали от поверхности материала). Более того, было отмечено, что вероятность обнаружения этих структур в поверхностных водах резко отличалась от в свободной воде. Однако необходимо установить различия между поверхностной и свободной водой, и переход между ними трудно проанализировать с использованием обычных методов моделирования.

Принимая во внимание эту ситуацию, исследовательская группа решила объединить метод, взятый из науки о данных, называемый постоянной гомологией (PH), с моделированием молекулярной динамики. PH позволяет характеризовать структуры данных, в том числе содержащиеся в изображениях/графике, но его также можно использовать в материаловедении для поиска стабильных трехмерных структур между молекулами. «Наше исследование представляет собой первый случай использования PH для структурного анализа молекул воды», — отмечает профессор Ямамото. С помощью этой стратегии исследователи смогли лучше понять, что происходит с молекулами поверхностной воды, когда сверху добавляется больше слоев воды.

Когда один слой молекул воды укладывается поверх графена, молекулы воды выстраиваются так, что их атомы водорода образуют стабильные полигональные структуры с разным количеством сторон за счет водородных связей. Это «фиксирует» ориентацию и относительное положение этих молекул воды первого слоя, которые теперь формируют формы, параллельные слою графена. Если добавить второй слой молекул воды, молекулы из первого и второго слоев образуют трехмерные структуры, называемые тетраэдрами, которые напоминают пирамиду, но с треугольным основанием. Любопытно, что эти тетраэдры в основном направлены вниз (к графеновому слою), потому что такая ориентация «энергетически выгодна». Другими словами, порядок первого слоя передается второму, чтобы сформировать эти трехмерные структуры с постоянной ориентацией. Однако по мере добавления третьего и более слоев образующиеся тетраэдры не обязательно указывают вниз, а вместо этого, кажется, могут указывать в любом направлении, раскачиваемые окружающими силами. «Эти результаты подтверждают, что пересечение поверхностной и свободной воды происходит только в трех слоях воды», — объясняет профессор Ямамото.

Исследователи предоставили видео одной из своих симуляций, в которой выделены эти двухмерные и трехмерные структуры, что позволяет понять полную картину. «Наше исследование — хороший пример применения современных методов анализа данных для получения новых и важных сведений», — добавляет профессор Ямамото. Более того, эти предсказания не должно быть трудно экспериментально измерить на графене с помощью методов атомно-силовой микроскопии, которые, без сомнения, подтвердят существование этих структур и дополнительно подтвердят комбинацию используемых методов. Профессор Ямамото заключает: «Хотя графен представляет собой довольно простую поверхность, и мы могли бы ожидать более сложных водных структур на других типах материалов, наше исследование дает отправную точку для обсуждения более реалистичных поверхностных эффектов, и мы ожидаем, что оно приведет к контролю над поверхностные свойства».

Источник истории:

Материалы предоставлены Токийским университетом науки . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Номер журнала :

Коичиро Като, Юки Маэкава, Наоки Ватанабэ, Кендзи Сасаока, Такахиро ЯМАМОТО. Открытие новых микроскопических структур в поверхностных водах на графене с использованием науки о данных . Японский журнал прикладной физики , 2019; DOI: 10.7567/1347-4065/ab6564

Цитировать эту страницу :

MLA
АПА
Чикаго

Токийский научный университет. «Форма воды: как молекулы воды выглядят на поверхности материалов: ученый сочетает методы анализа данных с моделированием молекулярной динамики, чтобы понять структуру воды на поверхности материалов». ScienceDaily. ScienceDaily, 5 февраля 2020 г. .

Токийский научный университет. (2020, 5 февраля). Форма воды: как молекулы воды выглядят на поверхности материалов: ученый сочетает методы анализа данных с моделированием молекулярной динамики, чтобы понять структуру воды на поверхности материалов. ScienceDaily . Получено 29 января 2023 г. с сайта www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200205130341.htm

Токийского научного университета. «Форма воды: как молекулы воды выглядят на поверхности материалов: ученый сочетает методы анализа данных с моделированием молекулярной динамики, чтобы понять структуру воды на поверхности материалов». ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200205130341.htm (по состоянию на 29 января, 2023).

Поверхностное натяжение и вода | Геологическая служба США

Школа водных наук 6 июня 2019 г.

Свойства воды Фотогалерея

Узнайте о свойствах воды с помощью изображений

Свойства воды Вопросы и ответы

Дом школы водных наук

Обзор
Наука
Мультимедиа

Поверхностное натяжение в воде может быть полезным для выполнения трюков, таких как возможность плавать на поверхности скрепки для бумаг, но поверхностное натяжение выполняет гораздо больше функций, жизненно важных для окружающей среды и людей. Узнайте все о поверхностном натяжении и воде здесь.

• Школа наук о воде НАЧАЛЬНАЯ СТРАНИЦА • Темы о свойствах воды •

Поверхностное натяжение: «Свойство поверхности жидкости, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе из-за когезивной природы ее молекул».

Источники/использование: общественное достояние.

Кажется, что это противоречит законам физики, но стальная скрепка действительно может плавать на поверхности воды. Высокое поверхностное натяжение помогает скрепке с гораздо большей плотностью плавать на воде.

Силы сцепления между молекулами жидкости ответственны за явление, известное как поверхностное натяжение. Молекулы на поверхности стакана с водой не имеют других молекул воды со всех сторон от себя и, следовательно, они сильнее связываются с теми, которые непосредственно с ними связаны (в данном случае рядом и под ними, но не над ними). Неправда, что на поверхности воды образуется «кожа»; более сильное сцепление между молекулами воды, в отличие от притяжения молекул воды к воздуху, затрудняет перемещение объекта по поверхности, чем перемещение его, когда он полностью погружен. (Источник: ГСУ).

Когезия и поверхностное натяжение

Силы сцепления между молекулами жидкости действуют совместно со всеми соседними молекулами. Те, что находятся на поверхности, не имеют соседних молекул сверху и, таким образом, проявляют более сильные силы притяжения к своим ближайшим соседям на поверхности и под ней. Поверхностное натяжение можно определить как свойство поверхности жидкости, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе из-за когезионной природы молекул воды.

Поверхностное натяжение на молекулярном уровне

Источники/использование: общественное достояние.

Поверхностное натяжение в воде связано с тем, что молекулы воды притягиваются друг к другу, поскольку каждая молекула образует связь с соседними молекулами.

Однако на поверхности, в самом внешнем слое молекул, меньше молекул, за которые можно цепляться, поэтому это компенсируется за счет установления более прочных связей со своими соседями, что приводит к образованию поверхностного натяжения.

Молекулы воды хотят цепляться друг за друга. Однако на поверхности меньше молекул воды, за которые можно цепляться, поскольку наверху находится воздух (таким образом, молекул воды нет). Это приводит к более прочной связи между теми молекулами, которые действительно соприкасаются друг с другом, и слоем прочно связанной воды (см. диаграмму). Этот поверхностный слой (удерживаемый поверхностным натяжением) создает значительный барьер между атмосферой и водой. На самом деле, кроме ртути, вода обладает самым большим поверхностным натяжением среди всех жидкостей. (Источник: Lakes of Missouri)

В теле жидкости на молекулу не действует результирующая сила, потому что все силы соседних молекул компенсируются (диаграмма). Однако для молекулы на поверхности жидкости будет действовать направленная внутрь сила, так как не будет силы притяжения, действующей сверху. Эта направленная внутрь результирующая сила заставляет молекулы на поверхности сжиматься и сопротивляться растяжению или разрыву. Таким образом, поверхность находится под напряжением, отсюда, вероятно, и название «поверхностное натяжение». (Источник: Фонд Вудро Вильсона).

Из-за поверхностного натяжения мелкие объекты будут «плавать» на поверхности жидкости до тех пор, пока объект не сможет прорваться и отделить верхний слой молекул воды. Когда объект находится на поверхности жидкости, натянутая поверхность будет вести себя как эластичная мембрана.

Примеры поверхностного натяжения

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Водомерки могут ходить по поверхности воды благодаря сочетанию нескольких факторов.

Водомерки используют высокое поверхностное натяжение воды и длинные гидрофобные ноги, чтобы оставаться над водой. Водомерки используют это поверхностное натяжение в своих интересах благодаря своим хорошо адаптированным ногам и распределенному весу. Ноги водомерки длинные и тонкие, что позволяет распределять вес тела водомерки по большой площади поверхности. Ноги сильные, но обладают гибкостью, что позволяет водомеркам равномерно распределять свой вес и двигаться вместе с движением воды. Гидрофьюжные волоски выстилают поверхность тела водомерки.

Хождение по воде: Мелкие насекомые, такие как водомерка, могут ходить по воде, потому что их веса недостаточно, чтобы проникнуть на поверхность.
Плавающая игла: Аккуратно размещенная маленькая игла может плавать на поверхности воды, даже если она в несколько раз плотнее воды. Если поверхность взболтать, чтобы разрушить поверхностное натяжение, то игла быстро утонет.
Не прикасайтесь к палатке!: Обычные материалы для палаток в некоторой степени непроницаемы для дождя, так как поверхностное натяжение воды закрывает поры в тонкотканом материале. Но если вы прикоснетесь к материалу палатки пальцем, вы нарушите поверхностное натяжение, и дождь будет капать.
Клинический тест на желтуху: Нормальная моча имеет поверхностное натяжение около 66 дин/см, но если присутствует желчь (тест на желтуху), оно падает примерно до 55. В тесте Хея мочу посыпают порошкообразной серой. поверхность. Он будет плавать в обычной моче, но утонет, если желчь понизит поверхностное натяжение.
Дезинфицирующие средства с поверхностным натяжением: Дезинфицирующие средства обычно представляют собой растворы с низким поверхностным натяжением. Это позволяет им распространяться на клеточных стенках бактерий и разрушать их.
Мыло и моющие средства: Облегчают чистку одежды за счет снижения поверхностного натяжения воды, благодаря чему она легче впитывается в поры и загрязненные участки.
Стирка холодной водой: Основной причиной использования горячей воды для стирки является то, что ее поверхностное натяжение ниже, и она лучше смачивает. Но если моющее средство снижает поверхностное натяжение, нагрев может быть ненужным.
Почему пузырьки круглые: Поверхностное натяжение воды обеспечивает необходимое натяжение стенки для образования пузырьков с водой. Стремление к минимизации напряжения стенки приводит к тому, что пузырьки принимают сферическую форму.
Поверхностное натяжение и капли: Поверхностное натяжение отвечает за форму жидких капель. Хотя капли воды легко деформируются, они стремятся принять сферическую форму за счет сил сцепления поверхностного слоя.

Источник: Университет штата Джорджия

Ниже приведены другие научные темы, связанные с поверхностным натяжением и свойствами воды.

Изображения и мультимедийные материалы, относящиеся к поверхностному натяжению и свойствам качества воды:

Обзор
Поверхностное натяжение в воде может быть полезным для выполнения трюков, таких как способность плавать на поверхности скрепки для бумаг, но поверхностное натяжение выполняет гораздо больше функций, которые жизненно важны для окружающей среды и людей. Узнайте все о поверхностном натяжении и воде здесь.
• Водная школа HOME • Темы свойств воды •

Поверхностное натяжение: «Свойство поверхности жидкости, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе из-за когезивной природы ее молекул .»
Источники/использование: общественное достояние.
Кажется, что это противоречит законам физики, но стальная скрепка действительно может плавать на поверхности воды. Высокое поверхностное натяжение помогает скрепке с гораздо большей плотностью плавать на воде.
Силы сцепления между молекулами жидкости ответственны за явление, известное как поверхностное натяжение. Молекулы на поверхности стакана с водой не имеют других молекул воды со всех сторон от себя и, следовательно, они сильнее связываются с теми, которые непосредственно с ними связаны (в данном случае рядом и под ними, но не над ними). Неправда, что на поверхности воды образуется «кожа»; более сильное сцепление между молекулами воды, в отличие от притяжения молекул воды к воздуху, затрудняет перемещение объекта по поверхности, чем перемещение его, когда он полностью погружен. (Источник: ГСУ).

Когезия и поверхностное натяжение
Силы сцепления между молекулами жидкости действуют совместно со всеми соседними молекулами. Те, что находятся на поверхности, не имеют соседних молекул сверху и, таким образом, проявляют более сильные силы притяжения к своим ближайшим соседям на поверхности и под ней. Поверхностное натяжение можно определить как свойство поверхности жидкости, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе из-за когезионной природы молекул воды.

Поверхностное натяжение на молекулярном уровне
Источники/использование: общественное достояние.
Поверхностное натяжение в воде связано с тем, что молекулы воды притягиваются друг к другу, поскольку каждая молекула образует связь с соседними молекулами. Однако на поверхности, в самом внешнем слое молекул, меньше молекул, за которые можно цепляться, поэтому это компенсируется за счет установления более прочных связей со своими соседями, что приводит к образованию поверхностного натяжения.
Молекулы воды хотят цепляться друг за друга. Однако на поверхности меньше молекул воды, за которые можно цепляться, поскольку наверху находится воздух (таким образом, молекул воды нет). Это приводит к более прочной связи между теми молекулами, которые действительно соприкасаются друг с другом, и слоем прочно связанной воды (см. диаграмму). Этот поверхностный слой (удерживаемый поверхностным натяжением) создает значительный барьер между атмосферой и водой. На самом деле, кроме ртути, вода обладает самым большим поверхностным натяжением среди всех жидкостей. (Источник: Lakes of Missouri)
В теле жидкости на молекулу не действует результирующая сила, потому что все силы соседних молекул компенсируются (диаграмма). Однако для молекулы на поверхности жидкости будет действовать направленная внутрь сила, так как не будет силы притяжения, действующей сверху. Эта направленная внутрь результирующая сила заставляет молекулы на поверхности сжиматься и сопротивляться растяжению или разрыву. Таким образом, поверхность находится под напряжением, отсюда, вероятно, и название «поверхностное натяжение». (Источник: Фонд Вудро Вильсона).
Из-за поверхностного натяжения мелкие объекты будут «плавать» на поверхности жидкости до тех пор, пока объект не сможет прорваться и отделить верхний слой молекул воды. Когда объект находится на поверхности жидкости, натянутая поверхность будет вести себя как эластичная мембрана.

Примеры поверхностного натяжения
Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.
Водомерки могут ходить по поверхности воды благодаря сочетанию нескольких факторов. Водомерки используют высокое поверхностное натяжение воды и длинные гидрофобные ноги, чтобы оставаться над водой. Водомерки используют это поверхностное натяжение в своих интересах благодаря своим хорошо адаптированным ногам и распределенному весу. Ноги водомерки длинные и тонкие, что позволяет распределять вес тела водомерки по большой площади поверхности. Ноги сильные, но обладают гибкостью, что позволяет водомеркам равномерно распределять свой вес и двигаться вместе с движением воды. Гидрофьюжные волоски выстилают поверхность тела водомерки.
- Хождение по воде: Мелкие насекомые, такие как водомерка, могут ходить по воде, потому что их веса недостаточно, чтобы проникнуть на поверхность.
- Плавающая игла: Аккуратно размещенная маленькая игла может плавать на поверхности воды, даже если она в несколько раз плотнее воды. Если поверхность взболтать, чтобы разрушить поверхностное натяжение, то игла быстро утонет.
- Не прикасайтесь к палатке!: Обычные материалы для палаток в некоторой степени непроницаемы для дождя, так как поверхностное натяжение воды закрывает поры в тонкотканом материале. Но если вы прикоснетесь к материалу палатки пальцем, вы нарушите поверхностное натяжение, и дождь будет капать.
- Клинический тест на желтуху: Нормальная моча имеет поверхностное натяжение около 66 дин/см, но если присутствует желчь (тест на желтуху), оно падает примерно до 55. В тесте Хея мочу посыпают порошкообразной серой. поверхность. Он будет плавать в обычной моче, но утонет, если желчь понизит поверхностное натяжение.
- Дезинфицирующие средства с поверхностным натяжением: Дезинфицирующие средства обычно представляют собой растворы с низким поверхностным натяжением. Это позволяет им распространяться на клеточных стенках бактерий и разрушать их.
- Мыло и моющие средства: Облегчают чистку одежды за счет снижения поверхностного натяжения воды, благодаря чему она легче впитывается в поры и загрязненные участки.
- Стирка холодной водой: Основной причиной использования горячей воды для стирки является то, что ее поверхностное натяжение ниже, и она лучше смачивает. Но если моющее средство снижает поверхностное натяжение, нагрев может быть ненужным.
- Почему пузырьки круглые: Поверхностное натяжение воды обеспечивает необходимое натяжение стенки для образования пузырьков с водой.