Увеличение объема при нагревании воды: 31. [1975 .., .. — ( , )]

От лопнувших в морозильнике бутылок до ущерба, причинённого морозом городской инфраструктуре:

когда вода замерзает, ей нужно больше места, чем в жидком состоянии.

Этим вода отличается от большинства сжимающихся при охлаждении жидкостей и газов. Но почему она ведёт себя так необычно?

Большинство веществ расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. У газов этот эффект проявляется особенно заметно. Таким же образом ведут себя жидкости и твёрдые тела. Хороший пример – воздух в воздушном шаре: в холодную погоду шар съёживается, а рядом с радиатором отопления может даже лопнуть.

Молекулам нужно место

Причиной этой закономерности являются молекулы: чем теплее предмет или газ, то есть чем больше энергии получают молекулы, тем быстрее они двигаются. Поэтому молекулы сталкиваются чаще и сильнее, им необходимо больше места, и давление, которое молекулы газа оказывают на оболочку воздушного шара, растёт. Чтобы выдержать давление, нужен бо́льший объём. Поэтому материал расширяется.

Но вода ведёт себя иначе. При охлаждении до приблизительно 4 градусов Цельсия объём воды уменьшается, что вполне ожидаемо. Однако, если температура продолжает падать, то вода начинается расширяться. То есть её плотность достигает максимального значения при 4 градусах. Это свойство называется аномалией плотности воды.

Но откуда она берётся? Всё дело в молекулах: одна молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода – отсюда следует известная химическая формула Н2О. Однако эти атомы притягивают электроны в молекуле воды с разной силой.

Это создаёт слегка положительный центр тяжести заряда у водорода и отрицательный у кислорода. Когда молекулы воды сталкиваются, атомы водорода одной молекулы притягиваются и присоединяются к атомам кислорода другой молекулы — образуется так называемая водородная связь.

Когда вода охлаждается, нужно ещё больше места

Из-за формирования водородных связей в жидкой воде появляются места, где молекулы упорядочены так же, как и в кристаллах льда. Эти так называемые кластеры не так прочны, как в твёрдом кристалле. При более высоких температурах они очень быстро меняются.

Вы читали?

Чернее черного — материал Vantablack

Когда вода охлаждается, появляется всё больше и больше таких кластеров. И им нужно всё больше и больше пространства. По этой причине вода начинает расширяться после достижения порогового значения 4 градуса Цельсия. Если температура опускается ниже нуля, то мельчайшие кристаллы льда образуются из кластеров и одерживают верх. И вода замерзает.

Для многих природных процессов эта необычная особенность воды очень важна. Так как плотность льда немного меньше плотности холодной воды, он может плавать на поверхности водоёма. Благодаря этому вода замерзает сверху вниз, а внизу располагается 4-градусный слой воды с максимальной плотностью. Это позволяет рыбе и другим водным обитателям пережить зиму на дне водоёма и не замёрзнуть.

молекулы расширяются или сжимаются? — «ИнфоСорт»

В нашем сегодняшнем уроке мы узнаем что происходит с водой при замерзании и расширяются ли или сжимаются молекулы воды.

С приходом зимы вода начинает свой процесс расширения. Почему это происходит? Это свойство выделяет воду из списка всех остальных жидкостей и газов, которые, наоборот, сжимаются при охлаждении. В чем заключается причина такого поведения этой необычной жидкости?

Физика 3 класса: вода при замерзании расширяется или сжимается?

Большинство веществ и материалов увеличиваются в объеме при нагревании и уменьшаются при охлаждении. Газы этот эффект показывают более заметно, но различные жидкости и твердые металлы проявляют такие же свойства.

Одним из наиболее ярких примеров расширения и сжимания газа является воздух в воздушном шаре. Когда мы выносим воздушный шар на улицу в минусовую погоду, то шар сразу уменьшается в размерах. Если мы шар вносим в отапливаемое помещение, то он сразу же увеличивается. А вот если мы внесем воздушный шар в баню — он лопнет.

Молекулы воды требуют больше места

Причиной тому, что происходят эти процессы расширения и сжатия различных веществ, являются молекулы. Те из них, которые получают больше энергии (это происходит в теплом помещении), двигаются намного быстрее, чем молекулы, находящиеся в холодном помещении. Частицы, которые имеют большую энергию, сталкиваются намного активнее и чаще, им необходимо больше места для движения. Чтобы сдержать то давление, которое оказывают молекулы, материал начинает увеличиваться в размерах. Причем это происходит достаточно стремительно. Итак, вода при замерзании расширяется или сжимается? Почему это происходит?

Вода не подчиняется этим правилам. Если мы начинаем охлаждать воду до четырех градусов Цельсия, то она уменьшает свой объем. Но если температура продолжает падать, то вода вдруг начинает расширяться! Существует такое свойство, как аномалия плотности воды. Это свойство возникает при температуре в четыре градуса Цельсия.

Теперь, когда мы выяснили, расширяется или сжимается вода при замерзании, давайте узнаем, как вообще возникает эта аномалия. Причина таится в частицах, из которых она состоит. Молекула воды создана из двух атомов водорода и одного — кислорода. Формулу воды все знают еще с начальных классов. Атомы в этой молекуле притягивают электроны по-разному. У водорода создается положительный центр тяжести, а у кислорода, наоборот — отрицательный. Когда молекулы воды сталкиваются друг с другом, то атомы водорода одной молекулы переходят на атом кислорода совершенно другой молекулы. Этот феномен называется водородной связью.

Воде нужно больше места при ее охлаждении

В тот момент, когда начинается процесс формирования водородных связей, в воде начинают возникать места, где молекулы находятся в том же порядке, что и в кристалле льда. Эти заготовки называются кластерами. Они не прочны, как в твердом кристалле воды. При повышении температуры они разрушаются и меняют свое местоположение.

Во время процесса охлаждения воды начинает стремительно увеличиваться количество кластеров в жидкости. Они требуют больше пространства для распространения, вследствие этого вода и увеличивается в размерах после достижения своей аномальной плотности.

При падении столбика термометра ниже нуля кластеры начинают превращаться в мельчайшие кристаллы льда. Они начинают подниматься вверх. Вследствие всего этого вода превращается в лед. Это очень необычная способность воды. Данный феномен необходим для очень большого количества процессов в природе. Мы все знаем, а если не знаем, то запоминаем, что плотность льда незначительно меньше плотности прохладной или же холодной воды. Благодаря этому лед плавает на поверхности воды. Все водоемы начинают замерзать сверху вниз, что позволяет спокойно существовать и не замерзать водным обитателям на дне. Итак, теперь мы в подробностях знаем о том, расширяется или сжимается вода при замерзании.

Интересный феномен

Горячая вода замерзает быстрее холодной. Если мы возьмем два одинаковых стакана и нальем в один горячей воды, а в другой столько же холодной, то мы заметим, что горячая вода замерзнет быстрее, чем холодная. Это не логично, согласитесь? Горячей воде нужно остыть, чтобы начинать замерзать, а холодной этого не нужно. Как объяснить данный факт? Ученые по сей день не могут объяснить эту загадку. Данный феномен имеет название «Эффект Мпембы». Открыт был в 1963 году ученым из Танзании при необычном стечении обстоятельств. Студент хотел сделать себе мороженое и заметил, что горячая вода замерзает быстрее. Об этом он поделился со своим учителем физики, который сначала не поверил ему.

Источники: fb.ru

Вода в системах водяного отопления

В системах водяного отопления вода используется для передачи тепла от его генератора к потребителю.
Наиболее важными свойствами воды являются:
• теплоемкость;
• изменение объема при нагреве и при охлаждении;

Удельная теплоемкость

Важным свойством любого теплоносителя является его теплоемкость. Если выразить ее через массу и разность температур теплоносителя, то получится удельная теплоемкость. Она обозначается буквой c и имеет размерность кДж/(кг • K) Удельная теплоемкость — это количество тепла, которое необходимо передать 1 кг вещества (например, воды), чтобы нагреть его на 1 °C. И наоборот, вещество отдает такое же количество энергии при охлаждении. Среднее значение удельной теплоемкости воды в диапазоне между 0 °C и 100 °C составляет:
c = 4,19 кДж/(кг • K) или c = 1,16 Втч/(кг • K)
Количество поглощаемого или выделяемого тепла Q, выраженное в Дж или кДж, зависит от массы m, выраженной в кг, удельной теплоемкости

Увеличение и уменьшение объема

Изменение объема воды

Все природные материалы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Единственным исключением из этого правила является вода. Это уникальное ее свойство называется аномалией воды. Вода имеет наибольшую плотность при +4 °C, при которой 1 дм3 = 1 л имеет массу 1 кг.

Если вода нагревается или охлаждается относительно этой точки, ее объем увеличивается, что означает уменьшение плотности, т. е. вода становится легче. Это можно отчетливо наблюдать на примере резервуара с точкой перелива. В резервуаре находится ровно 1000 см3 воды с температурой +4 °C. При нагревании воды некоторое количество выльется из резервуара в мерную емкость. Если нагреть воду до 90 °C, в мерную емкость выльется ровно 35,95 см3, что соответствует 34,7 г. Вода также расширяется при ее охлаждении ниже +4 °C.

Благодаря этой аномалии воды у рек и озер зимой замерзает именно верхний слой. По той же причине лед плавает на поверхности и весеннее солнце может его растопить. Этого бы не происходило, если бы лед был тяжелее воды и опускался на дно.

Резервуар с точкой перелива

Однако, такое свойство расширяться может быть опасным. Например, автомобильные двигатели и водяные насосы могут лопнуть, если вода в них замерзнет. Во избежание этого в воду добавляются присадки, препятствующие ее замерзанию. В системах отопления часто используются гликоли; соотношение воды и гликоля см. в спецификации производителя.

Характеристики кипения воды

Если воду нагревать в открытой емкости, она закипит при температуре 100 °C. Если измерять температуру кипящей воды, окажется, что она остается равной 100 °C пока не испарится последняя капля. Таким образом, постоянное потребление тепла используется для полного испарения воды, т. е. изменения ее агрегатного состояния.

Эта энергия также называется латентной (скрытой) теплотой. Если подача тепла продолжается, температура образовавшегося пара снова начнет подниматься.

Изменение агрегатного состояния при повышении температуры

Описанный процесс приведен при давлении воздуха 101,3 кПа у поверхности воды. При любом другом давлении воздуха точка кипения воды сдвигается от 100 °C.

Если бы мы повторили описанный эксперимент на высоте 3000 м — например, на Цугшпитце, самой высокой вершине Германии — мы бы обнаружили, что вода там закипает уже при 90 °C. Причиной такого поведения является понижение атмосферного давления с высотой.

Температура кипения воды как функция давления

Чем ниже давление на поверхности воды, тем ниже будет температура кипения. И наоборот, температура кипения будет выше при повышении давления на поверхности воды. Это свойство используется, например, в скороварках.

График показывает зависимость температуры кипения воды от давления. Давление в системах отопления намеренно повышается. Это помогает предотвратить образование пузырьков газа в критических рабочих режимах, а также предотвращает попадание наружного воздуха в систему.

Расширение воды при нагревании и защита от избыточного давления

Системы водяного отопления работают при температурах воды до 90 °C. Обычно система заполняется водой при температуре 15 °C, которая затем расширяется при нагревании. Нельзя допустить, чтобы это увеличение объема привело к возникновению избыточного давления и переливу жидкости.

Система отопления со встроенным предохранительным клапаном

Когда отопление отключается в летний период, объем воды возвращается к первоначальному значению. Таким образом, для обеспечения беспрепятственного расширения воды необходимо установить достаточно большой бак.

Старые системы отопления имели открытые расширительные баки. Они всегда располагались выше самого высокого участка трубопровода. При повышении температуры в системе, что приводило к расширению воды, уровень в баке также повышался. При снижении температуры он, соответственно, понижался.

Современные системы отопления используют мембранные расширительные баки (МРБ). При повышении давления в системе нельзя допускать увеличения давления в трубопроводах и других элементах системы выше предельного значения.

Поэтому обязательным условием для каждой системы отопления является наличие предохранительного клапана.

При повышении давления сверх нормы предохранительный клапан должен открываться и стравливать лишний объем воды, который не может вместить расширительный бак. Тем не менее, в тщательно спроектированной и обслуживаемой системе такое критическое состояние никогда не должно возникать.

Компенсация изменения объема воды в системе отопления:

Мембранный расширительный бак поставляется заполненным азотом. Начальное давление в расширительном мембранном баке должно быть отрегулировано в зависимости от системы отопления. Расширяющаяся вода из системы отопления поступает в бак и сжимает газовую камеру через диафрагму. Газы могут сжиматься, а жидкости — нет.

Давление

Определение давления
Давление — это статическое давление жидкостей и газов, измеренное в сосудах, трубопроводах относительно атмосферного давления (Па, мбар, бар).

Статическое давление
Статическое давление — это давление неподвижной жидкости.
Статическое давление = уровень выше соответствующей точки измерения + начальное давление в расширительном баке.

Динамическое давление
Динамическое давление — это давление движущегося потока жидкости. Давление нагнетания насоса Это давление на выходе центробежного насоса во время его работы.

Перепад давления
Давление, развиваемое центробежным насосом для преодоления общего сопротивления системы. Оно измеряется между входом и выходом центробежного насоса.

Рабочее давление
Давление, имеющееся в системе при работе насоса. Допустимое рабочее давление Максимальное значение рабочего давления, допускаемого из условий безопасности работы насоса и системы.

Кавитация

Кавитация — это образование пузырьков газа в результате появления локального давления ниже давления парообразования перекачиваемой жидкости на входе рабочего колеса. Это приводит к снижению производительности (напора) и КПД и вызывает шумы и разрушение материала внутренних деталей насоса. Из-за схлопывания пузырьков воздуха в областях с более высоким давлением (например, на выходе рабочего колеса) микроскопические взрывы вызывают скачки давления, которые могут повредить или разрушить гидравлическую систему. Первым признаком этого служит шум в рабочем колесе и его эрозия.

Важным параметром центробежного насоса является NPSH (высота столба жидкости над всасывающим патрубком насоса). Он определяет минимальное давление на входе насоса, требуемое данным типом насоса для работы без кавитации, т. е. дополнительное давление, необходимое для предотвращения появления пузырьков. На значение NPSH влияют тип рабочего колеса и частота вращения насоса. Внешними факторами, влияющими на данный параметр, являются температура жидкости, атмосферное давление.

Предотвращение кавитации
Чтобы избежать кавитации, жидкость должна поступать на вход центробежного насоса при определенной минимальной высоте всасывания, которая зависит от температуры и атмосферного давления.
Другими способами предотвращения кавитации являются:
• Повышение статического давления
• Понижение температуры жидкости (снижение давления парообразования PD)
• Выбор насоса с меньшим значением постоянного гидростатического напора (минимальная высота всасывания, NPSH)

источник статьи

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Водяной пар подтвержден как главный фактор в изменении климата

Водяной пар подтвержден как главный игрок в изменении климата

11.17.08

Эндрю Десслер и его коллеги из Техасского университета A&M в Колледж-Стейшн подтвердили, что усиливающий тепло эффект водяного пара достаточно мощный, чтобы удвоить потепление климата, вызванное повышенным уровнем углекислого газа в атмосфере.

С помощью новых наблюдений ученые экспериментально подтвердили то, что существующие климатические модели ожидали теоретически. Исследовательская группа использовала новые данные, полученные от атмосферного инфракрасного зонда (AIRS) на спутнике НАСА Aqua, чтобы точно измерить влажность в самых нижних 10 милях атмосферы.Эта информация была объединена с глобальными наблюдениями за изменениями температуры, что позволило исследователям построить исчерпывающую картину взаимодействия между водяным паром, двуокисью углерода и другими газами, нагревающими атмосферу. Исследование, финансируемое НАСА, было недавно опубликовано в журнале Geophysical Research Letters Американского геофизического союза.

«Все согласны с тем, что если добавить в атмосферу углекислый газ, это приведет к потеплению, — сказал Десслер. — Итак, реальный вопрос в том, насколько сильно потепление?»

Ответ можно найти, оценив величину обратной связи водяного пара.Увеличение количества водяного пара приводит к повышению температуры, что приводит к тому, что больше водяного пара поглощается воздухом. Утепление и водопоглощение увеличиваются в спиральном цикле.

Обратная связь по водяному пару может также усилить эффект потепления от других парниковых газов, так что потепление, вызванное повышенным содержанием углекислого газа, позволяет большему количеству водяного пара попадать в атмосферу.

«Разница между атмосферой с сильной обратной связью по водяному пару и атмосферой со слабой обратной связью огромна», — сказал Десслер.

Климатические модели оценили силу обратной связи по водяному пару, но до сих пор регистрация данных о водяном паре не была достаточно сложной, чтобы дать исчерпывающее представление о том, как водяной пар реагирует на изменения температуры поверхности Земли. Это потому, что наземные и предыдущие космические приборы не могли измерять водяной пар на всех высотах в тропосфере Земли — слое атмосферы, простирающемся от поверхности Земли до высоты около 10 миль.

AIRS — это первый прибор, позволяющий различать различия в количестве водяного пара на всех высотах в тропосфере.Используя данные AIRS, команда наблюдала, как водяной пар в атмосфере реагировал на изменение температуры поверхности в период с 2003 по 2008 год. Определив, как влажность изменилась с температурой поверхности, команда смогла вычислить среднюю глобальную силу обратной связи водяного пара.

«Этот новый набор данных показывает, что с увеличением температуры поверхности увеличивается и влажность воздуха», — сказал Десслер. «Выбросы парниковых газов в атмосферу делают атмосферу более влажной. А поскольку водяной пар сам по себе является парниковым газом, повышение влажности усиливает потепление от углекислого газа.»

В частности, команда обнаружила, что если Земля нагреется на 1,8 градуса по Фаренгейту, связанное с этим увеличение водяного пара улавливает дополнительные 2 Вт энергии на квадратный метр (около 11 квадратных футов).

» Это число может показаться не таким уж большим , но сложите всю эту энергию по всей поверхности Земли, и вы обнаружите, что водяной пар улавливает много энергии », — сказал Десслер.« Теперь мы думаем, что обратная связь водяного пара чрезвычайно сильна, способна удвоить потепление за счет углерода. только диоксид.»

Поскольку новые точные наблюдения согласуются с существующими оценками воздействия водяного пара, исследователи более чем когда-либо уверены в модельных прогнозах, что ведущий парниковый газ Земли будет способствовать повышению температуры на несколько градусов к концу века.

«Это исследование подтверждает, что предсказанное моделями действительно происходит в атмосфере», — сказал Эрик Фетцер, ученый-атмосферник, работающий с данными AIRS в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, Калифорния.«Водяной пар играет важную роль в атмосфере в том, что касается климата».

Ссылки по теме:

> Согреет ли мир беглая вода?
> Веб-страница атмосферного инфракрасного зонда (AIRS)

Факты — Изменение климата: жизненно важные признаки планеты

›на испанском языке

Климат Земли менялся на протяжении всей истории. Только за последние 650 000 лет произошло семь циклов наступления и отступления ледников, причем резкое завершение последнего ледникового периода около 11700 лет назад ознаменовало начало современной климатической эры — и человеческой цивилизации.Большинство этих климатических изменений объясняется очень небольшими изменениями орбиты Земли, которые изменяют количество солнечной энергии, получаемой нашей планетой.

Научные доказательства потепления климатической системы однозначны.

— Межправительственная группа экспертов по изменению климата

Нынешняя тенденция к потеплению имеет особое значение, потому что большая часть этого потепления с большой вероятностью (вероятность более 95%) является результатом деятельности человека с середины 20-го ^{-х годов} века и продолжается с беспрецедентной за несколько десятилетий скоростью. тысячелетия. ¹

Спутники на околоземной орбите и другие технологические достижения позволили ученым увидеть общую картину, собрав множество различных типов информации о нашей планете и ее климате в глобальном масштабе. Эти данные, собранные за многие годы, выявляют сигналы об изменении климата.

Удерживающая тепло природа углекислого газа и других газов была продемонстрирована в середине 19 века. ² Их способность влиять на передачу инфракрасной энергии через атмосферу является научной основой многих инструментов НАСА.Нет никаких сомнений в том, что повышенный уровень парниковых газов должен в ответ нагревать Землю.

Керны льда, взятые из Гренландии, Антарктиды и тропических горных ледников, показывают, что климат Земли реагирует на изменения в уровнях парниковых газов. Древние свидетельства также можно найти в кольцах деревьев, океанских отложениях, коралловых рифах и слоях осадочных пород. Эти древние, или палеоклиматические, свидетельства показывают, что нынешнее потепление происходит примерно в десять раз быстрее, чем средняя скорость потепления во время ледникового периода.Углекислый газ в результате человеческой деятельности увеличивается более чем в 250 раз быстрее, чем из природных источников после последнего ледникового периода. ³

Неопровержимые доказательства стремительного изменения климата:

Глобальное повышение температуры

• Средняя температура поверхности планеты с конца 19 века поднялась примерно на 2,05 градуса по Фаренгейту (1,14 градуса по Цельсию), что в значительной степени обусловлено увеличением выбросов углекислого газа и других антропогенных выбросов в атмосферу. ⁴ Большая часть потепления произошла за последние 40 лет, при этом шесть самых теплых лет за всю историю наблюдений приходились на период с 2014 года. Не только 2016 год был самым теплым годом за всю историю наблюдений, но и восемь месяцев в этом году — с января по сентябрь, с за исключением июня — были самыми теплыми за эти месяцы за всю историю наблюдений. ⁵

Потепление океана

• Океан поглотил большую часть этого повышенного тепла, при этом на верхних 100 метрах (около 328 футов) океана наблюдается потепление более чем на 0.6 градусов по Фаренгейту (0,33 градуса по Цельсию) с 1969 года. ⁶ Земля хранит 90% дополнительной энергии в океане.

Термоусадочные листы

• Масса ледяных щитов Гренландии и Антарктики уменьшилась. Данные NASA Gravity Recovery and Climate Experiment показывают, что Гренландия теряла в среднем 279 миллиардов тонн льда в год в период с 1993 по 2019 год, в то время как Антарктида теряла около 148 миллиардов тонн льда в год. ⁷

  Изображение: Талая вода с ледникового покрова Гренландии

• Индикатор текущего объема ледяных щитов Антарктиды и Гренландии с использованием данных спутника НАСА Grace.

• Интерактивное исследование того, как глобальное потепление влияет на морской лед, ледники и континентальные ледяные щиты во всем мире.

Ледниковое отступление

• Ледники отступают почти повсюду по всему миру — в том числе в Альпах, Гималаях, Андах, Скалистых горах, на Аляске и в Африке. ⁸

  Изображение: Исчезающий снежный покров горы Килиманджаро из космоса.

Сниженный снежный покров

• Спутниковые наблюдения показывают, что количество весеннего снежного покрова в Северном полушарии уменьшилось за последние пять десятилетий, а снег тает раньше. ⁹

Повышение уровня моря

• В прошлом веке глобальный уровень моря поднялся примерно на 8 дюймов (20 сантиметров). Тем не менее, темпы роста за последние два десятилетия почти вдвое выше, чем в прошлом веке, и с каждым годом они немного ускоряются. ¹⁰

  Изображение: Мальдивская Республика: Уязвимость к повышению уровня моря

Нисходящий арктический морской лед

• Как протяженность, так и толщина арктического морского льда стремительно уменьшались за последние несколько десятилетий. ¹¹

  Изображение: Визуализация минимума морского льда в Арктике в 2012 г., самого низкого за всю историю существования

• Индикатор изменения минимума морского льда в Арктике во времени. Протяженность морского льда в Арктике влияет и на глобальное изменение климата.

• Интерактивное исследование того, как глобальное потепление влияет на морской лед, ледники и континентальные ледяные щиты по всему миру.

• NASA Operation IceBridge представило полярный лед Земли с беспрецедентной детализацией, чтобы лучше понять процессы, которые связывают полярные регионы с глобальной климатической системой.

Экстремальные события

• Число явлений с рекордно высокой температурой в Соединенных Штатах увеличивается, в то время как количество событий с рекордно низкой температурой снижается с 1950 года. В США также наблюдается рост числа случаев сильных дождей. ¹²

• Официальный веб-сайт исследовательских миссий НАСА, изучающих осадки и другие типы осадков по всему миру.

• Земляная вода хранится в виде льда и снега, озер и рек, атмосферы и океана. Как много вы знаете о круговоротах воды на нашей планете и о решающей роли, которую она играет в нашем климате?

Окисление океана

• С начала промышленной революции кислотность поверхностных вод океана увеличилась примерно на 30%. ^{13, 14} Это увеличение является результатом того, что люди выбрасывают больше углекислого газа в атмосферу и, следовательно, больше поглощаются океаном.За последние десятилетия океан поглотил от 20% до 30% общих антропогенных выбросов углекислого газа (от 7,2 до 10,8 миллиардов метрических тонн в год). ^15,16

Список литературы

FAQ: Расширение воды при замерзании

Почему при замерзании вода расширяется?
Почему у жидкой воды максимальная плотность?

Большинство жидкостей ведут себя довольно просто, когда они охлаждаемые (при фиксированном давлении): они дают усадку.Жидкость сжимается при охлаждении; потому что молекулы движутся медленнее, они менее способны преодолевать привлекательные межмолекулярные силы сближают их. Затем достигается температура замерзания, и вещество затвердевает, что заставляет его сокращаться больше, потому что твердые кристаллические вещества обычно плотно упакованы.

Вода — одно из немногих исключений из этого поведения. Когда жидкая вода охлаждается, она сжимается, как и следовало ожидать. пока температура не достигнет примерно 4 градусов по Цельсию.После этого он немного расширяется, пока не достигнет точки замерзания. точка, а затем, когда он замерзает, он расширяется примерно на 9%.

Это необычное поведение происходит из структура воды молекула. Существует сильная тенденция к образованию водородной сети. связи, где каждый атом водорода находится на линии между двумя кислородными атомы. Эта тенденция к образованию водородных связей усиливается с повышением температуры. становится ниже (потому что для встряхивания водорода требуется меньше тепловой энергии. облигации вне позиции).Структура льда полностью водородная. связаны, и эти связи заставляют кристаллическую структуру быть очень «открытый», как показано на следующем рисунке:

Фотографии на этой странице любезно предоставлены Проект MathMol в Лаборатории научной визуализации NYU / ACF.
Информацию о MathMol можно найти Вот.

На следующих двух изображениях первое показывает типичная структура жидкой воды, а вторая — ледяная структура; обратите внимание на дополнительное открытое пространство во льду.

Именно эта открытая твердая структура делает лед менее плотным. чем жидкая вода. Поэтому по воде плавает лед, за что мы все должны быть благодарны, потому что если вода вела себя «нормально», многие водоемы замерзали зимой, убивая всех жизнь внутри них.

«Максимум плотности» воды — результат того же явления. Ближе к точке замерзания молекулы воды начинают располагаться локально в ледяные структуры. Это создает некоторую «открытость» в жидкой воде, которая имеет тенденцию к уменьшению ее плотности.Этому противостоит обычная тенденция к увеличению охлаждения. плотность; примерно при 4 градусах Цельсия эти противоположные тенденции уравновешиваются, создавая максимум плотности.

Обновлено 3 декабря 2013 г.

Обезвоживание — симптомы и причины

Обзор

Обезвоживание происходит, когда вы употребляете или теряете больше жидкости, чем принимаете, и вашему телу не хватает воды и других жидкостей для выполнения своих обычных функций.Если вы не восполните потерянную жидкость, вы получите обезвоживание.

Любой может получить обезвоживание, но это состояние особенно опасно для маленьких детей и пожилых людей.

Наиболее частой причиной обезвоживания у детей младшего возраста является сильная диарея и рвота. У пожилых людей, естественно, меньше воды в организме, и они могут иметь заболевания или принимать лекарства, которые увеличивают риск обезвоживания.

Это означает, что даже незначительные заболевания, такие как инфекции, поражающие легкие или мочевой пузырь, могут привести к обезвоживанию у пожилых людей.

Обезвоживание также может произойти в любой возрастной группе, если вы не пьете достаточно воды в жаркую погоду — особенно если вы много занимаетесь спортом.

Обычно вы можете обратить вспять легкое или умеренное обезвоживание, выпив больше жидкости, но тяжелое обезвоживание требует немедленной медицинской помощи.

Симптомы

Жажда не всегда является надежным ранним индикатором потребности организма в воде. Многие люди, особенно пожилые, не чувствуют жажды, пока не обезвожены.Вот почему так важно увеличивать потребление воды в жаркую погоду или когда вы больны.

Признаки и симптомы обезвоживания также могут различаться в зависимости от возраста.

Дети грудного или раннего возраста

• Сухость во рту и языке
• Без слез при плаче
• Три часа без мокрых подгузников
• Запавшие глаза, щеки
• Впавшее мягкое пятно на верхней части черепа
• Вялость или раздражительность

Взрослый

• Сильная жажда
• Менее частое мочеиспускание
• Моча темного цвета
• Усталость
• Головокружение
• Путаница

Когда обратиться к врачу

Позвоните своему семейному врачу, если вы или любимый человек:

• Диарея в течение 24 часов и более
• раздражительный или дезориентированный, гораздо более сонный или менее активный, чем обычно
• Жидкости не удерживаются
• Стул окровавленный или черный

Причины

Иногда обезвоживание происходит по простым причинам: вы недостаточно пьете, потому что больны или заняты, или из-за отсутствия доступа к безопасной питьевой воде во время путешествий, походов или кемпинга.

Другие причины обезвоживания включают:

• Диарея, рвота. Тяжелая, острая диарея, то есть диарея, которая возникает внезапно и резко, может вызвать огромную потерю воды и электролитов за короткое время. Если у вас рвота и диарея, вы теряете еще больше жидкости и минералов.
• Лихорадка. Как правило, чем выше температура, тем сильнее обезвоживание. Проблема усугубляется, если помимо диареи и рвоты у вас повышается температура.
• Чрезмерное потоотделение. Вы теряете воду, когда потеете. Если вы занимаетесь активными физическими упражнениями и не восполняете жидкости в процессе, вы можете обезвоживаться. Жаркая и влажная погода увеличивает количество потоотделения и количество теряемой жидкости.
• Учащенное мочеиспускание. Это может быть связано с невыявленным или неконтролируемым диабетом. Некоторые лекарства, такие как диуретики и некоторые лекарства от артериального давления, также могут привести к обезвоживанию, как правило, потому, что они заставляют вас чаще мочиться.

Факторы риска

Кто угодно может получить обезвоживание, но некоторые люди подвергаются большему риску:

• Младенцы и дети. Младенцы и дети, наиболее подверженные сильной диарее и рвоте, особенно уязвимы для обезвоживания. Имея большую площадь поверхности к площади, они также теряют большую долю своей жидкости из-за высокой температуры или ожогов. Маленькие дети часто не могут сказать вам, что хотят пить, и не могут сами себе напиться.
• Пожилые люди. С возрастом запас жидкости в вашем организме становится меньше, ваша способность сохранять воду снижается, а чувство жажды становится менее острым. Эти проблемы усугубляются хроническими заболеваниями, такими как диабет и слабоумие, а также приемом определенных лекарств. Пожилые люди также могут иметь проблемы с подвижностью, которые ограничивают их способность добывать воду для себя.
• Люди с хроническими заболеваниями. Неконтролируемый или нелеченый диабет подвергает вас высокому риску обезвоживания.Заболевание почек также увеличивает ваш риск, как и лекарства, увеличивающие мочеиспускание. Даже простуда или боль в горле делают вас более восприимчивыми к обезвоживанию, потому что у вас меньше шансов поесть или выпить, когда вы больны.
• Люди, которые работают или занимаются спортом на улице. В жаркую и влажную погоду увеличивается риск обезвоживания и теплового заболевания. Это потому, что когда воздух влажный, пот не может испаряться и охладить вас так быстро, как обычно, а это может привести к повышению температуры тела и потребности в большем количестве жидкости.

Осложнения

Обезвоживание может привести к серьезным осложнениям, в том числе:

• Тепловая травма. Если вы не пьете достаточно жидкости, когда вы интенсивно тренируетесь и сильно потеете, вы можете получить тепловую травму, степень тяжести которой варьируется от легких тепловых судорог до теплового истощения или потенциально опасного для жизни теплового удара.
• Проблемы с мочеиспусканием и почками. Продолжительные или повторяющиеся приступы обезвоживания могут вызвать инфекции мочевыводящих путей, камни в почках и даже почечную недостаточность.
• Изъятия. Электролиты, такие как калий и натрий, помогают передавать электрические сигналы от клетки к клетке. Если ваши электролиты не сбалансированы, нормальные электрические сигналы могут смешаться, что может привести к непроизвольным сокращениям мышц, а иногда и к потере сознания.
• Шок низкого объема крови (гиповолемический шок). Это одно из самых серьезных, а иногда и опасных для жизни осложнений обезвоживания. Это происходит, когда низкий объем крови вызывает падение артериального давления и уменьшение количества кислорода в вашем теле.

Профилактика

Чтобы предотвратить обезвоживание, пейте много жидкости и ешьте продукты с высоким содержанием воды, такие как фрукты и овощи. Позволить жажде быть вашим проводником — это ежедневное руководство для большинства здоровых людей.

Людям может потребоваться принять больше жидкости, если они находятся в таких условиях, как:

• Рвота или диарея. Если у вашего ребенка рвота или диарея, начните давать дополнительную воду или раствор для пероральной регидратации при первых признаках болезни.Не ждите, пока произойдет обезвоживание.
• Энергичные упражнения. В общем, лучше начинать пить за день до физических упражнений. Производство большого количества прозрачной разбавленной мочи — хороший показатель того, что вы хорошо гидратированы. Во время занятия регулярно пополняйте запас жидкости и продолжайте пить воду или другие жидкости после того, как закончите.
• Жаркая или холодная погода. Вам нужно пить больше воды в жаркую или влажную погоду, чтобы снизить температуру тела и восполнить потери, связанные с потоотделением.Вам также может понадобиться дополнительная вода в холодную погоду для борьбы с потерей влаги из-за сухого воздуха, особенно на больших высотах.
• Болезнь. Пожилые люди чаще всего обезвоживаются во время незначительных заболеваний, таких как грипп, бронхит или инфекции мочевого пузыря. Не забывайте пить больше жидкости, когда чувствуете себя плохо.

19 сентября 2019 г.

Можно ли вскипятить воду в микроволновой печи и нужно ли?

Микроволновая печь стала предметом домашнего обихода с момента ее изобретения в 1940-х годах.

Этот прибор, известный тем, что делает работу на кухне проще, быстрее и удобнее, невероятно универсален.

Однако ответы на вопросы, касающиеся его безопасности, в частности, как он влияет на воду, остаются неуловимыми.

В этой статье рассматривается, можно ли кипятить воду в микроволновой печи, безопасно ли это и какие меры предосторожности необходимо соблюдать.

Микроволны используют электромагнитные волны для быстрого перемещения и вызывают трение между молекулами воды для генерации тепла.

Одно исследование того, как различные температуры микроволн влияют на свойства воды, подтвердило, что микроволны могут нагревать воду до температуры кипения (1).

При этом электромагнитные волны в микроволнах нагревают молекулы воды в случайных местах. Это означает, что если вода не нагревается достаточно долго, под слоем более холодной воды могут образоваться очаги кипящей воды.

Поэтому важно перемешивать воду перед использованием. Вы также должны использовать чашки, пригодные для использования в микроволновой печи, когда кипятите воду в микроволновой печи.

Для лучшего контроля температуры лучше всего использовать другие методы, например, плиту.

Влияние микроволн на здоровье остается спорным.На сегодняшний день нет убедительных доказательств того, что микроволны вызывают рак, что указывает на то, что это безопасный метод приготовления (2).

Сводка

Вы можете вскипятить воду в микроволновой печи. Однако микроволновые печи могут нагревать воду неравномерно, поэтому не забудьте перемешать ее перед использованием. Исследования воздействия микроволн на здоровье остаются безрезультатными.

Хотя кипячение воды в микроволновой печи — это просто и удобно, вам следует принять некоторые меры предосторожности.

Проливание кипящей воды может быть опасным.Чтобы защитить кожу от ожогов, не забывайте вынимать воду из микроволновой печи с помощью грелки.

Кипятите воду в микроволновой печи только в разрешенных емкостях. Не используйте пластик или стекло, если они не безопасны для использования в микроволновой печи. Также важно помнить, что металл нельзя класть в микроволновую печь.

Пар также может вызвать ожоги. Поэтому обязательно защищайте кожу и не кладите руки прямо на кипящую воду, пока она немного не остынет.

Обязательно внимательно прочтите инструкции к микроволновой печи, чтобы ознакомиться с ее выходной мощностью, настройками и подходящими контейнерами.

Сводка

При кипячении воды в микроволновой печи обязательно примите соответствующие меры. Во избежание ожогов используйте подставки под горячее и подходящие емкости.

Кипятить воду в микроволновке просто и быстро.

Вот 6 простых шагов:

1. Выберите чашу, подходящую для использования в микроволновой печи. Лучше всего подходят стеклянные или керамические миски.
2. Налейте воду в открытую емкость. Не закрывайте и не закрывайте контейнер.
3. Поместите в емкость неметаллический предмет. Это может быть палочка для еды или палочка для мороженого, которая предотвратит перегрев воды.
4. Нагрев короткими интервалами. Перемешивайте каждые 1-2 минуты, пока вода не закипит.
5. Постучите по стенке дежи, чтобы убедиться в перегреве. Постукивание по стенке чаши нарушает молекулы воды и выделяет тепло.
6. Осторожно снимите емкость. Используйте горячие подушечки, чтобы избежать ожогов.

Кипяченую воду можно использовать для многих целей, например, для приготовления или приготовления чая, горячего какао или кофе.

сводка

Вскипятить воду в микроволновой печи несложно. Обязательно используйте контейнер, безопасный для микроволновой печи, нагревайте его через короткие промежутки времени и перемешивайте воду перед использованием.

Кипятить воду в микроволновке удобно и безопасно.

Этот метод лучше всего использовать при нагревании небольшого количества воды, поскольку микроволны могут неравномерно распределять тепло.

Согласно текущим исследованиям, кипячение воды в микроволновой печи не вызывает негативных последствий для здоровья.

Таким образом, в следующий раз, когда вам понадобится быстро вскипятить воду, смело используйте микроволновую печь.

Как часто следует эякулировать? Ежедневно, еженедельно, риски, преимущества,

Имеет ли значение?

Двадцать один раз в месяц, верно?

Все не так просто. Нет определенного количества эякуляций в день, неделю или месяц для достижения какого-либо конкретного результата.

Прочтите, чтобы узнать, откуда взялось это число, как эякуляция влияет на риск рака простаты, что происходит с вашей спермой и многое другое.

Заголовок Daily Mail от 2017 года гласит: «Эякуляция не менее 21 раза в месяц значительно снижает риск рака простаты у мужчин».

В статье подробно описаны результаты исследования 31 925 мужчин, опубликованные в декабрьском выпуске журнала European Urology за 2016 год.

Хотя результаты исследования позволяют предположить, что существует прямая связь между частотой эякуляции и риском рака простаты, необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью изучить эту возможность.

Рассматриваемое исследование основывалось на самооценке ответов — один раз в 1992 году и один раз в 2010 году — о том, как часто они эякулировали каждый месяц и заболели ли они раком простаты.

Это означает, что результаты могут быть искажены воспоминаниями субъекта или осознанием его привычек.

Также важно отметить, что в исследовании не уточнялось, является ли эякуляция результатом секса с партнером или мастурбации. Причина выброса может иметь значение для любых потенциальных выгод.

Доказательства неубедительны. Вот краткий снимок того, что вам нужно знать.

Всестороннее исследование 2016 года, которое вызвало все заголовки газет, с участием почти 32 000 мужчин в период с 1992 по 2010 год показывает, что частая эякуляция может снизить риск рака простаты.

Однако необходимы дополнительные исследования, прежде чем мы сможем узнать это наверняка.

Это исследование основано на данных опросов, проведенных самими участниками, а не на данных контролируемых лабораторий, для оценки количества эякуляций и общего физического здоровья участников.

Это означает, что результаты могут быть не совсем точными. Воспоминания не идеальны. И многие люди не чувствуют себя комфортно, откровенно говоря о том, сколько раз они эякулировали.

Также стоит отметить, что исследование той же группы в 2004 году не обнаружило статистической значимости между эякуляцией и риском рака простаты.

Несмотря на то, что в исследовании 2016 года использовались дополнительные данные за десять или около того, в методах исследования не так много изменилось. Учитывая это, возможно, лучше с недоверием относиться к результатам любого исследования.

Предыдущие исследования также сталкивались с некоторыми из тех же ограничений.

Например, исследование более 1000 мужчин, проведенное в 2003 году, также опиралось на данные самооценки. Анкета содержала несколько подробных вопросов, на которые участники могли не знать точных ответов.

Это включает:

• сколько им было лет, когда они впервые эякулировали
• сколько сексуальных партнеров у них было до и после 30 лет
• оценка десятилетия, в котором они эякулировали наиболее часто

Также важно отметить, что участникам уже поставили диагноз рака простаты.Трудно определить, какую роль сыграла эякуляция, если она вообще сыграла, не зная больше об их здоровье до постановки диагноза.

Нет исследований, которые бы однозначно связывали эякуляцию с какими-либо конкретными преимуществами. А как насчет возбуждения? Это совсем другая история. Возбуждение тесно связано с повышением окситоцина и дофамина.

Окситоцин связан с положительными эмоциями, комфортом в социальной и интимной среде и снижением стресса.

Дофамин также ассоциируется с положительными эмоциями.Проще говоря, это временное усиление может поднять вам настроение. Это может даже повысить вашу мотивацию заниматься другими делами, которые делают вас счастливыми или продуктивными.

В этой области нет большого количества исследований, поэтому трудно сказать наверняка. Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, есть ли между ними какие-либо различия.

Обычно считается, что эякуляция:

• поможет вам уснуть
• улучшить качество спермы
• повысить вашу иммунную систему
• улучшить симптомы мигрени
• снизить риск смерти от сердечных заболеваний

Существует старое даосское убеждение, что контроль частота эякуляции помогает сохранить то, что считается конечным количеством энергии.Считается, что воздержание от эякуляции позволяет энергии, содержащейся в сперме, возвращаться в мозг и снабжать его энергией.

Эта практика является источником идеи «24 раза в год». Фактически, некоторые даосские учителя рекомендуют эякулировать только в 20-30% случаев, когда вы занимаетесь сексом. Это означает 2 или 3 раза из каждых 10 сеансов.

Но эти идеи не подтверждаются никакими точными науками. И многие учителя даосов призывают людей сосредотачиваться на личном ощущении силы и свежести после эякуляции, а не на конкретных фигурах.

Нет! Ваше тело поддерживает избыток спермы.

Фактически каждую секунду производится около 1500 сперматозоидов. В сумме получается несколько миллионов в день — вы не сможете успевать с такой скоростью!

Это зависит от вашего эндшпиля.

Вам хочется воздержаться от эякуляции, потому что это кажется вам естественным или удобным? Сделай это! Нет никаких исследований, чтобы предположить, что воздержание приводит к нежелательным побочным эффектам или другим осложнениям.

Тем не менее, нет никаких исследований, подтверждающих, что воздержание дает долгосрочные преимущества.

А как насчет «no-fap»?

Хотя многие люди ассоциируют идеологию «no-fap» с мастурбацией, некоторые люди предпочитают воздерживаться от любой формы эякуляции — например, через секс с партнером — как часть этой практики. Общая цель может варьироваться от человека к человеку, но обычно она рассматривается как способ «перезагрузки».

Некоторые люди считают, что воздержание от эякуляции помогает поддерживать сбалансированный уровень тестостерона, но никаких клинических исследований, подтверждающих это, нет.

Это ошибочное мнение проистекает из исследований длительных периодов низкого уровня тестостерона в результате основного заболевания.

Сама по себе мастурбация не повлияет на общий уровень тестостерона.

Независимо от того, эякулируете вы или нет, это не влияет на ваше общее половое влечение или фертильность.