ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования города Ростова-на-Дону «Дворец творчества детей и молодежи»
Донская академия наук юных исследователей им. Ю. А. Жданова
Физика
Тема: «Исследование электропроводности воды»
Автор работы:
Гаврик Артем,8 класс
МБОУ Вербочанская СОШ
Руководитель:
Марченко Галина Кузьминична,
учитель физики,
МБОУ Вербочанская СОШ
г. Ростов на Дону
2021 год
Оглавление
| I | Введение | 3 | ||
| II | Основная часть | 5 | ||
| | 2.1 | Электропроводность | 5 | |
| | 2.2 | Почему вода проводит ток? | 5 | |
| | 2.3 | Измерение электрической проводимости воды. | 5 | |
| | | а) | Вода из разных источников | 7 |
| | | б) | Исследование зависимость электропроводности воды от концентрации раствора соли и сахара. | 7 |
| | | в) | Измерение плотности воды | 7 |
| III | Чтобы хорошо себя чувствовать | 9 | ||
| IV | Выводы | 10 | ||
| Приложение | 11 | |||
| Литература | 12 | |||
« Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха,
тебя не опишешь, тобою наслаждаешься,
не понимая, что́ ты такое.
Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь».
Антуан де Сент-Экзюпери
I Введение
На уроке физики, изучая тему электропроводность некоторых веществ, я узнал, что вода является проводником электрического тока. На занятиях кружка мы проводили некоторые эксперименты с водой. Меня эта тема заинтересовала и мне захотелось побольше узнать о том что же влияет на электропроводность воды. Я начал изучать литературу и находить материалы в Интернете по этой теме.
В результате деятельности человека происходит загрязнение окружающей среды. Весной при таянии снега много нечистот попадает в подземные горизонты, колодцы, ручьи, реки, озера. Качество питьевой воды оставляет желать лучшего. Вода является основой жизни всех живых организмов. Количество воды, содержащейся в человеке, составляет 65 - 70 % его массы. Суточное потребление организма человека в воде в нормальных условиях составляет около 2,5 литра. С химическим составом воды, используемой для питья, связывают развитие некоторых массовых неинфекционных заболеваний населения. От того какую воду мы потребляем, зависит наше здоровье. Качество питьевой воды оставляет желать лучшего. За последние десятилетия существенным образом возрос интерес человека к основному минералу природы, воде, ее происхождению, свойствам, ее роли как основы живой природы, основы здоровья человека, всего живого на нашей планете, чем больше человек изучает воду, тем более вода открывает всё новые свойства. Под загрязнением воды принято понимать изменение её химического или физического состава, биологических характеристик. От количества солей зависит электрическая проводимость воды.
Цель работы: исследовать электрические свойства воды и возможность оценивания её качества по электрическим свойствам и плотности.
Задачи:
Найти и изучить информацию об электрическом токе, об электропроводности воды.
Измерить сопротивление воды из различных источников.
Вычислить плотность воды из различных источников.
Вести наблюдения и сделать анализ.
Показать практическую значимость исследования электропроводности воды.
Методы исследования:
эксперимент
наблюдение
сравнение
анализ полученных данных
Объект исследования: вода
Предмет исследования: электропроводность воды и водных растворов
Гипотеза: Электрические свойства воды зависят от количества растворенных в ней солей. Значит, электрические свойства воды связаны с её качеством.
Актуальность
: Актуальность данного проекта в том, что вода-основа всей жизни на земле, но может оказывать на здоровье людей не только положительное, но и отрицательное влияние. Сейчас в связи с ухудшением экологической ситуации проблема, связанная с качеством воды стала наиболее актуальной.
II Основная часть
2.1 Электропроводность
Электропроводность - это способность водного раствора проводить электрический ток, выраженная в числовой форме. Электропроводность природной воды зависит от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Поэтому по величине электрической проводимости воды можно судить о степени минерализации воды.
2.2 Почему вода проводит ток?
Проводник - это тело, внутри которого содержится достаточное количество свободных электрических зарядов, способных перемещаться под действием электрического поля.
В проводниках возможно возникновение электрического тока под действием приложенного электрического поля.
Все металлы, растворы солей и кислот, влажная почва, тела людей и животных - хорошие проводники электрических зарядов.
Электрический ток могут проводить растворы солей и кислот, а также обычная вода. Раствор, способный проводить электрический ток, называется электролитом.
В растворе молекулы растворяемого вещества под действием растворителя превращаются в положительные и отрицательные ионы. Ионы под действием приложенного к раствору электрического поля могут перемещаться: отрицательные ионы - к положительному электроду, положительные ионы – к отрицательному электроду. В электролите возникает электрический ток. Вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами. Соли и щелочи проводят ток не только в растворе, но и в расплавленном состоянии.
По электрическим свойствам все жидкости можно разделить на 2 группы: проводящие и непроводящие.
Проводящие - это содержащие свободные заряженные частицы (диссоциирующие) - электролиты. К ним относятся растворы (чаще всего водные) и расплавы солей, кислот и оснований.
Непроводящие - это не содержащие свободные заряженные частицы (недиссоциирующие). К ним относятся дистиллированная вода
, спирт, минеральное масло.
Электролитической диссоциацией называется распад нейтральных молекул вещества в растворителе на положительные и отрицательные ионы.
2.3 Измерение электрической проводимости воды.
а) вода из разных источников
Для проведения эксперимента мне потребовалось следующее оборудование
Источник тока (лабораторный), миллиамперметр, вольтметр, соединительные провода, ключ.
Вода дистиллированная, снеговая, вода крещенская, вода крещенская из пруда, вода из крана (Вербочки), вода из крана (Морозовск), вода питьевая (Аксинья), питьевая вода из кулера. (Приложение 1)
Собрал цепь по схеме.
С
опротивление рассчитывалось по Закону Ома.Все результаты измерений заносил в таблицу.
| | Вода | Сила тока I,А | Напряжение U,В | Сопротивление, R,Ом | R, кОм |
| 1 | Водопроводная (х.Вознесенский) | 0,0042 | 4 | 952 | 0, 952 |
| 2 | Крещенская из пруда | 0,003 | 4 | 1333 | 1,33 |
| 3 | Водопроводная (Вербочки) | 0,009 | 4 | 444 | 0,44 |
| 4 | Снеговая | 0,0027 | 4 | 1481 | 1,48 |
| 5 | Водопроводная (Морозовск) | 0,010 | 4 | 400 | 0,4 |
| 6 | Дистиллированная | 0,00078 | 4 | 5128 | 5,13 |
| 7 | Питьевая «Аксинья» | 0,004 | 4 | 1000 | 1 |
| 8 | Вода питьевая в классе из кулера | 0,003 | 4 | 1333 | 1,33 |
Вывод: вода исследуемых видов не является чистой, так как обладает определенной электропроводностью.
наибольшей электропроводностью обладает водопроводная вода;
средней электропроводностью - снеговая вода, а наименьшую электропроводность имеет снеговая вода, вода крещенская из пруда, вода из кулера.
почти непроводящая жидкость – дистиллированная, т.е. очищенная вода, (любая другая вода (водопроводная или морская) содержит какое-то количество примесей и является проводником).
Так как в качестве эталона мы взяли ростовскую питьевую негазированную воду «Аксинья», сопротивление воды 1 кОм, то качество воды будет хорошим, если ее сопротивление будет в пределах от 0,8 до 1,2 кОм. Под этот результат подходит вода из соседнего хутора, она является самой чистой.
б) Исследование зависимости электропроводности воды от концентрации раствора соли и сахара.
добавили соль (Приложение 2)
| 6 | Вода | Сила тока I,А | Напряжение U, В | Сопротивление, R,Ом | R, кОм |
| | Дистиллированная | 0,00078 | 4 | 5128 | 5,13 |
| | Дистиллированная +3 г. соли | 0,137 | 4 | 29,2 | 0,0292 |
| | Дистиллированная + 6 г. соли | 0,310 | 4 | 12,9 | 0,0129 |
Вывод:
При повышении концентрации электропроводность раствора возрастает. Электропроводность раствора может резко увеличиваться даже при неизменном подаваемом напряжении.
добавили сахар
При добавлении сахара, сила тока практически на увеличивалась, это говорит о том, что
в) Измерение плотности воды и сравнили с электропроводностью.
Мне потребовалась мензурка для измерения объема воды и электронные весы.
Плотность рассчитал по формуле
, результаты измерений и вычислений занес в таблицу.| Вода | Масса m,г | Объем V,см3 | Плотность ,  | R, кОм |
| Водопроводная (х.Вознесенский) | 47,5 | 50 | 0,95 | 0, 952 |
| Крещенская из пруда | 52,5 | 50 | 1,05 | 1,33 |
| Водопроводная (Вербочки) | 51,6 | 50 | 1,032 | 0,44 |
| Снеговая | 49 | 50 | 0,98 | 1,48 |
| Водопроводная (Морозовск) | 50 | 50 | 1 | 0,4 |
| Дистиллированная | 47 | 50 | 0,94 | 5,13 |
| Питьевая «Аксинья» | 48 | 50 | 0,96 | 1 |
| Вода питьевая в классе из кулера | 50 | 50 | 1 | 1,33 |
