تبلیغات
شیمی سال اول متوسطه - تحقیق شماره ی یک (آب)
جمعه 29 مهر 1390

تحقیق شماره ی یک (آب)

   نوشته شده توسط: محمد مهدوی    

ویژگی ها ی اصلی آب

آب مایعیست که حیات بدون آن میسر نیست و محور اصلی علم هیدرولوژی (آبشناسی) را تشكیل می دهد. مولكولهای آب از اتمهای اكسیژن و هیدروژن تشكیل شده و توسط پیوند هیدورژنی به هم متصل می شوند .اتمهای مذكور خود توسط نیروی كووالانس به هم متصل شده اند و فرمول شیمیایی مولكول آبH2O است  اتمهای هیدروژن دارای بار مثبت با زاویه ای نزدیك به 105 درجه دور اتم اكسیژن با بار منفی را گرفته اند و این وضعیت حالتی قطبی به این پیوند می دهد.

آب ماده منحصربفردیست زیرا:

 آب  ماده ای است بی رنگ ، بی بو، بی طعم ، در حالت خالص دارای PH تقریباً 7 ، چگالی تقریباً 1g/cm ( در دمای 25 درجه سانتیگراد و فشار 1 اتمسفر) ، در 100 درجه سانتیگراد به جوش می آید و در 4 درجه كاهش چگالی می دهد و در صفر درجه یخ می بندد. آب  تنها ماده طبیعی است که به سه حالت جامد، مایع و گاز(بخار) بطور طبیعی در کره زمین پیدا می شود. در حالتی که تبدیل به یخ می شود یخ چگالی کمتری نسبت به آب سرد دارد بنابراین یخها ر وی آب شناور می شوند. از طرفی نوعی عایق در سطح تشکیل می شود و دمای آب در مناطق میانی تعدیل می شود. آب کشش سطحی بسیار بالایی دارد. به عبارت دیگر آب چسبنده و الاستیک است و تمایل دارد که بجای پخش شدن، بصورت فشرده و قطره‌ای باشد. کشش سطحی یکی از دلایل خاصیت مؤینگی آب است و باعث می‌شود تا آب و مواد محلول موجود در آن در داخل ریشة گیاهان و مویرگهای بدن انسان و آوندهای گیاهی حرکت کند. مسئله تغییر حجم هنگام تبدیل به یخ شدن در طبیعت بسیار مهم است بعنوان مثال پدیده هائی چون تخریب فیزیکی، هوازدگی سنگها و متلاشی شدن لوله های انتقال آب از اثرات این پدیده است. آب خالص تقریباً بو، مزه و رنگ ندارد.

  وزن مخصوص :   نیروئی که  جاذبه زمین بر واحد حجم وارد می کند ،برای آب برابر 9810 نیوتن بر متر مکعب است.

جرم مخصوص یا دانسیته آب : جرم مخصوص كه بصورت جرم در واحد حجم تعریف می شود برای آب 1000 كیلوگرم بر متر مكعب در نظر گرفته می باشد. 

چگالی آب :   چگالی یك جسم نسبت بین دانسیته یا جرم مخصوص یك جسم به دانسیته آب در دمای استاندارد 4 درجه سانتیگراد و فشار یك اتمسفر است، بنابراین چگالی آب یك است.

لزجت یا ویسكوزیته :  لزجت خاصیتی از سیال است كه به موجب مقاومت در مقابل تغییر شكل زاویه ای پدید می آید. این ویژگی متاًثر از نیروی پیوستگی (رابطه بین مولكولهای همجنس) و چسبندگی (ارتباط بین مولكولهای همجنس) مولكولهاست. آب یك سیال نیوتونی محسوب می شود زیرا رابطه میان تنش برشی و تغییر شكل آن تقریباً خطی است.

كشش سطحی آب:  در دمای 20 درجه برابر 0.073 نیوتن بر متر است.

امادرمورد حد پایین ترچه می توان گفت؟                                                                                               

کشش سطحی آ ب حیوان رادرخلاف جهت حرکتش هل می دهد ، اما آیا این مقدار از نیروی اینرسی برای جبران کردن کشش سطحی آ ب کافی است؟ روش دیگری که به صورت نسبت نیروهای بزرگ است ، توسط عدد وبر بیان می شود که یک تله شوم برای حیوان تلقی می شود.پس حیوان به اندازه کافی باید بزرگ وسریع باشد.چراکه اندازه وسرعت حیوان وابسته به هم می باشد ،برای حشرات بسیار کوچک یک زحمت ودردسر بزرگ تلقی می شود.طوری که وی-آرکی تاپسون بزرگترین نثر نویس درمیان زیست شناسان می گوید: «یک سوسک آبی سطح آب استخر را مرز بین مرگ وزندگی تلقی می کند که یک گرفتاری خطرناک ویا یک تکیه گاه حتمی می باشد.»  کشش سطحی بالای آب باعث می‌شود که حشرات قادر به راه رفتن روی آب شوند و درختان آب را به ارتفاع بالاتر برسانند  این نیرو سطح آب را می کشد و روی آب چیزی شبیه پوسته تشکیل می دهد                                                                                                                                                     

كشف راز چگونگی راه رفتن حشرات بر روی آب (نظریه ی جدید)

بنا به گزارش پایگاه اینترنتی « سی .ان .ان » دانشمندان آمریكایی با بررسی نحوه حركت حشرات بر روی آب و عبور آنها از روی سطح آب رودخانه ها و اقیانوس ها به چگونگی عملكرد حركتی این جانوران پی بردند محققان موسسه فن آوری ماساچوست اعلام كردند برخلاف باوری كه درباره نحوه حركت حشرات روی سطح آب با ایجاد موج روی آن وجود دارد حركت این جانوران از طریق یكی از سه جفت پای كرك دار آنها صورت می گیرد حركت پارو مانند این پاهای كرك دار در آب به حشرات امكان می دهد كه با سرعتی تا 150 سانتیمتر در هر ثانیه بر روی سطح آن حركت كنند  در حقیقت عامل حركت آنها به جلو ایجاد نوعی حركات مارپیچی در زیر سطح آب با استفاده از جفت پای كرك دار خود است.                                                                                                                                                                

 

فشار بخار:

در دمای 20 درجه فشار بخار آب 2100000000 نیوتن بر متر مربع است.

مقدار گرمائی كه در تبدیل حالات آب گرفته یا آزاد می شود را گرمای نهان می گویند كه انواع مختلف آن در جدول زیر آمده است:

نـوع گـرمای نـهان

حـالت جـدیـد

تـغییرات دمــا

گرمای نهان تبخیر

بخار

+

گرمای نهان تقطیر

مایع

-

گرمای نهان تصعید

بخار

+

گرمای نهان ذوب

مایع

+

گرمای نهان انجماد

یخ

-

  توجه داشته باشید كه اگر عمل تصعید صورت گیرد انرژی لازم برابر مجموع گرمای نهان تبخیر و نهان ذوب خواهد بود(تقریباً 677 كالری بر گرم). عكس این حالت یعنی تبدیل هر گرم بخار به یخ نیز همین میزان انرژی آزاد می كند.

رطوبت مطلق :

میزان جرم بخار در حجم معینی از هوار رطوبت مطلق می گویند كه برحسب گرم بر متر مكعب بیان می شود. این ویژگی متناسب با میزان درجه حرارت و فشار هواست.

درجــه حـرارت بــه سانتیگــراد

رطوبت مطلق اشباع به گرم بر متر مكعب

0

4.85

5

6.82

10

9.41

15

12.78

20

17.31

25

23.3

30

30.4

35

39.3

40

51.2

45

65.6

50

83.0

 

 منابع آب

تامین و توزیع آب در کشورهای در حال توسعه ، مسائل مهمی را بوجود آورده است و دولتها را واداشته است تا مبالغ عظیمی پول در راه تامین آن سرمایه‌ گذاری نمایند. این موضوع بخصوص در کشورهایی که دارای نقاط لم‌یزرع و نیمه‌خشک هستند، حالت جدی‌تر به خود گرفته است. در کشورهایی مثل ایران که تقسیم آب بعلت شکل خاص سرزمینهای آن به‌صورت غیر یکنواخت توزیع گردیده است، باید سعی شود با اتخاذ بهترین و مدرن‌ترین روشهای علمی و فنی آبهای موجود را طبق قوانین عادلانه ای در دسترس عموم قرار داد .

نکات مهم در تهیه آب شرب

در انتخاب منبع آب برای تهیه آب مشروب در اجتماعات بزرگ ، به چهار اصل مهم زیر باید توجه کافی مبذول داشت:

                   1.              در درجه اول ، باید آبی را مورد استفاده قرار داد که برای رسیدن به محل تصفیه و توزیع به پمپاژ احتیاج نداشته باشد، بلکه با نیروی ثقل خود حرکت نموده ، علاوه بر آن به هیچگونه تصفیه‌ای (غیر از ضد عفونی کردن) نیاز نداشته و بدون دخل و تصرف در کیفیت آن ، بتواند بدست مصرف کننده برسد .

                   2.         در درجه دوم ، از آبهایی که به تصفیه احتیاج ندارند، ولی برای رسیدن به محل توزیع باید پمپاژ شوند، می‌توان در تامین آب مشروب استفاده کرد .

                  3.        در درجه سوم ، برای آب مشروب می‌توان آبهایی را که به نوعی تصفیه ساده احتیاج داشته ، ولی با نیروی وزن به محل تصفیه و توزیع می‌رسند، استفاده نمود .

                  4.        بالاخره در آخرین مرحله ، آبهایی را می‌توان برای تهیه آب آشامیدنی مورد استفاده قرار داد که در محل نبوده ، باید از طریق پمپاژ و یا هر وسیله دیگر از نقاط دور دست به مرکز تصفیه و توزیع منتقل نمود. تهیه آب مشروب از اینگونه منابع ، بسیار گران و پُرهزینه است .

    مهمترین منابع آب در دنیا

             I.            آبهای زیرزمینی (چاه ، چشمه ، قنات(

           II.            آبهای جوی (باران ، برف)

        III.            آبهای سطحی (رودخانه ، دریاچه ، دریا ، اقیانوس)

  آب باران

اصولا انتظار می‌رود که آب باران کاملا خالص باشد، ولی به علت تماس آن با گرد و خاک ، ذرات معلق گازهای مخلوط در هوا ، مقادیر قابل توجهی از آنها را در خود حل و به زمین می‌آورد. گازهایی چون اکسیژن ، گاز کربونیک و ازت نیز در آب باران موجود خواهد بود که حلالیت هر یک از آنها در آب باران ، علاوه بر ساختمان شیمیایی‌شان به فشار جزئی آنها در اتمسفر مربوط می‌شود. علاوه بر گازهای فوق ، در آب باران مقادیری ، ، ، وجود دارد.

انحلال این مواد در آب باران علاوه بر نامطلوب کردن آن از نظر بهداشت برای بسیاری از وسایل خانگی و فلزی خطرناک است. و عمدتا از طریق سوخت منازل و کارخانجات ( بویژه زغال سنگ ) داخل اتمسفر می‌شود، در حالیکه اکسیدهای ازت از طریق سوخت وسایل نقلیه و رعد و برق (تجزیه و ترکیب آن با ) تولید می‌شود و پراکسی الکوکسیل نیترات نیز از ترکیب اکسید ازت با منوکسید کربن و هیدروکربورهای سوخته حاصل می‌شود. در آب باران ، مواد رادیواکتیوی چون ید (131) و سدیم (24) نیز گاهی دیده شده است . علاوه بر مواد ذکر شده در بالا ، باید میکروارگانیسمها را که باران در حین نزول خود به زمین با خود همراه می‌آورد اشاره کنیم. در نقاطی که استفاده از آبهای سطحی ، یا زیرزمینی با اشکالاتی مواجه باشد، بکار بردن آب باران به عنوان منبع آب آشامیدنی توصیه شده است، کما اینکه در سال 1903 در حدود یک چهارم سکنه ایتالیا از آب بارانی که در منابع مخصوص ذخیره می‌نمودند، به عنوان آب آشامیدنی استفاده می‌کردند و شاید هنوز هم در آفریقا ، آسیای جنوب شرقی ، جاهایی وجود دارد که آب باران تنها منبع آب آشامیدنی آنهاست در ایران قدیم نیز در مهمانسراهای بین راه ، از آب باران ذخیره شده برای تامین آب مشروب مسافران استفاده می نمودند .

آب رودخانه‌ها

رودخانه‌ها از زمانهای قدیم یکی از مهمترین منابع تامین آب اجتماعات بشری بوده است. رودخانه‌ها از این نظر باز همچنان اهمیت خود را حفظ کرده‌اند، بطوریکه هم اکنون در آمریکا و آلمان به ترتیب 80 درصد و 50 درصد از آب آشامیدنی مردم از رودخانه‌ها تامین می‌شود. یاد آور می‌شود ضمن استفاده از آب رودخانه‌ها باید به مساله تصفیه و ضد عفونی کردن آنها توجه کافی داشت . امروزه ایجاد دریاچه‌های مصنوعی پشت سدها ، یکی از بهترین روشها برای تامین آب مورد نیاز شهرها است. قابل توجه است که این دریاچه‌های مصنوعی علاوه بر تامین هدف مذکور ، در تامین آب برای کشاورزی منطقه و تهیه و تولید انرژی برق نقش و اهمیت زیادی دارد. سدهای کرج و جاجرود در تامین نیازهای شهر تهران در زمینه‌های یاد شده نقش مهمی دارند . ذخیره آب رودخانه‌ها در دریاچه‌های مصنوعی ، علاوه بر اهمیت ذخیره سازی آن ، از این نظر که ضمن این عمل ، مواد معلق و گل و لای آب رودخانه‌ها در پشت سدها ته‌نشین می‌شود، در تقلیل هزینه تصفیه اهمیت زیادی دارد. گاها" برای تکمیل این نظر ، مابین دریاچه مصنوعی و محل تصفیه خانه حوضهای ته‌نشینی ایجاد می‌نمایند .            

آب ذخیره شده از نظر میزان باکتریها و اکسیژن

در آب ذخیره شده پشت سدها نه‌تنها از نظر مواد معلق بلکه از نظر باکتریها کاهش محسوس مشاهده می‌شود و این امر موجب تقلیل هزینه‌های ضد عفونی در تصفیه‌خانه می‌شود. دریاچه‌ها از نظر مقدار اکسیژن موجود در آنها به دو قسمت تقسیم می‌شوند، دریاچه‌های با آب صاف و غنی از اکسیژن و فقیر از پلانکتون را الیگوتروپ (Oligotroph) و دریاچه‌های فقیر از اکسیژن یوتروپ (Atrophy) نامیده می‌شوند

 تجدید پذیری طبیعی منابع آب
هم آب موجود در طبیعت به نسبت تقریباً ثابتی در میان منابع آن توزیع می شود.این توزیع متناسب ، با به چرخه در آمدن آب در یمان این منابع انجام می شود . به این فرآیند چرخه آب می گویند . پس از این طریق می توان گفت که منابع آب تجدید پذیرند.  

 آب مایعی با ویژگی باور نکردنی زیرا:

الف) تغییر حجم غیر عادی در اثر انجماد : آب بر خلاف سایر مایعات وقتی براثر سرما تبدیل به یخ می شود انبساط پیدا می کند و حجمی از یخ که همان حجم اولیه آب است و یخ روی آب شناور می ماند . آین ویژگی سبب می شود که آب از سطح شروع به یخ زدن کند .

  ب) زیاد بودن ظرفیت گرمایی :  می دانید که ظرفیت گرمایی یک جسم مقدار گرمایی است که باید به جسم داده شود تا دمای آن ۱ درجه سانتی گراد افزایش یابد . ظرفیت گرمایی ویژه آب حدود 10 برابر ظرفیت گرمایی ویژه آهن است . این مسئله به متعادل کردن دمای زمین خیلی کمک می کند چون مقادیر زیاد آب موجود در سطح زمین مقدار زیادی از انرژی خورشیدی را می گیرند و صرف بالا بردن دمای آب می کنند .

  ج) زیاد بودن گرمای تبخیر : برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار ، گرمای زیادی لازم است . گرمای اضافی بدن ما با تبخیر مقدار کمی آب از طریق منفذ پوست (عرق کردن ) کاسته می شود .

  د) زیاد بودن کشش سطحی آب : به دلیل وجود نیروی جاذبه قوی بین مولکولهای آب ، پیوستگی زیادی در تمام قسمت های آب از جمله مولکولهای سطح آب وجود دارد . به همین علت است که یک پشه می تواند روی آب بنشیند یا موری می تواند به آرامی روی آب قدم بزند .

مصرف آشكار و نهان آب

حقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می‌دهد که میانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر ، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرف نهان آب برای هر نفر ، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می‌باشد:

آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید مواد غذایی: 2600 لیتر

تأمین انرژی: 2400 لیتر

صنایع و معادن: 700 لیتر

امور بازرگانی و خدمات: 34 لیتر

آبی را که مستقیماً برای آشامیدن یا نظافت و شستشو استفاه می کنیم مصرف آشکار می گویند ولی آبی را که برای تولید انرژی (برق ، سوخت و ...) ، آبیاری کشتزارها ، صنایع و معادن و امور بازرگانی و خدمات مصرف می شود و احتمالاً از دید شما مخفی مانده است را مصرف نهان آب می گویند  .

بازنگری آب

مشاهده ، بازدید و بازرسی از شبكه ها ی آب رسانی ( خطوط و تجهیزات ) و همچنین  نحوه ی مصرف آب و بررسی دقیق و ارائه راه حل جهت تعویض تجهیزات و خطوط معیوب ، رفع نشتی ها خصوصا" نشتی های زیر زمینی و ایجاد تغییر و تحول در الگوی مصرف آب چه در مصارف خانگی ، صنعتی و یا  كشاورزی و ثبت و بایگانی باز نگری انجام شده جهت بازنگری های آینده .


Steffen
جمعه 17 آذر 1396 04:58 ق.ظ
Thank you for sharing your thoughts. I really appreciate your efforts and
I will be waiting for your further post thank you once again.
cheryllsiemering.hatenablog.com
سه شنبه 17 مرداد 1396 07:34 ق.ظ
Hi my family member! I wish to say that this post is amazing, great written and include almost all significant infos.
I'd like to look more posts like this .
liviaulrey.weebly.com
یکشنبه 15 مرداد 1396 07:47 ق.ظ
Nice blog here! Also your web site loads up fast! What host are you using?

Can I get your affiliate link to your host? I wish my web site
loaded up as quickly as yours lol
laverneparsa.wordpress.com
شنبه 7 مرداد 1396 09:39 ب.ظ
I used to be suggested this website by way of my cousin. I'm no longer sure whether or not
this publish is written by means of him as no one else know
such unique approximately my difficulty. You are incredible!
Thank you!
نسرین
جمعه 29 فروردین 1393 04:37 ب.ظ
سلام عزیزم مرسی وبلاگت خیلی تونست به من کمک کنه
نگین
شنبه 23 فروردین 1393 07:22 ب.ظ
مرسی عزیزم مطالبت خوب بودن ولی چیزای دیگه هم بذاری بهتر میشه
سه شنبه 21 آذر 1391 06:26 ب.ظ
کسکش من ایمیل ندارم



 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر