Физики раскрыли секрет того, почему вода проводит ток
https://ria.ru/20161202/1482714523.html
Физики раскрыли секрет того, почему вода проводит ток
Физики раскрыли секрет того, почему вода проводит ток — РИА Новости, 24.08.2018
Физики раскрыли секрет того, почему вода проводит ток
Ученые впервые проследили за тем, как одна молекула воды передает протоны своей «соседке», и раскрыли секрет того, почему вода пропускает ток, а другие похожие на нее вещества – не обладают таким свойством.
2016-12-02T15:39
2016-12-02T15:39
2018-08-24T12:28
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/152537/98/1525379896_0:313:6000:3688_1920x0_80_0_0_c8bede706fec5ea0614a0c453216b7db.jpg
сша
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.
xn--p1ai/awards/
2016
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/152537/98/1525379896_334:0:5667:4000_1920x0_80_0_0_bccc9455e5d59d960e66d7022cc633e4.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
1
5
4.
7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
открытия — риа наука, сша, йельский университет, физика, вода
Открытия — РИА Наука, Наука, США, Йельский университет, Физика, Вода
МОСКВА, 2 дек – РИА Новости. Ученые впервые проследили за тем, как одна молекула воды передает протоны своей «соседке», и раскрыли секрет того, почему вода пропускает ток, а другие похожие на нее вещества – не обладают таким свойством, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
«Когда через воду проходит ток, атомам кислорода при этом почти не приходится двигаться. Этот процесс можно сравнить с знаменитой «колыбелью» Ньютона, набором подвешенных шариков, выстроенных в линию. Если поднять один из них и ударить им по линии, только концевые шарики будут двигаться, а остальные будут стоять на месте», — рассказывает Марк Джонсон (Mark Johnson) из Йельского университета (США).
Дистиллированная вода, как и многие другие вещества, состоящие из двух неметаллических элементов, является изолятором, почти не пропускающим электрический ток. Но если в воду добавить даже очень небольшое число ионов, ее электропроводность резко вырастает и она становится полноценным проводником. О том, почему вода проводит ток, ученые спорят уже более двух столетий.
В начале 19 века немецкий химик Теодор Гротгус предложил теорию, которая объясняла то, почему вода пропускает через себя ток и почему электричество может разлагать ее на водород и кислород. Он посчитал, что молекулы воды могут захватывать лишние протоны и передавать их друг другу, подобно палочке в эстафете, благодаря формированию новых водородных и ковалентных связей и их быстрому распаду.
12 ноября 2015, 22:00
Ученые раскрыли тайну происхождения воды на ЗемлеДревнейшие породы Земли с канадского острова в Арктике рассказали ученым о том, что вода нашей планеты существовала на ее поверхности изначально, а не была принесена кометами или астероидами.
Как рассказывает Джонсон, как именно протекает подобная «эстафета» и как выглядят молекулы воды, участвующие в обмене протонами, до настоящего времени никто не знал, так как проследить за этим процессом крайне сложно из-за его скоротечности и крайне малых масштабов, на которых протекает эта реакция.
Йельским химикам удалось решить эту задачу, обнаружив, что подобные реакции замедляются и становятся видными для инструментов при исполнении двух условий – охлаждения небольшого количества молекул воды почти до абсолютного нуля и использования только «тяжелой» воды – молекул, состоящих из обычного кислорода и дейтерия, тяжелого изотопа водорода.
Подсвечивая такие молекулы при помощи лучей инфракрасного лазера и наблюдая за изменениями в их спектре, ученые смогли увидеть, как свободные ионы дейтерия присоединяются к тяжелой воде, и как они «перепрыгивают» на соседнюю с ней молекулу.
28 сентября 2015, 18:10
Ученые нашли «соленые ручьи» из жидкой воды на МарсеСпектральные данные с зонда MRO помогли планетологам доказать, что на экваторе Марса периодически возникают своеобразные ручьи из жидкой, но очень соленой воды.
Как показали эти наблюдения, подобные обмены идут не между отдельными молекулами воды, а между своеобразными «коллективами» их молекул, объединяющие в себе четыре молекулы h3O. Это, в целом, подтверждает то, что раньше подозревали ученые на базе компьютерных расчетов, но не могли доказать этого на практике.
Дальнейшее изучение этого процесса, как надеются химики из Йеля, поможет раскрыть другие тайны воды, в том числе ее необычно высокое поверхностное натяжение, и понять, как подобная транспортировка протонов влияет на работу нашего организма и других живых существ.
5 минут об электричестве в человеке
Всем привет, я Маша Осетрова, и сегодня я немного расскажу вам про электричество в теле человека.
Сюжет о Викторе Франкенштейне, создавшем монстра из неживой материи, идейно восходит к проведенным в XVIII веке опытам Луиджи Гальвани, который заставил мышцы лягушки сокращаться под действием электрического тока. Его эксперименты вдохновили многих исследователей на изучение функций электричества в теле живых существ.
На сегодняшний день ученые сильно продвинулись в этой области: придумали обезболивающие, выяснили, что заставляет наше сердце биться, что происходит в голове у влюбленных и многое другое.
Между электричеством нашего организм, и электричеством, которое обеспечивает наши дома, есть два фундаментальных различия. Электричество из розетки представляет собой поток электронов. В отличие от этого практически все токи в живых существах являются потоками ионов — атомов, имеющих электрический заряд. Токи в нашем организме связаны с пятью типами частиц: четырьмя положительными ионами — натрия, калия, кальция и водорода — и одним отрицательным хлорид-аниона.
Второе важное различие связано с направлением движения частиц. Ток в электрической цепи течет вдоль проводника, в то время как распространению электрического импульса по нейрону способствует движение ионов в перпендикулярном направлении.
В книге «Искра жизни» Фрэнсис Эшкрофт собрала воедино имеющиеся на сегодняшний день знания об электрических токах в организме человека и процессах на клеточном и молекулярном уровне, управляющих передачей электрических импульсов.
В состоянии покоя на мембране всех клеток существует разность потенциалов в 70 мВ, которую также называют потенциалом покоя. Изменение этого потенциала возможно при проходе заряженных частиц через мембрану внутрь и наружу клетки через специальные шлюзы — ионные каналы.
Для управления ионными каналами соседей нервные клетки выпускают в синаптическую щель — место контакта нейронов — специальные вещества, нейромедиаторы. Они специфично взаимодействуют с ионными каналами в мембране целевой клетки, подходя к определенному типу каналов как ключ к замку. В результате взаимодействия канал открывается, пропуская через себя ионы внутрь или наружу клетки. Направление движения частиц при этом зависит от концентрации ионов и распределения зарядов.
В состоянии покоя потенциал-зависимые натриевые и калиевые каналы клеток нервной и мышечной ткани находятся в закрытом состоянии под действием потенциала покоя. Они открываются только тогда, когда потенциал смещается в положительную сторону: когда это происходит, генерируется нервный импульс.
Хотя потенциально нервные волокна могут проводить импульсы в любую сторону, обычно они передают их только в одном направлении. Двигательные нервы передают сигнал от головного и спинного мозга к мышцам для управления их сокращением, а чувствительные нервы передают информацию в обратном направлении — от органов чувств к головному мозгу.
Поддержание клеток в поляризованном состоянии жизненно важно для организма и крайне энергозатратно. Один лишь мозг использует около 10% вдыхаемого кислорода для поддержания работы натриевого насоса и подзарядки аккумуляторов нервных клеток.
Наибольшее значение для генерации нервного импульса имеют калиевые и натриевые каналы. Это подчеркивает тот факт, что яды пауков, моллюсков, актиний, лягушек, змей, скорпионов и множества других экзотических существ воздействуют именно на них и, таким образом, нарушают функционирование нервов и мышц. Многие токсины крайне специфичны и нацелены на какой-нибудь один вид ионных каналов.
Разные яды имеют разный механизм действия: некоторые из них закупоривают ионные поры, а некоторые выступают в роли «распора», фиксируя канал в открытом состоянии.
Это приводит к тому, что результатом проникновения в организм одних токсинов является паралич, а других — чрезмерное возбуждение, вызывающее судороги.
К примеру, яд тетродотоксин, содержащийся во внутренностях иглобрюха, которого японцы называют «рыба фугу», обладает специфичностью к натриевым каналам. Прочно закупоривая ионные поры, он препятствует нормальной передаче нервных импульсов, вызывая паралич и зачастую приводя к летальному исходу. Тем не менее, гурманы со всего мира регулярно рискуют жизнью, чтобы отведать фугу: при правильном приготовлении она перестает быть ядовитой, и лишь слегка покалывает небо.
Еще один токсин, ради эффекта которого люди готовы рискнуть — ботокс, используемый в косметических целях для разглаживания морщин. Ботокс, он же ботулотоксин — яд бактерий вида Clostridium botulinum, — один из самых сильных известных природных ядов. Он препятствует сокращению мышц и постепенно приводит к смерти от удушья. В количестве, умещающемся на кончике иглы, он смертелен для взрослого человека, однако инъекции ботокса под кожу в ничтожных концентрациях способствуют избавлению от мимических морщин.
На этом все, читайте умные книги, не суйте пальцы в розетку и читайте портал «Чердак»! А в следующем выпуске я расскажу вам о том, как мы делаем ЭТО.
Анастасия Тмур
Почему железо хороший проводник?
Цитата страницы Начать эссе значок-вопрос Спросите репетитораНачать бесплатную пробную версию
Скачать PDF PDF Цитата страницы Цитировать Поделиться ссылкой ДелитьсяСсылайтесь на эту страницу следующим образом:
«Почему железо хороший проводник?» Электронные заметки Редакция , 4 марта 2016 г., https://www.enotes.com/homework-help/why-iron-good-conductor-643380. По состоянию на 3 января 2023 г.
Чтобы проводить электричество, вещество должно иметь свободно движущиеся заряды.
Электроны — это отрицательно заряженные субатомные частицы атома. Металлы, такие как железо, имеют металлические связи. В металлической связи электроны могут свободно перемещаться вокруг более чем одного атома. Это называется делокализацией. Поскольку электроны, участвующие в металлической связи железа, свободно движутся, железо является хорошим проводником.
В жидком или газообразном состоянии электроны ионных соединений также могут свободно двигаться. В таких состояниях ионные соединения способны проводить электрический ток.
Ионные соединения состоят из положительных и отрицательных ионов. Ионы – это заряженные атомы. Ионы формируются для выполнения так называемого правила октетов. Правило октета гласит, что для того, чтобы чувствовать себя стабильно, все элементы главной группы должны иметь восемь валентных электронов. Валентные электроны — это электроны, находящиеся на самой внешней орбитали атома.
Катионы — это положительно заряженные ионы, потерявшие электроны.
Элементы, образующие катионы, теряют свои валентные электроны, чтобы выполнить правило октета. Таким образом, они переходят на следующую более низкую орбиталь, которая заполнена.
Анионы – это отрицательно заряженные ионы. Анионы заряжены отрицательно, потому что они получили дополнительные электроны, чтобы выполнить правило октета.
Утверждено редакцией eNotes
Металлическое соединение
Железо (Fe) — это тип металла. Атомы в металлах удерживаются вместе металлическими связями . В металлической связи электроны атомов металла делокализованы . Это означает, что электроны могут свободно перемещаться между ядрами атомов металла.
Проводимость (электрическая и тепловая)
- Электропроводность : Металлы являются хорошими проводниками электричества.
- Теплопроводность (тепло) : Металлы также являются хорошими проводниками тепла. Когда металл нагревается, его частицы вибрируют быстрее и могут двигаться быстрее. Когда частицы соприкасаются друг с другом, энергия передается от одной частицы к другой.
Утверждено редакцией eNotes
Наука
Последний ответ опубликован 17 июля 2012 г. в 14:55:17.
Каковы три части клеточной теории?
16 Ответы педагога
Наука
Последний ответ опубликован 19 сентября 2015 г. в 21:37:47.
Каковы четыре основные функции компьютерной системы?
2 Ответы воспитателя
Наука
Последний ответ опубликован 21 июня 2018 г.
в 17:01:30.
Какие десять примеров решений вы можете найти у себя дома?
2 Ответы воспитателя
Наука
Последний ответ опубликован 06 июля 2009 г. в 21:23:22.
Каковы функции компьютера?
7 Ответы педагога
Наука
Последний ответ опубликован 07 декабря 2018 г. в 12:04:01.
Расположите следующие элементы в порядке от большего к меньшему: клетка, хромосома, ген, ДНК, организм, ядро.
3 Ответа воспитателя
металл — Почему медь является лучшим проводником, чем железо?
Это, в конечном счете, вопрос по физике твердого тела, а не по химии. Кроме того, ОП указывает, что они учатся в старшей школе, что ограничивает глубину ответа, который может быть им полезен. Тем не менее, я постараюсь дать простой, но подробный ответ.
По мере сближения атомов их электронные облака перекрываются и взаимодействуют.
При образовании кристаллического твердого тела отказываются от рассмотрения атомных энергетических уровней. Вместо этого нужно искать блоховские функции для описания электронных состояний — блоховские функции явно учитывают симметрию кристалла. Кроме того, они представляют собой расширенные электронные состояния, которые распространяются на весь кристалл. Они представляют разрешенные (энергия и импульс) комбинации электронов.
Для металла высшие блоховские состояния возникают в виде полосы состояний, которая заполнена лишь частично. Незанятые состояния лежат чуть выше состояний с электронами. Чтобы переместить электрон, ему нужно совсем немного энергии, и он может двигаться. (Полностью заполненные зоны не допускают проводимости — для любого электрона, движущегося в одну сторону, есть электрон, движущийся в другую сторону. Для полного понимания этого требуется хорошее знание физики твердого тела).
Хорошо, в общем случае проводимость должна быть просто количеством электронов вблизи линии между занятыми и незанятыми.
Вроде. Эта линия называется поверхностью Ферми, и все быстро усложняется. Форма и связность поверхности Ферми сильно влияют на проводимость. Давайте более подробно рассмотрим медь и железо.
Медь — это простой благородный металл с красивой почти идеальной поверхностью Ферми (см. книгу Эшкрофта и Мермина по физике твердого тела или С.Ю. Фонг и др., Сравнение зонных структур и распределения зарядов меди и серебра). Оказывается, поверхность Ферми меди почти точно соответствует тому, что можно было бы ожидать от свободной электронной сферы. Электроны могут легко двигаться в любом направлении, поверхность полностью связана, жизнь хороша.
Железо гораздо сложнее. Следуя исследованиям Дж. Каллавея и К.С. Ванга, энергетические полосы в ферромагнитном железе обнаруживают два основных отличия. Во-первых, поскольку атомы железа действительно обладают индивидуальными магнитными моментами, общая зонная структура расщепляется на два разных спиновых состояния для электронов. Таким образом, каждое спиновое состояние отделено от других, что снижает возможность движения каждого из них (по сравнению с медью, где такого разделения не существует).