當水的電離微乎其微,以至於原則上不應流過水時,水又如何成為傳導電流的介質?
當水的電離微乎其微,以至於原則上不應流過水時,水又如何成為傳導電流的介質?
“純”水的導電性非常差(電阻率實際上用作純度的度量)。
“真實”水不是純淨的-它包含電解質並且非常導電。另外-當皮膚潮濕時,其電阻率會大大降低。
例如,“純”水的電阻率為(大約)18.2M。溶解的NaCl為10 ppm(“質量非常好的自來水”含量將低於50 ppm)時,電阻率下降至大約 $ 43〜\ rm {k \ Omega \ cdot cm} $ span>
“與人體之間的電流傳導:綜述”(Fish和Geddes,ePlasty 2009,9,e44)中有很多詳細信息。表3對此進行了總結:
表3
為什麼在非常低的電壓下浸入水中會致命?
浸沒可以非常有效地潤濕皮膚,並極大降低單位面積的皮膚抵抗力
接觸面積佔人體表面積的很大百分比
電流還可能通過口腔和咽喉等粘膜進入人體
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人體對電非常敏感。很小的電流會導致游泳,呼吸驟停和心臟驟停的能力喪失
問題在於定義是什麼“好”或“壞”的導體。 在學校裡,孩子們被告知一切都非常容易:有像金屬一樣的“好”導體和像塑料一樣的“壞”導體。
之前的簡短問題:您認為銀(標準條件下最好的非異質導體)與不銹鋼之間的電導率有何不同?
銀的電導率為63 000 000 S / m,不銹鋼的電導率為1 450 000 S / m,銀的導電性是不銹鋼的43倍! (我將這些數字寫出來是因為如果您使用不熟悉的科學記數法,外行人看不見它們之間的區別。)
S是被稱為西門子的單位,而每米西門子(S / m)是電導率的SI單位。
問題是電導率是各種材料之間具有最大可觀察到的差異的物理量之一。我給出一個簡短的概述:
不,這不是在開玩笑。讓我們想像一下,您與月亮之間的距離可以媲美一個好的指揮家。那麼,不良導體的學校定義就是蘋果樹的高度和海水的原子大小。
那麼為什麼我們不知道這種驚人的差異呢?原因是我們對電非常脆弱,即使很小的電流也可能導致疼痛或死亡。因此,儘管水是一種相對較差的導體,但水仍然具有足夠的電導率以引起問題,金屬只是極其有效的導體,可以在很長的距離內傳輸電能,而損耗卻相對較小。諸如玻璃或空氣之類的非導體之類的其他材料實際上也是非導體,甚至可以將某人屏蔽在極高的電壓下(問題是一旦建立了連接,就會形成電離分子的電弧,其電導率比電導分子要好得多。通常,您需要每厘米空氣中約有5000 V的電壓來建立連接,因此在1000-10000 V的變電站中是安全的,因此這就是他們張貼危險標誌的原因。 >
我的化學老師斯特拉頓在高中時進行了一項實驗。他在木槳上有一個燈泡固定裝置,並附有電源線和兩個成直角伸出的金屬插腳,以便可以將插腳放在燒杯上,插腳懸在水中。
他首先用蒸餾水裝滿燒杯,然後將40w白熾燈泡擰入固定裝置-不亮。然後他嘗試了類似10瓦的燈泡-仍然沒有照明。然後他嘗試了霓虹燈-非常暗淡的光芒。
接下來,他倒入少量的鹽(NaCl)並將其沖洗掉-霓虹燈開始明亮地發光。嘗試使用10w燈泡-幾乎以全亮度發光。嘗試使用40w燈泡-亮度不高,但至少是亮度的一半。
水是一種很好的極性溶劑,將其與溶解時會離子化的任何化學物質結合使用,您所製得的溶液可以以相對較低的電阻承載大量電流。 (到處都有類似鹽的化學物質。)
水確實不是良導體,除非存在雜質。而且,如果您可以防止雜質污染它,則可以在其中放一個收音機,它仍然可以工作。你可以找到自己。取蒸餾水(約一個杯子),並用歐姆表檢查電阻,探頭之間的固定距離大約為1/2英寸。它將在所有實際意義上表現出無限的抵抗力。
然後在一湯匙水中溶解約2克鹽。將探頭放在水中,然後將鹽水加到水中觀察。歐姆從絕緣體變成了相當好的導體……您甚至可以通過將手放在蒸餾水中來實現此目的,因為皮膚中的鹽溶解在水中。
關於水是導體的論點是因為“水很少純至不包含溶解的礦物污染物”,這就像是說不清楚,因為看海洋還是湖泊。
與電線和金屬相比,水是不良導體,但與浴室,廚房中的空氣,玻璃,瓷磚和其他物體相比,水是優良導體,尤其是如其他答案所述,如果其中溶解了某些雜質它。
當我們的身體和腳都濕了,我們在潮濕的地板上行走時,以某種方式觸摸了潮濕的電源插座或電線附件;如果電源插座沒有接地故障保護,則電源插座熱(帶電)側的電流將嘗試通過潮濕的皮膚和濕腳從地面到地面找到捷徑。如前所述,即使很小的電流通過您的身體,也會使心臟停止運轉(心臟驟停)。
這就是為什麼要求在廚房和浴室的所有電源插座上都加裝GFI(接地故障中斷器)保護的原因。這種保護措施可以感應到斷路器接地短路的情況,並消除了插座上的熱線。
水是導體!由於水很少純淨至不包含一些溶解的礦物污染物(鹽/電解質)。湖泊,池塘或水坑中的死水幾乎永遠不是純淨的,而是永遠不是純淨的。順便說一句,髒水可稱為不純水。然後了解污染物是離子形式,這使水成為完美的導體,因為它具有另一種優異的品質:附著在固體或柔軟表面(例如人體皮膚)上。因此,如果由於水災或人身附近或附近發生的意外車禍而從倒下的傳輸線/電線桿引出原始高壓電線時,創造出極佳的條件(即使不是完美的條件),也使水成為理想的電導體,從而使您的後側震驚。就像街上的水坑一樣。