Der kugelförmige Zustand des Wassers - - Die Wissenschaften - 2020

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Anonim

Man kann sagen, dass Wasser, wenn es nicht mit irgendetwas in Kontakt steht, oder wenn die Kraft der Adhäsion nicht zur Wirkung gebracht wird, den kugelförmigen Zustand annimmt. Das heißt es. sammelt sich zu einer Masse, die sich mehr oder weniger der Form einer Kugel annähert. In den Experimenten mit Lycopodium, die in unserer letzten Ausgabe veranschaulicht wurden, wurde ein Beispiel dafür gezeigt, dass feste Wasserkügelchen frei auf einer mit der fraglichen Substanz bestreuten Oberfläche herumrollen. und ein sha.pe konserviert, das sich dem einer Kugel annähert. Diese Kügelchen befanden sich streng genommen im sphäroidalen Zustand, jedoch nicht in der üblichen Anwendung des Begriffs. Sie ist im Allgemeinen auf die Fälle beschränkt, in denen eine hohe Temperatur in unmittelbarer Nähe einer Wassermasse die nächstliegende Ursache dafür ist, dass sie diese Form annimmt. Jeder hat bemerkt, dass wenn Wassertropfen auf einen heißen Bereich fallen, sie sich nicht ausbreiten und verdampfen, sondern stattdessen kleine Kugeln bilden und auf dem heißen Metall herumrollen, bis sie verschwinden oder abrollen. Je heißer der Bereich, desto perfekter ist dieser Effekt. Das im Schnitt dargestellte Experiment ist die Entwicklung dieses Phänomens. Ein Becher aus blankem Metall, vorzugsweise von beträchtlicher Dicke, soll bereitgestellt werden. Dies ist am leichtesten der SPHEROIDAL STATE OF WATER. aus einer Silbermünze, einem Viertel ortilalf Dollar oder einem Silber- oder Handelsdollar. Die Münze wird über ein Loch gelegt, durch ein festes Stück Holz gebohrt, wobei das Loch fast den eigenen Durchmesser hat. Ein „hartes Holzstück“ mit abgerundeten Enden wird mit seinem abgerundeten Ende auf der Münze gehalten und durch mehrere harte Schläge mit einem Hammer nach unten getrieben. Dadurch wird die Münze ausgehöhlt. Wenn ein Silberdollar verwendet wird, sollte er bis fast eine Tasse gehämmert werden. Es wird ein Viertel Zoll tief geformt. Ein Vierteldollar antwortet, wenn ein Achtel Zoll tief ist. Jetzt muss eine Unterstützung bereitgestellt werden, die ohne weiteres aus Draht hergestellt wird. Im Schnitt dient eine Spirale aus etwas schwerem Draht als Standard. Für die Wärme kann eine Alkohollampe verwendet werden, und die Spiralhalterung ist besonders dafür geeignet. Es besteht jedoch keine Notwendigkeit für eine Alkoholflamme. Eine gewöhnliche Gasflamme wird perfekt funktionieren. In diesem Fall kann der Becher in einem gespaltenen Stück Holz gehalten werden. das wird einige Zeit dauern, bevor es durch die Hitze vollständig zerstört wird. Die gezeigte Anordnung ist sehr ordentlich. Die Spirale ist so groß, dass sie eng um den Lampenhals passt und ist offen genug, um die Flamme nicht ernsthaft zu stören. Wenn alles so angeordnet ist, leuchtet die Lampe. Nach ein paar Minuten brennt der Draht häufig in der oberen Spule rot. Bevor dies geschieht, kann der Becher als fertig betrachtet werden. Es muss etwas Wasser hineingegossen werden, ein Teelöffel ist ein praktisches Hilfsmittel für diesen Zweck. Anstatt sofort zu sieden zu beginnen, wie erwartet, sammelt sich die Flüssigkeit in einem abgeplateten Sphäroiden und rollt von Seite zu Seite auf der heißen Oberfläche ohne Anzeichen von Kochen. Solange die Lampe beleuchtet ist, bleibt dies bestehen, mit der Ausnahme, dass die Kugel immer kleiner wird und nach einiger Zeit wieder verschwindet.Obwohl Sie mit dem Phänomen vertraut sind, ist es schwer zu vermeiden, dass die Lampe fehlerhaft ist und die Münze nicht heiß genug ist, um das Wasser schneller zu verdunsten. Dies wird jedoch durch Beobachtung der anomalen Form korrigiert, die das Wasser annimmt. und durch die zweite Phase des Experiments zeigt sich dies, wenn die Lampe erlischt. Der Becher soll ziemlich heiß gemacht werden, und eine große Kugel Wasser eingeführt werden, und die Lampe erlischt. Seit einiger Zeit wird nichts mehr gesehen. Die Kugel läuft wie zuvor unruhig von einer Seite zur anderen, bis die Hitze ausreichend abfällt, wenn sie plötzlich ihre Form verliert oder zusammenbricht, den Becher füllt und in einen gewalttätigen Aufschwung bricht. Wenn alles richtig proportioniert ist, wird es vollständig weggekocht und der Becher bleibt trocken. Mit anderen Worten, der Becher kocht kein Wasser, bis es abgekühlt ist. Die Erklärung ist nicht so einfach, wie es zuvor betrachtet wurde. Es wurde in den älteren Lehrbüchern behauptet. das Wasser ruhte auf einem Dampfkissen und kam so nicht mit dem Metall in Berührung. Dies ist messbar wahr, aber die gegenwärtige Theorie ist eine Modifikation davon und behauptet, dass sie auf einer "Crookes-Schicht" aus Dampf ruht - einer Schicht, deren Moleküle von Metall zu Wasser hin- und hergeschleudert werden und sie so daran hindern Es ist bekannt, dass sie sich nicht berühren, da unter der Kugel Licht sichtbar ist, wenn anstelle eines Bechers eine flache Platte verwendet wird. Wenn jedoch nur ein Dampfkissen das Trennmittel wäre, wäre dies nicht klar Deshalb wird es nicht herausgedrückt, und es wird immer mehr Dampf benötigt, um es zu ersetzen, um eine möglichst schnelle Verdampfung des DRPP zu erreichen, anstatt des langsamen, das tatsächlich stattfindet. Die Crookes-Schicht mit der Verfügung von Wenn die Komponentenmoleküle in geraden Linien schwingen oder oszillieren müssen, ist die Schwierigkeit überflüssig. Der besondere Zustand des Wassers wurde oft zur Erklärung von Kesselexplosionen herangezogen. In solchen Fällen wurde davon ausgegangen, dass das Wasser durch übermäßige Wärme geschützt wurde Kontakt mit einigen der Platten, bis die Hitze unterging gh soll Kontakt hergestellt werden, wenn die schnelle Entwicklung von mehr Dampf die Explosion bewirken soll. Betrachtet man jedoch das relative Gewicht eines Kessels und das enthaltene Wasser sowie die hohe spezifische Wärme von Wasser und die geringe spezifische Wärme von Eisen, so erscheint die Erklärung als sehr schlecht. Viele andere Substanzen können in diesen Zustand gebracht werden, wobei Wasser keinesfalls die einzige ist. Selbst schnell sublimierende Feststoffe können sich auf einer ähnlichen schützenden Crookes-Schicht bilden und ruhen. So erstarrte Kohlensäure. Gas kann ohne Verletzung in der Hand oder im Mund gehalten werden, da - kein Kontakt besteht. Wenn durch Druck ein solcher Kontakt hergestellt wird; Bei starker Kälte entsteht eine starke Verbrennung. Der Feststoff entwickelt ständig Kohlensäuregas, das eine Crookes-Schicht beibehält und verhindert, dass sie die Haut berührt. Durch die Verwendung einer leistungsstarken Lampe und eines größeren Bechers können beträchtliche Wassermengen auf diese Weise behandelt werden. Ein Experiment, das mit erhöhter Wirkung durchgeführt wird. In sehr vielen Fällen ist die Phase der zunehmenden Gewalt der Endbevölkerung eine sehr merkwürdige Phase. Wenn der Becher aus Schwermetall besteht, wird das Kochen, das langsam beginnt, immer heftiger, bis das Wasser fast erschöpft ist und ein regelmäßig zunehmendes oder crescendo-Geräusch erzeugt. Die allgemeinen Anteile, die durch den beschriebenen Münzbecher gegeben werden, können bei der Herstellung größerer verwendet werden, und Kupfer kann anstelle von Silber mit guten Ergebnissen verwendet werden. Hinweis an Abonnenten Mit dieser Ausgabe wird ein weiterer Band des Supplements abgeschlossen, mit dem eine Reihe von halbjährlichen Abonnements ablaufen. 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Dieser Artikel wurde ursprünglich mit dem Titel "The Spheroidal State of Water" veröffentlicht. 54, 26, 404 (Juni 1886)

doi: 10.1038 / scientificamerican06261886-404