Изучение электропроводности крещенской воды

Секция : физика

Название работы : «Исследование электропроводности крещенской воды.»

        Автор работы: Сениянц Артём

                                                                              Место выполнения работы:

                                                                              с. Красногвардейское

                                                                              МОУ «Гимназия №1», 8 класс

                                                                              Научный руководитель:

                                                                              Сопина Евгения Александровна

                                                                              учитель физики,  первой

        квалификационной категории.

Введение

Цель моей работы – изучение электропроводности воды. Электропроводность – это способность воды проводить электрический ток. Ее можно измерить и выразить в численном эквиваленте. Электрическая проводимость зависимость от количества солей и температуры воды, по этой зависимости мы можем судить о минерализации воды с некоторой долей погрешности. Природная  вода представляет собой смесь сильных и слабых электролитов. Наличие ионов в воде объясняет ее электропроводность. Соли воды представляют собой, преимущественно, ионами (NA), (K), (CA), (CL), сульфата (SO), гидрокарбоната (HCO), наличие других ионов, в незначительном количестве, не имеет столь сильного влияния на электропроводность воды.

Прежде, чем начать самостоятельные исследования, я решил обратиться к чужим научным работам. Меня заинтересовал отчет Минздрава РФ научного клинико-экспериментального центра традиционных методов диагностики и лечения, в нем рассказывалось об эксперименте, изучающем влияние излучения монитора на электропроводность воды. Смысл данного эксперимента заключался в том, что в две отдельные кюветы  заливалось одинаковое количество дистиллированной воды, к каждой камере подключались измерительные приборы. На короткий срок включался источник питания. Регистрировалось «нулевое» показание, которое записывалось  в качестве исходного. Затем из камер измерения выливали «подопытную» воду, заливали новую порцию, причем ее количество и температура равна прежней. Установка находилась в рабочем состоянии тогда, когда  при повторной заливке исходные показания измерительных приборов не отличались от предыдущих, при включенном источнике питания, в течение всего эксперимента.

После этого одну из кювет убирали, а вторую подвергали воздействию монитора, затем исследовали первую и вторую емкости. Опыт считался состоявшимся, если замеры контрольного «нуля» совпадали с исходными, или отличались на несколько пунктов, допустимых погрешностью, тогда данный опыт можно было считать успешным.

Я  заинтересовался данным исследованием, и первой целью моего исследования, была проверка эффективности работы защитных экранов на телевизоре и компьютере.

Еще один интересный факт, который я нашел о электропроводности, был о влиянии солнечной активности на электропроводность воды, проводимый Московским техническим авиационным институтом. Данный эксперимент проводился с 1999-2001г.г. в дневное время суток, в основном с 11 до 13 часов.  

Для сравнения свойств воды (при изменении условий, параметров окружающей среды, а также состава воды) использовался параметр γ, Т – проводимость и температура воды, а - относительный температурный коэффициент проводимости (ОТКП).

Использование указанного параметра исключает влияние дрейфа проводимости и обладает значительно большей чувствительностью по сравнению с измерениями абсолютного значения проводимости.

Проведенные эксперименты свидетельствуют о наличии связи между состоянием солнечной активности и состоянием воды на земле. К сожалению, данный опыт является очень чувствительным и продолжительным по времени, вследствие чего я не решился его повторить, но вторым моим исследованием стало изучение поведения воды в крещенскую ночь.  

Третьим фактом, обнаруженным мной, в литературе было изучение влияния кремния на проводимость воды. Минский  инженер А. Малярчиков, гуляя вдоль железной дороги, обратил внимание на яркие, только что вымытые  дождем камни. Он собрал их в мешочек и дома бросил в банку с водой, чтобы отмыть от грязи.  А потом о них забыл. И только через десять дней опять вспомнил о своей находке. По идее, вода, находящаяся в банке, должна была испортиться. Каково же было удивление  инженера, когда он увидел, что вода стала чище и прозрачней,  чем водопроводная, а на вкус не хуже родниковой.

Он догадался: ей не дали испортиться найденные камни. Но какие именно? С помощью некоторых исследований, проведенных Малярчиковым, было выяснено, что воде не дал испортиться,  и очистил ее кремень.

После этого проводилось множество исследований, которые подтвердили, что в системе «кремень – водные растворы неорганических солей» происходит интенсивное соединений ряда металлов: алюминия, железа, кадмия, цезия, цинка, свинца, стронция». Данный факт говорит о том, что под влиянием кремня электропроводность воды изменяется.  Кстати говоря, активность кремния проявляется не сразу, а только на пятый-шестой день после взаимодействия  водой.

1.Постановка эксперимента.

Данная работа проводилась в течение двух лет. Первые измерения проводились в ночь с 18.01 по 29.01 2010 года, а повторные с 18.01 по 20.01.2011г.

Итак, для проведения наших экспериментов нам  понадобиться: миллиамперметр и микроамперметр, батарейки напряжением в 4,5 и 1,5 вольт, электроды (медные), вольтметр. Также мной были взяты несколько одинаковых пластмассовых стаканчиков с крышками, в которые каждый раз с помощью измерительного стакана наливалась вода массой  125 (2010год), 200 граммов (2011). Еще одним важным условием для проведения данного опыта являлась постоянная температура воды, которая измерялась термометром. Вода использовалась из различных источников.

Для измерения электропроводности мне понадобилось несколько формул:  

R = U/I,  γ = I/R,

таким образом, электропроводность прямо пропорциональна силе тока.  Поэтому электропроводность можно условно оценить как силу тока с помощью амперметра.

В  2010 году, в крещенскую ночь (была сильная магнитная буря) я изучал  различные виды воды, их масса равнялась 125 граммам, а температура =       22 ºС. Вода  находилась в одинаковых стаканах с крышками. Цепь состояла из  миллиамперметра, батарейки напряжением в 4,5 вольта и  двух электродов, к источнику питания был подсоединен вольтметр для измерения напряжения с целью отслеживания постоянного напряжения (по необходимости замене его на другой).

В 2011 году в  крещенскую ночь магнитной бури не было, по сведениям гидрометеоцентра магнитное поле было спокойным. Использовались  различные виды воды, массой 200 граммам и  температурой равную 21 ºС, находящихся в одинаковых стаканах с крышками. Цепь состояла из миллиамперметра, батарейки напряжением в 4,5 и 1,5 вольта, двух электродов и источника питания. К  источнику питания был подсоединен вольтметр для измерения напряжения на источнике  питания.

Полученные результаты можно увидеть в  графиках.

По данным графика  хорошо видно, что в 2010 году почти вся вода,   которая находилась под наблюдением в течение ночи, изменила свою электропроводность. Исключением стала только вода, заряженная целительницей. Исследуя закономерность, с которой изменялась электропроводность воды видно, что она у всех вод, кроме заряженной,   уменьшилась на 25%. Также я обнаружил, что в половину первого ночи у нескольких вод наблюдался некий скачок электропроводности вверх, который впоследствии исчез. Кроме кремниевой воды также были измерены: вода с гранатом, вода с янтарем, вода с гематитом, но полученные результаты совпали с результатами кремневой воды, вот почему в график было введено только это значение.

В 2011 году опыты проводились в двух различных местах с водами различных источников, но один опыт был менее чувствительным (напряжение было 4,5 В, сила тока в пределах 10мА), а второй более точный (напряжение 1,5В, сила тока в пределах 2мА) видно, что к двенадцати часам ночи электропроводность всех измеряемых вод резко увеличилась, а затем стала понемногу уменьшаться.

Но, как известно, крещение длится трое суток, поэтому в 2008 году мы с учителем решили измерить электропроводность воды не только с 18.01. до 19.01, но и с 19.01 до 20.01. Основной пик подъема пришелся  на 23.20, а в таблице №2 на 23.13. Опыты проходили в различных районах села. Время возрастания электропроводности совпадает. Как и в первом опыте, после резкого подъема началось постепенное уменьшение электропроводности. К утру же  электропроводность упала, по сравнению с вечером, приблизительно на 20-25%. По данным показаниям видно, что скачок электропроводности воды был как в ночь с 18 на 19 января, так и с 19 на 20, но с 19 на 20 он был значительно сильнее, а также на сорок минут раньше.

Влияние излучений экранов на электропроводность дистиллированной воды

Второй эксперимент был направлен на изучение излучений телевизора и компьютера на электропроводность воды. Данный опыт достаточно чувствительный, поэтому я использовал для измерения силы тока микроамперметр. Обыкновенная водопроводная вода для этого эксперимента не подходит. Поэтому я взяла дистиллированную воду, электропроводность которой должна была бы равняться нулю, но при измерениях на источнике питания 4,5В показания  микроамперметра зашкаливали. Вот почему, я заменила источника питания на элемент напряжением 1В. Я получил следующие результаты: за полчаса, во время которых проходил опыт электропроводность воды, находящейся под влиянием излучений телевизора, повысилась на 15 микроампер, а электропроводность воды, находящейся под влиянием монитора, не изменилась совсем. Объяснением данного факта является наличие у современного компьютера хорошего защитного  экрана.  

Для наглядного рассмотрения этого  эксперимента составлен график.

По ним видно, что в течение первых 9 часов изменение электропроводности всех вод было одинаковым, но через десять суток результаты стали уже отличаться друг от друга. Нам известно, что кремень наиболее активно взаимодействует с водой на пятые сутки, может быть, янтарь и гематит начинают данный процесс только на 9-10 сутки, поэтому их конечная электропроводность отличается от первоначальной, хотя у гематита и кремния данные параметры совпадают.  

Заключение

В данной работе мной были рассмотрены различные аспекты, которые могут влиять на электропроводность воды: минералы, температура,  излучение. Но основной акцент был сделан на рассмотрение изменения электропроводности воды в крещенскую ночь. Но если в 2010году на результаты измерений могла повлиять магнитная буря, то в 2011 магнитное поле нашей планеты было спокойным (по сведениям гидрометеоцентра), а результаты, проведенных опытов показали, что в крещенскую ночь воды различных источников действительно меняют свою электропроводность.

Литература

1. Физический энциклопедический словарь, М., «Советская энциклопедия», 1984

2. «Физика 10», Н.М. Шахмаев, М., «Просвещение», 1992