Wie kann Wasser ein Medium sein, um Strom zu leiten, während seine Ionisation so vernachlässigbar ist, dass im Prinzip kein Strom fließen sollte?
Wie kann Wasser ein Medium sein, um Strom zu leiten, während seine Ionisation so vernachlässigbar ist, dass im Prinzip kein Strom fließen sollte?
"Reines" Wasser ist ein sehr schlechter Leiter (der spezifische Widerstand wird tatsächlich als Maß für die Reinheit verwendet).
"Echtes" Wasser ist nicht rein - es enthält Elektrolyte und ist ziemlich leitfähig. Auch - wenn Ihre Haut nass ist, ist ihr spezifischer Widerstand deutlich niedriger.
Zum Beispiel - "reines" Wasser hat einen spezifischen Widerstand von (ungefähr) 18,2 M $ \ Omega \ cdot \ rm {cm} $ span>. Mit 10 ppm gelöstem NaCl ("Leitungswasser von sehr guter Qualität" hätte weniger als 50 ppm) fällt der spezifische Widerstand auf etwa $ 43 ~ \ rm {k \ Omega \ cdot cm} $ span>
Viele Details finden Sie in "Leitung von elektrischem Strom zum und durch den menschlichen Körper: Ein Rückblick" (Fish and Geddes, ePlasty 2009, 9, e44). Tabelle 3 fasst es zusammen:
Tabelle 3
Warum das Eintauchen in Wasser bei sehr niedrigen Spannungen tödlich sein kann
Das Eintauchen benetzt die Haut sehr effektiv und senkt den Hautwiderstand pro Flächeneinheit.
Die Kontaktfläche macht einen großen Prozentsatz der gesamten Körperoberfläche aus.
Elektrischer Strom kann auch über Schleimhäute wie Mund und Rachen in den Körper gelangen.
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Der menschliche Körper reagiert sehr empfindlich auf Elektrizität. Sehr geringe Strommengen können zu Schwimmstörungen, Atemstillstand und Herzstillstand führen.
Das Problem liegt in der Definition, was ein "guter" oder "schlechter" Dirigent ist. In der Schule wird den Kindern beigebracht, dass alles ganz einfach ist: Es gibt "gute" Leiter wie Metalle und "schlechte" Leiter wie Kunststoff.
Kurze Frage zuvor: Was ist Ihrer Meinung nach der Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Silber (der beste nicht exotische Leiter unter Standardbedingungen) und Edelstahl?
Silber hat eine Leitfähigkeit von 63 000 000 S / m, Edelstahl hat 1 450 000 S / m, Silber leitet Strom 43-mal besser als Edelstahl! (Ich schreibe die Zahlen auf, weil der Unterschied für Laien verborgen ist, wenn Sie eine ungewohnte wissenschaftliche Notation verwenden.)
S ist eine Einheit namens Siemens, und Siemens pro Meter (S / m) ist die SI-Einheit der Leitfähigkeit.
Die elektrische Leitfähigkeit ist eine der physikalischen Größen, die die größten beobachtbaren Unterschiede zwischen verschiedenen Materialien aufweist. Ich gebe einen kurzen Überblick:
Nein, das ist kein Scherz. Stellen wir uns vor, die Entfernung von Ihnen und dem Mond ist vergleichbar mit einem guten Dirigenten. Die Schuldefinition von schlechtem Dirigenten wäre dann die Höhe eines Apfelbaums für Meerwasser und die Größe eines Atoms für Glas.
Warum sind wir uns dieser erstaunlichen Differenz nicht bewusst? Der Grund ist, dass wir in Bezug auf Elektrizität ziemlich zerbrechlich sind, selbst sehr kleine Ströme können Schmerzen oder Tod verursachen. Wasser hat also immer noch eine ausreichende Leitfähigkeit, um Probleme zu verursachen, obwohl es ein vergleichsweise schlechter Leiter ist. Metalle sind einfach äußerst effektive Leiter, die es ermöglichen, Elektrizität über große Entfernungen mit relativ geringen Verlusten zu übertragen. Die anderen Materialien als Nichtleiter wie Glas oder Luft sind effektiv Nichtleiter, die sogar jemanden vor sehr hohen Spannungen schützen (Das Problem ist, dass sich nach dem Aufbau einer Verbindung ein Bogen ionisierter Moleküle bildet, der eine viel, viel bessere Leitfähigkeit aufweist als die Unverändertes Material. Normalerweise benötigen Sie ca. 5 000 V pro Zentimeter Luft, um eine Verbindung herzustellen, damit Sie vor 1 000 - 10 000 V Transformatorstationen sicher sind. Aus diesem Grund werden die Warnschilder angebracht.
In der High School hat mein Chemielehrer, Herr Stratton, ein Experiment durchgeführt. Er hatte eine Glühbirne auf einem Holzpaddel mit einem Netzkabel und zwei rechtwinklig vorspringenden Metallzinken, so dass das Paddel über einen Becher Wasser gestellt werden konnte, wobei die Zinken im Wasser baumelten.
Zuerst füllte er das Becherglas mit destilliertem Wasser und schraubte eine 40-W-Glühlampe in die Leuchte - kein Licht. Dann versuchte er so etwas wie eine 10-W-Glühbirne - immer noch kein Licht. Dann versuchte er ein Neonlicht - sehr schwaches Leuchten.
Als nächstes goss er eine kleine Menge Salz (NaCl) ein und schwenkte es herum - das Neonlicht begann hell zu leuchten. Versuchte die 10w Glühbirne - leuchtete bei fast voller Helligkeit. Versuchte die 40w Glühbirne - nicht ganz hell, aber mindestens halb hell.
Wasser ist ein gutes polares Lösungsmittel und kombiniert es mit jeder Art von Chemikalie, die beim Auflösen ionisiert, und Sie haben eine Lösung, die einen signifikanten Strom mit relativ geringem Widerstand führen kann. (Und salzähnliche Chemikalien sind überall.)
Wasser ist in der Tat KEIN guter Leiter, es sei denn, es gibt Verunreinigungen.Und wenn Sie verhindern könnten, dass die Verunreinigungen es verunreinigen, könnten Sie ein Radio hineinstecken und es würde immer noch funktionieren.Sie können es selbst herausfinden.Nehmen Sie destilliertes Wasser (ungefähr eine Tasse) und überprüfen Sie den Widerstand mit einem Ohmmeter, wobei die Sonden einen festen Abstand von ungefähr 1/2 Zoll haben.Es wird unendlichen Widerstand für alle praktischen Sinne zeigen.
Lösen Sie dann etwa 2 Gramm Salz in einem Esslöffel Wasser auf.Halten Sie die Sonden im Wasser und geben Sie die Kochsalzlösung ins Wasser und beobachten Sie.Die Ohms wandeln sich von einem Isolator zu einem ziemlich guten Leiter ... Sie können dies sogar tun, indem Sie einfach Ihre Hand in das destillierte Wasser legen, während sich die Salze Ihrer Haut im Wasser auflösen.
Das Argument, dass Wasser ein Leiter ist, weil "Wasser selten rein genug ist, um keine gelösten mineralischen Verunreinigungen zu enthalten", ist wie zu sagen, dass es weder wegen des Blicks auf die Ozeane noch auf die Seen klar ist.
Wasser ist im Vergleich zu Drähten und Metall ein schlechter Leiter, aber im Vergleich zu Luft, Glas, Keramikfliesen und anderen Gegenständen im Bad oder in der Küche ein ausgezeichneter Leiter, insbesondere wie in anderen Antworten erwähnt, wenn bestimmte Verunreinigungen darin gelöst sind es.
Wenn unsere Körper und Füße nass sind und wir über einen nassen Boden gehen und irgendwie eine nasse Steckdose oder einen Kabelaufsatz berührt haben; Wenn die Steckdose nicht gegen Erdschluss geschützt ist, versucht der Strom von der heißen (stromführenden) Seite der Steckdose, eine Abkürzung zum Boden durch Ihre nasse Haut und Ihre nassen Füße zum Boden zum Boden zu finden. Wie bereits erwähnt, kann bereits ein sehr kleiner Strom durch Ihren Körper Ihr Herz stoppen (Herzstillstand).
Aus diesem Grund ist an allen Steckdosen in Küchen und Bädern ein GFI-Schutz (Erdschlussunterbrecher) erforderlich. Diese Art des Schutzes erkennt, wenn ein Kurzschluss-Bypass von der Masse des Leistungsschalters vorliegt, und löscht die Hotline an der Steckdose.
Wasser ist ein Leiter!Weil Wasser selten rein genug ist, um keine gelösten mineralischen Verunreinigungen (Salze / Elektrolyte) zu enthalten.Stehendes Wasser in einem See, einem Teich oder einer Pfütze ist nicht fast nie rein, aber niemals rein.Schmutziges Wasser gilt übrigens als unreines Wasser.Verstehen Sie dann, dass die Verunreinigung in Form von Ionen vorliegt, die Wasser zu einem perfekten Leiter machen, da es eine weitere hervorragende Qualität aufweist: die Haftung auf festen oder geschmeidigen Oberflächen (z. B. menschliche Haut).Dies schafft den hervorragenden, wenn nicht den perfekten Zustand, um Wasser zu einem idealen Stromleiter zu machen, um Ihren Hintern in Vergessenheit zu versetzen, wenn rohe Hochspannungskabel von heruntergekommenen Übertragungsleitungen / -polen aufgrund eines Sturms oder eines zufälligen Autounfalls in oder in der Nähe eines Körpers vonWasser wie in einer Pfütze auf der Straße.